[发明专利]一种基于条形码码盘的移动机器人编队的控制方法

说明书

本发明涉及一种基于条形码码盘的移动机器人编队的控制方法，属于机器人技术领域。该方法设计了N面携带相同结构尺寸，不同信息的码盘式结构，视觉系统与条形码相结合，通过编队控制算法设定摄像头和条形码的距离和角度，摄像头不断地识别码盘上的条形码，判断并筛选出视野里最有效的条形码，计算出该条形码位姿用以调整自身的速度和角度，使得摄像头和条形码保持在设定的距离和角度，从而保持特定的机器人编队队形。通过对领导机器人的路径规划，带动整个编队到达目标地点。本发明使用码盘上多个条形码配合视觉系统进行编队控制，解决了转弯避障过程中信息易丢失的问题，并且识别的位姿特征明显，处理快速，设计成本低，容错率高。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种基于条形码码盘的移动机器人编队的控制方法

背景技术

现如今多机器人集群越来越多的应用到我们的生产和生活当中，多移动机器人作为重要的搬运和巡检工具,自动化程度高、工作效率高,可以节省人工成本。当前研究方向中使用较多的是通过视觉识别条形码来达到多机器人协同的作用，这样会由于领导机器人因避障转角过大导致引导信息丢失的问题，而且识别速度远远比不上条形码，导致移动机器人编队过程中显的笨重，不太灵活。这里使用条形码盘和视觉系统相结合的方法，很轻松的能解决上述的问题，并且可以根据码盘上条形码的位置的变化灵活编队，避免了大量去设计大量的编队队形和队形编队变换策略。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于条形码码盘的移动机器人编队的控制方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于条形码码盘的移动机器人编队的控制方法，该方法包括以下步骤：

S1：在领航机器人周围设计一个2ⁿ个面体码盘，n＝4,5,6，每个面都均等且垂直于地面，每个面宽度不超过5CM，每个面上相同位置放置携带相同结构尺寸但不同信息的条形码，并将条码全部按照竖直方向排列，假设n＝4；顺序按照条形码编号1,5,9,13,2,6,10,14,3,7,11,15,4,8,12,16依次相连，形成一个闭环式多面体码盘；

S2：跟随机器人利用自主导航至目标区域，采用编队控制算法控制摄像头与条形码距离与方向，使得摄像头正对着条形码面，并通过控制一定的距离，使得领航机器人与跟随机器人形成特定的队形，初步利用条形码码盘形成编队；

S3：当领航机器人开始自主导航时，通过摄像头识别码盘上的条形码，筛选视野里最优条形码用于计算移动机器人的位姿，调整好了之后重新识别，判断是否正对条形码，通过编队控制算法来调节自身位姿，使得跟随机器人始终能和领导机器人保持设定的距离和方向，以达到保持编队目的；

S4：根据已知地图，领航机器人通过A*算法进行全局路径规划；同时，通过动态窗口算法对每个机器人进行局部路径规划，并将每个局部路径进行整合，使得局部路径只在全局路径上微小变化；

S5：判断机器人编队是否到达目标位置，是，结束编队，否则继续识别码盘上的条形码保持编队。

可选的，所述步骤S1具体包括：

S11：设计多面体条形码码盘，每个面都均等，两两相邻，且每个面均垂直于地面每个面宽度不超过5CM，每个面上相同位置放置携带相同结构尺寸但不同信息的条形码,并将条码全部按照竖直方向排列，顺序按照条形码编号1,2,……,2ⁿ,1依次相连，形成一个闭环式多面体码盘；

S12：利用条形码生成器生成条形码，设置条形码尺寸和内容，将其打印出来置于码盘上的每个面上的相同位置上。

S13：采用张正友标定法对相机进行标定，求出内参，外参和畸变系数；

可选的，所述步骤S2中具体包括：