一种停车机器人货叉定位方法与流程

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种停车机器人货叉定位方法。

背景技术：

停车机器人是一种代替人工对车辆进行摆放的机器人，使用时通过停车机器人将车辆抬起，在对车辆进行插取时，需要机器人自带的检测设备，检测货叉与车辆轮胎的位置，之后在控制停车机器人对车辆进行插取；

目前，大多停车机器人在对车辆进行插取时，是通过人工将车辆停放到指定位置，之后在控制停车机器人按照设置的程序进行运动，将车辆插起，再进行摆放，由于激光雷达从车辆的两端向车辆轮胎进行拍摄，当地面不平整或者轮胎周围有挡泥板存在时，挡泥板遮挡车辆轮胎的一部分，使得激光雷达无法完整的将车辆轮胎整体，导致扫描结果拟合出的轮胎边缘线往往与实际轮胎边缘线存在一定的偏差，当偏差超过一定范围时货叉会撞到轮胎从而无法完成车辆的插取，为此，我们提出一种停车机器人货叉定位方法。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种停车机器人货叉定位方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种停车机器人货叉定位方法，该停车机器人包括两个用于防护停车机器人内部器件的防护外壳以及两个防护外壳之间用于连接的连接杆，所述防护外壳内部安装有驱动机构，所述驱动机构的前端连接有叉车机构，防护外壳前端两侧位置均连接有激光雷达，其中：

叉车机构包括安装在防护外壳前端两侧的用于插取车辆的货叉以及安装在货叉的后端用于支撑货叉的安装板，所述货叉包括安装在防护外壳前端靠近两侧位置的外侧叉架以及安装在防护外壳前端靠近中心处位置的内侧叉架，外侧叉架后端外表面连接有用于将外侧叉架与防护外壳连接的连接架；

驱动机构包括驱动齿轮与从动轮，套在驱动齿轮与从动轮外表面的同步带以及安装在防护外壳内部靠近同步带的位置用于调节同步带张力的张紧轮，内侧叉架的后端焊接有安装块，所述安装块的内部螺纹连接有丝杆，所述丝杆远离驱动齿轮的一端设有抱夹电机，且抱夹电机远离丝杆的一端连接有减速机。

优选的，所述防护外壳的前端两侧均设有两个导轨，所述安装板后端靠近导轨的位置安装有用于在导轨外表面滑动的滑块，所述滑块套在导轨的外表面。

优选的，所述驱动齿轮的底端由上到下依次连接有联轴器与电机，且驱动齿轮通过联轴器与电机连接，所述丝杆远离动力机构的一端焊接有挡片，所述动力机构与防护外壳通过螺栓固定连接。

优选的，所述连接架的后端设有用于将连接架与同步带连接的连接块。

优选的，一种停车机器人货叉定位方法，包括以下步骤：

(ⅰ)停车机器人与车辆平行，停车机器人前端的激光雷达扫描插取环境数据，生成周围环境数据的点云图；

(ⅱ)点云图生成后，丝杆与驱动齿轮旋转，带动内外货叉整体移动，将外侧货叉与汽车轮胎外侧进行对齐，并留有一定的安全距离，抱夹电机转动，将内侧货叉按照预设的距离移动到相应位置，外侧叉架与内侧叉架分离移动到车辆轮胎的两侧，之后外侧叉架与内侧叉架下降，并向车辆方向移动；

(ⅲ)停车机器人贴合车辆的一侧，外侧叉架与内侧叉架同时向有车辆前方滑动测定距离，之后控制内侧叉架向车辆轮胎方向移动，对车辆轮胎进行挤压；

(ⅳ)挤压后，外侧叉架与内侧叉架升高，将车辆抬起，完成车辆的插取。

优选的，所述步骤(ⅰ)中，插取环境数据包括测量车辆轮胎数据、地面数据、挡泥板位置数据以及测定距离。

优选的，所述步骤(ⅰ)中，停车机器人将扫描得到的点云图数据与距离数据传输给后台服务器，距离数据为外侧叉架和内侧叉架之间的距离，再由后台服务器计算轮胎外侧的边缘线，边缘线设定包括以下两种情况：

a、当地面平整且没有挡泥板时，扫描得到车辆轮胎的边缘线为设定边缘线；

b、当地面不平或有挡泥板时，扫描得到车辆轮胎的边缘线为假定边缘线。

优选的，所述测定距离等于外侧叉架的右侧外表面与挡泥板右侧外表面的距离。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

一是在插取车辆时，激光雷达对车辆轮胎进行扫描，再由后台服务器对扫描的数据进行处理，结合停车机器人前端货叉位置数据，能够准确的控制停车机器人移动，提高插取车辆的安全性与准确性；

二是四个叉架均可以独立活动，方便单一进行调节，提高停车机器人的适用性；

三是我们可以通过测算地面的平整度，以及扫描到挡泥板的位置，测算测定距离，然后再机器人将外侧货叉与车辆轮胎外侧边缘对齐，并留有一定的安全距离，内侧货叉移动到距离外侧货叉预设的距离，使得内外货叉之间的距离超过轮胎的宽度，从而满足不同情况下对车辆的插取，避免插取车辆时，损坏车辆。

附图说明

图1为本发明一种停车机器人货叉定位方法中停车机器人的俯视图；

图2为本发明一种停车机器人货叉定位方法中停车机器人的后视图；

图3为本发明一种停车机器人货叉定位方法中驱动机构结构示意图；

图4为本发明一种停车机器人货叉定位方法中停车机器人插取车辆的车侧视图；

图5为本发明一种停车机器人货叉定位方法的系统流程框图。

图中：1、驱动齿轮；2、张紧轮；3、连接架；4、同步带；5、从动轮；6、连接块；7、丝杆；8、安装板；9、导轨；10、货叉；11、电机；12、联轴器；13、安装块；14、滑块；15、挡片；16、激光雷达；17、抱夹电机；18、减速机。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

参照图1-4所示，一种停车机器人，该停车机器人包括两个用于防护停车机器人内部器件的防护外壳以及两个防护外壳之间用于连接的连接杆，防护外壳内部安装有驱动机构，驱动机构的前端连接有叉车机构，防护外壳前端两侧位置均连接有激光雷达16，其中：

叉车机构包括安装在防护外壳前端两侧的用于插取车辆的货叉10以及安装在货叉10的后端用于支撑货叉10的安装板8，货叉10包括安装在防护外壳前端靠近两侧位置的外侧叉架以及安装在防护外壳前端靠近中心处位置的内侧叉架，外侧叉架后端外表面连接有用于将外侧叉架与防护外壳连接的连接架3；

驱动机构包括驱动齿轮1与从动轮5，套在驱动齿轮1与从动轮5外表面的同步带4以及安装在防护外壳内部靠近同步带4的位置用于调节同步带4张力的张紧轮2，内侧叉架的后端焊接有安装块13，安装块13的内部螺纹连接有丝杆7，丝杆7远离驱动齿轮1的一端设有抱夹电机17，且抱夹电机17远离丝杆7的一端连接有减速机18。

参照图2所示，防护外壳的前端两侧均设有两个导轨9，安装板8后端靠近导轨9的位置安装有用于在导轨9外表面滑动的滑块14，滑块14套在导轨9的外表面。

参照图3所示，驱动齿轮1的底端由上到下依次连接有联轴器12与电机11，且驱动齿轮1通过联轴器12与电机11连接，丝杆7远离动力机构的一端焊接有挡片15，动力机构与防护外壳通过螺栓固定连接。

参照图3所示，连接架3的后端设有用于将连接架3与同步带4连接的连接块6。

内侧叉架调节，抱夹电机17调动丝杆7进行旋转，由于内侧叉架后端的安装块13与丝杆7螺纹连接，又由于内侧叉架只能沿着导轨9滑动，不能进行旋转，因此在丝杆7旋转时，能够调动内侧叉架进行左右移动。

外侧叉架调节：电机11调动驱动齿轮1旋转，由于驱动齿轮1的外表面套有同步带4，且同步带4的外表面连接有连接架3，连接架3前端与外侧叉架后端的安装板8连接，从而使得外侧叉架与同步带4一起移动，通过控制电机11的正反转，来调节外侧叉架的左右移动，停车机器人的前端设置有多个摄像头。

使用时，停车机器人要移动到车辆的侧面，并与车辆的平行，之后停车机器人两侧的激光雷达16扫描地面、车辆轮胎与挡泥板。

当不存在挡泥板时，通过停车机器人表面的摄像头对停车机器人前端货叉10进行拍摄，得到货叉10位置图，将车辆轮胎点云图与货叉10位置图片相结合，计算车辆轮胎与货叉10之间的位置信息，之后控制外侧叉架与内侧叉架向两侧打开，之后向车辆移动，使得外侧叉架与内侧叉架分别位于车辆轮胎的两侧，之后控制外侧叉架与内侧叉架聚合，挤压车辆轮胎，对车辆轮胎进行固定，再由停车机器人带动货叉10升起，将车辆抬起，完成车辆的叉取。

当地面不平或靠近车辆轮胎位置安装挡泥板时，激光雷达16拍摄的车辆轮胎点云图，而通过点云图得到的车辆轮胎外侧边缘线为假定边缘线，先控制外侧叉架与内侧叉架打开，使得外侧叉架与内侧叉架之间的距离加大，之后向车辆移动，使得外侧叉架与内侧叉架分别位于车辆轮胎的两侧，之后外侧叉架与内侧叉架同时向前移动，使得将外侧叉架后端的外表面与挡泥板的后端外表面平行，内侧叉架与车辆轮胎的表面接触，同时控制外侧叉架向车辆轮胎方向移动，挤压车辆轮胎，将车辆轮胎进行固定，便完成货叉10的定位。

实施例2

参照图5所示，一种停车机器人货叉定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

(ⅰ)停车机器人与车辆平行，停车机器人前端的激光雷达16扫描插取环境数据，生成周围环境数据的点云图，插取环境数据包括测量车辆轮胎数据、地面数据、挡泥板位置数据以及测定距离，停车机器人将扫描得到的点云图数据与距离数据传输给后台服务器，距离数据为外侧叉架和内侧叉架之间的距离，测定距离等于外侧叉架的右侧外表面与挡泥板右侧外表面的距离，再由台服务器计算得到设定边缘线，边缘线设定包括以下两种情况：

a、当地面平整且没有挡泥板时，扫描得到车辆轮胎的边缘线为设定边缘线；

b、当地面不平或有挡泥板时，扫描得到车辆轮胎的边缘线为假定边缘线；

(ⅱ)点云图生成后，丝杆7与驱动齿轮1旋转，带动内外货叉整体移动，将外侧货叉与汽车轮胎外侧进行对齐，并留有一定的安全距离，抱夹电机17转动，将内侧货叉按照预设的距离移动到相应位置，外侧叉架与内侧叉架分离移动到车辆轮胎的两侧，之后外侧叉架与内侧叉架下降，并向车辆方向移动；

(ⅲ)停车机器人贴合车辆的一侧，外侧叉架与内侧叉架同时向有车辆前方滑动测定距离，之后控制内侧叉架向车辆轮胎方向移动，对车辆轮胎进行挤压；

(ⅳ)挤压后，外侧叉架与内侧叉架升高，将车辆抬起，完成车辆的插取。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。