本發(fā)明涉及送餐機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及了一種基于分時遙操作的多機(jī)器人送餐系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為了實(shí)現(xiàn)送餐機(jī)器人的業(yè)務(wù)全流程，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)放餐成為了一個必不可少的環(huán)節(jié)。適合應(yīng)用于機(jī)器人的多種技術(shù)，包括機(jī)械臂和機(jī)械手的設(shè)計、室內(nèi)定位技術(shù)、視覺定位、運(yùn)動路徑規(guī)劃等已逐漸成熟。實(shí)現(xiàn)送餐機(jī)器人的自主放餐成為了一個可以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用場景。完全依賴于機(jī)器人的自主規(guī)劃，容易產(chǎn)生誤操作，同時增加了機(jī)器人的運(yùn)算成本，同時如果通過傳統(tǒng)的遙操作系統(tǒng)來操控機(jī)器人又會在極大程度上增加了人工成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于應(yīng)用低密度的人工干預(yù)革新傳統(tǒng)的遙操作系統(tǒng)，節(jié)省了大量人力，提升基于分時遙操作系統(tǒng)的多機(jī)器人送餐系統(tǒng)的效率以及安全性。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

1.一種基于分時遙操作的多機(jī)器人送餐系統(tǒng)，其特征在于所述硬件平臺包括送餐機(jī)器人、操控平臺、圖像數(shù)據(jù)及控制命令傳送平臺。

(1)所述送餐機(jī)器人實(shí)現(xiàn)取餐后的自主定位導(dǎo)航，到達(dá)放餐位置后發(fā)送排隊(duì)請求給操控平臺，獲取操控平臺的操作應(yīng)答，傳送當(dāng)前視覺獲取的圖像信息給操控平臺，獲取操控員選取的放餐點(diǎn)坐標(biāo)，規(guī)劃執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作；

(2)所述操控平臺處理多臺送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求，決策合理的隊(duì)列順序，按照隊(duì)列順序依次操控待操作送餐機(jī)器人，等待操控員選擇合理的放餐點(diǎn)；

(3)所述圖像數(shù)據(jù)及控制命令傳送平臺負(fù)責(zé)傳遞送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求以及操控平臺發(fā)送的排隊(duì)請求應(yīng)答信息，同時負(fù)責(zé)傳輸rgbd視覺的圖像信息以及傳輸由操控員在操控平臺上選取的放餐點(diǎn)信息；

2.進(jìn)一步地，一種基于分時遙操作的多機(jī)器人送餐系統(tǒng)，其特征在于所述分時遙操作的多機(jī)器人送餐方法。包括以下內(nèi)容：

(1)送餐機(jī)器人通過多傳感器融合實(shí)現(xiàn)在餐廳的自主定位導(dǎo)航，所述多傳感器包括但不限于激光雷達(dá)、編碼器、陀螺儀、uwb定位模塊、攝像頭；

(2)操控平臺的排隊(duì)系統(tǒng)接收送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求并選擇合適的送餐機(jī)器人進(jìn)行操控，所述排隊(duì)系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求，并按照隊(duì)列的順序處理送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求；

(3)通過數(shù)據(jù)傳送平臺，送餐機(jī)器人獲取并計算由操控人員在操控平臺上選取的放餐點(diǎn)的三維坐標(biāo)，送餐機(jī)器人回傳當(dāng)前情景圖像信息給操控平臺，操控人員在屏幕上選擇放餐點(diǎn)并傳送給送餐機(jī)器人，送餐機(jī)器人獲取放餐點(diǎn)信息，計算目標(biāo)放餐點(diǎn)的三維坐標(biāo)；

(4)送餐機(jī)器人計算機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度實(shí)現(xiàn)放菜動作。送餐機(jī)器人根據(jù)當(dāng)前餐盤位置以及目標(biāo)放餐點(diǎn)的位置，在放餐過程中，實(shí)時獲取當(dāng)前餐盤位置并計算機(jī)械臂各關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度。

3.進(jìn)一步地，所述送餐系統(tǒng)中的分時遙操作的多機(jī)器人送餐方法，其特征在于以下實(shí)現(xiàn)步驟：

(1)送餐機(jī)器人在取餐點(diǎn)取菜成功；

(2)送餐機(jī)器人根據(jù)安裝過程中建立的全局地圖信息，規(guī)劃從廚房取餐點(diǎn)到放餐點(diǎn)的路徑。在行進(jìn)過程中，使用多傳感器融合的slam技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的定位，通過激光雷達(dá)、超聲波等傳感器感知環(huán)境變化，進(jìn)行實(shí)時避障，使送餐機(jī)器人無障礙平滑地移動到顧客就餐位置；

(3)送餐機(jī)器人到達(dá)顧客就餐位置，通過數(shù)據(jù)傳送平臺發(fā)送排隊(duì)請求給操控平臺，并提示操控人員進(jìn)行操控；

(4)操控平臺的排隊(duì)系統(tǒng)接收送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求，通過隊(duì)列的方式對各個送餐機(jī)器人進(jìn)行操控優(yōu)先級的排序，選取優(yōu)先級最高的機(jī)器人進(jìn)行操控，優(yōu)先級等級非最高的送餐機(jī)器人處于等待狀態(tài)；

(5)被選取的送餐機(jī)器人啟動rgbd視覺系統(tǒng)，合成當(dāng)前送餐機(jī)器人所在環(huán)境圖像信息并傳輸給操控平臺；

(6)操控平臺獲取當(dāng)前選擇的送餐機(jī)器人的圖像信息并顯示在屏幕上，操控員在屏幕上選擇虛擬放菜位置并由操控平臺傳輸虛擬放餐點(diǎn)給被選取的送餐機(jī)器人。操控平臺釋放當(dāng)前被選擇的送餐機(jī)器人，重復(fù)步驟(3)；

(7)送餐機(jī)器人接收到對應(yīng)的虛擬放餐點(diǎn)，通過虛擬位置與真實(shí)位置之間的坐標(biāo)映射關(guān)系使用本地運(yùn)算單元計算真實(shí)的放餐點(diǎn)的三維坐標(biāo)；

(8)送餐機(jī)器人使用本地運(yùn)算單元規(guī)劃在放菜過程中機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度；

(9)送餐機(jī)器人放菜成功，通知系統(tǒng)放菜成功，離開顧客就餐位置。

本發(fā)明的有益效果是：每臺送餐機(jī)器人只需要極短的時間需要人工介入，其他時間都是在自主送餐取餐，所以單臺操控平臺可以分時操控多臺送餐機(jī)器人，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

附圖說明

圖1.基于分時遙操作的多機(jī)器人送餐系統(tǒng)框架圖；

圖2.基于分時遙操作的多機(jī)器人送餐系統(tǒng)流程圖；

具體實(shí)施方式

為了更加清楚、完整的說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對本專利的限制。

1、一種基于分時遙操作的多機(jī)器人送餐系統(tǒng)的硬件平臺包括送餐機(jī)器人、操控平臺、圖像數(shù)據(jù)及控制命令傳送平臺。

(1)所述送餐機(jī)器人實(shí)現(xiàn)取餐后的自主定位導(dǎo)航，到達(dá)放餐位置后發(fā)送排隊(duì)請求給操控平臺，獲取操控平臺的操作應(yīng)答，傳送當(dāng)前視覺獲取的圖像信息給操控平臺，獲取操控員選取的放餐點(diǎn)坐標(biāo)，規(guī)劃執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作；

(2)所述操控平臺處理多臺送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求，決策合理的隊(duì)列順序，按照隊(duì)列順序依次操控待操作送餐機(jī)器人，等待操控員選擇合理的放餐點(diǎn)；

(3)所述圖像數(shù)據(jù)及控制命令傳送平臺負(fù)責(zé)傳遞送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求以及操控平臺發(fā)送的排隊(duì)請求應(yīng)答信息，同時負(fù)責(zé)傳輸rgbd視覺的圖像信息以及傳輸由操控員在操控平臺上選取的放餐點(diǎn)信息。

3、一種基于分時遙操作的多機(jī)器人送餐系統(tǒng)，其特征在于所述分時遙操作的多機(jī)器人送餐方法。包括以下內(nèi)容：

(1)圖1中的送餐機(jī)器人通過多傳感器融合實(shí)現(xiàn)在餐廳的自主定位導(dǎo)航，所述多傳感器包括但不限于激光雷達(dá)、編碼器、陀螺儀、uwb定位模塊、攝像頭；

(2)圖1中的操控平臺的排隊(duì)系統(tǒng)接收圖1中的送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求并選擇合適的送餐機(jī)器人進(jìn)行操控，所述排隊(duì)系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求，并按照隊(duì)列的順序處理送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求；

(3)通過圖1中的數(shù)據(jù)傳送平臺，圖1中的送餐機(jī)器人獲取并計算由操控人員在操控平臺上選取的放餐點(diǎn)的三維坐標(biāo)，圖1中的送餐機(jī)器人回傳當(dāng)前情景圖像信息給操控平臺，操控人員在屏幕上選擇放餐點(diǎn)并傳送給送餐機(jī)器人，送餐機(jī)器人獲取放餐點(diǎn)信息，計算目標(biāo)放餐點(diǎn)的三維坐標(biāo)；

(4)圖1中的送餐機(jī)器人計算機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度實(shí)現(xiàn)放菜動作。圖1中的送餐機(jī)器人根據(jù)當(dāng)前餐盤位置以及目標(biāo)放餐點(diǎn)的位置，在放餐過程中，實(shí)時獲取當(dāng)前餐盤位置并計算機(jī)械臂各關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度。

4、一種基于分時遙操作的多機(jī)器人送餐系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)具體功能，包括以下實(shí)現(xiàn)步驟，如圖2所示：

(1)送餐機(jī)器人在取餐點(diǎn)取菜成功；

(2)送餐機(jī)器人根據(jù)安裝過程中建立的全局地圖信息，規(guī)劃從廚房取餐點(diǎn)到放餐點(diǎn)的路徑。在行進(jìn)過程中，使用多傳感器融合的slam技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的定位，通過激光雷達(dá)、超聲波等傳感器感知環(huán)境變化，進(jìn)行實(shí)時避障，使送餐機(jī)器人無障礙平滑地移動到顧客就餐位置；

(3)送餐機(jī)器人到達(dá)顧客就餐位置，通過數(shù)據(jù)傳送平臺發(fā)送排隊(duì)請求給操控平臺，并提示操控人員進(jìn)行操控；

(4)操控平臺的排隊(duì)系統(tǒng)接收送餐機(jī)器人的排隊(duì)請求，通過隊(duì)列的方式對各個送餐機(jī)器人進(jìn)行操控優(yōu)先級的排序，選取優(yōu)先級最高的機(jī)器人進(jìn)行操控，優(yōu)先級等級非最高的送餐機(jī)器人處于等待狀態(tài)；

(5)被選取的送餐機(jī)器人啟動rgbd視覺系統(tǒng)，合成當(dāng)前送餐機(jī)器人所在環(huán)境圖像信息并傳輸給操控平臺；

(6)操控平臺獲取當(dāng)前選擇的送餐機(jī)器人的圖像信息并顯示在屏幕上，操控員在屏幕上選擇虛擬放菜位置并由操控平臺傳輸虛擬放餐點(diǎn)給被選取的送餐機(jī)器人。操控平臺釋放當(dāng)前被選擇的送餐機(jī)器人，重復(fù)步驟(3)；

(7)送餐機(jī)器人接收到對應(yīng)的虛擬放餐點(diǎn)，通過虛擬位置與真實(shí)位置之間的坐標(biāo)映射關(guān)系使用本地運(yùn)算單元計算真實(shí)的放餐點(diǎn)的三維坐標(biāo)；

(8)送餐機(jī)器人使用本地運(yùn)算單元規(guī)劃在放菜過程中機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度；

(9)送餐機(jī)器人放菜成功，通知系統(tǒng)放菜成功，離開顧客就餐位置。