设备对接方法、装置、设备及存储介质与流程

所属的技术人员能够理解，本技术的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本技术的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。与上述方法实施例基于同一发明构思，本技术实施例中还提供了一种计算机设备。在该实施例中，计算机设备400的结构如图4所示，可以至少包括存储器401、通讯模块403，以及至少一个处理器402。存储器401，用于存储处理器402执行的计算机程序。存储器401可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统，以及运行即时通讯功能所需的程序等；存储数据区可存储各种即时通讯信息和操作指令集等。存储器401可以是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，ram)；存储器401也可以是非易失性存储器(non-volatilememory)，例如只读存储器，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)；或者存储器401是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的计算机程序并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器401可以是上述存储器的组合。处理器402，可以包括一个或多个中央处理单元(central processing unit，cpu)或者为数字处理单元等等。处理器402，用于调用存储器401中存储的计算机程序时实现上述设备对接方法。通讯模块403用于与终端设备和其他服务器进行通信。本技术实施例中不限定上述存储器401、通讯模块403和处理器402之间的具体连接介质。本技术实施例在图4中以存储器401和处理器402之间通过总线404连接，总线404在图4中以粗线描述，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。总线404可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于描述，图4中仅用一条粗线描述，但并不描述仅有一根总线或一种类型的总线。存储器401中存储有计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于实现本技术实施例的设备对接方法。处理器402用于执行上述的设备对接方法，如图2a所示。在另一种实施例中，计算机设备也可以是其他计算机设备。在该实施例中，计算机设备的结构可以如图5所示，包括：通信组件510、存储器520、显示单元530、摄像头540、传感器550、音频电路560、蓝牙模块570、处理器580等部件。通信组件510用于与服务器进行通信。在一些实施例中，可以包括电路无线保真(wireless fidelity，wifi)模块，wifi模块属于短距离无线传输技术，电子设备通过wifi模块可以帮助对象收发信息。存储器520可用于存储软件程序及数据。处理器580通过运行存储在存储器520的软件程序或数据，从而执行终端设备的各种功能以及数据处理。存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。存储器520存储有使得终端设备110能运行的操作系统。本技术中存储器520可以存储操作系统及各种应用程序，还可以存储执行本技术实施例设备对接方法的计算机程序。显示单元530还可用于显示由对象输入的信息或提供给对象的信息以及终端设备110的各种菜单的图形用户界面(graphical user interface，gui)。具体地，显示单元530可以包括设置在终端设备110正面的显示屏532。其中，显示屏532可以采用液晶显示器、发光二极管等形式来配置。显示单元530可以用于显示本技术实施例中的缺陷检测界面、模型训练界面等。显示单元530还可用于接收输入的数字或字符信息，产生与物理终端设备210的对象设置以及功能控制有关的信号输入，具体地，显示单元530可以包括设置在终端设备110正面的触控屏531，可收集对象在其上或附近的触摸操作，例如点击按钮，拖动滚动框等。其中，触控屏531可以覆盖在显示屏532之上，也可以将触控屏531与显示屏532集成而实现终端设备的输入和输出功能，集成后可以简称触摸显示屏。本技术中显示单元530可以显示应用程序以及对应的操作步骤。摄像头540可用于捕获静态图像，对象可以将摄像头540拍摄的图像通过应用发布。摄像头540可以是一个，也可以是多个。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device，ccd)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，cmos)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给处理器580转换成数字图像信号。终端设备还可以包括至少一种传感器550，比如加速度传感器551、距离传感器552、指纹传感器553、温度传感器554。终端设备还可配置有陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器、光传感器、运动传感器等其他传感器。音频电路560、扬声器561、传声器562可提供对象与终端设备之间的音频接口。音频电路560可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器561，由扬声器561转换为声音信号输出。终端设备还可配置音量按钮，用于调节声音信号的音量。另一方面，传声器562将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路560接收后转换为音频数据，再将音频数据输出至通信组件510以发送给比如另一终端设备，或者将音频数据输出至存储器520以便进一步处理。蓝牙模块570用于通过蓝牙协议来与其他具有蓝牙模块的蓝牙设备进行信息交互。例如，物理终端设备可以通过蓝牙模块570与同样具备蓝牙模块的可穿戴电子设备(例如智能手表)建立蓝牙连接，从而进行数据交互。处理器580是物理终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器520内的软件程序，以及调用存储在存储器520内的数据，执行终端设备的各种功能和处理数据。在一些实施例中，处理器580可包括一个或多个处理单元；处理器580还可以集成应用处理器和基带处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，基带处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述基带处理器也可以不集成到处理器580中。本技术中处理器580可以运行操作系统、应用程序、用户界面显示及触控响应，以及本技术实施例的设备对接方法。另外，处理器580与显示单元530耦接。在一些可能的实施方式中，本技术提供的设备对接方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括计算机程序，当程序产品在计算机设备上运行时，计算机程序用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本技术各种示例性实施方式的设备对接方法中的步骤，例如，计算机设备可以执行如图2a中所示的步骤。程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体地例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。本技术的实施方式的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括计算机程序，并可以在电子设备上运行。然而，本技术的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被命令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由命令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术操作的计算机程序，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。计算机程序可以完全地在用户计算机设备上执行、部分地在用户计算机设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机设备上部分在远程计算机设备上执行、或者完全在远程计算机设备上执行。在涉及远程计算机设备的情形中，远程计算机设备可以通过任意种类的网络包括局域网(lan)或广域网(wan)连接到用户计算机设备，或者，可以连接到外部计算机设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本技术的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本技术方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用计算机程序的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序命令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序命令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的命令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序命令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的命令产生包括命令装置的制造品，该命令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序命令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的命令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

背景技术：

1、随着机器人技术的不断发展，移动机器人被运用在越来越多的场景中。在这些场景中，移动机器人需要与货架、工作台等对接设备进行对接。比如，在仓储场景中，移动机器人需要与对接机台进行对接，以实现货架的卸载。

2、为了实现移动机器人与对接设备之间的对接，在对接设备上设置一反光条，基于移动机器人的激光雷达落在反光条上的点云，确定反光条相对于移动机器人的当前相对位置，并按照获得的当前相对位置，驱动移动机器人与对接设备进行对接。

3、但是，在激光雷达距离标志物较远时，由于落在反光条上的点云较少，影响激光雷达检测标志物在激光坐标系下的位姿。而且，激光雷达直接输出的角度数据存在波动，如果直接按照激光雷达检测得到的标志物位姿控制目标设备，会导致目标设备也出现比较大的横向角度波动，在对接过程中出现对接偏差，不利于目标设备的轨迹跟踪与运动控制，也无法实现设备间的高精度对接。

4、有鉴于此，本技术提出了一种新的设备对接方法。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种设备对接方法、装置、设备及存储介质，以解决移动机器人与对接设备发生对接偏差的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种设备对接方法，目标设备对接的对接设备包含有标志物，包括：

3、基于所述目标设备的激光雷达扫描得到的多帧原始点云，对所述标志物进行检测，获得所述标志物在激光坐标系下的第一标志物位置与第一标志物朝向；

4、当本次标志物检测为非首次检测时，基于相邻两次标志物检测的里程计角度变量，优化所述第一标志物朝向，获得优化结果，在所述优化结果不小于设定优化阈值时，基于所述第一标志物位置与优化后的第二标志物朝向，调整所述目标设备的最新一帧目标设备位姿，控制所述目标设备以调整后的目标设备位姿进行对接。

5、可选的，所述基于所述目标设备的激光雷达扫描得到的多帧原始点云，对所述标志物进行检测，获得所述标志物在激光坐标系下的第一标志物位置与第一标志物朝向，包括：

6、对所述多帧原始点云进行坐标系转换，获得设备坐标系下的多帧目标点云，并将所述多帧目标点云融合为一帧融合点云；

7、对所述一帧融合点云中的各高亮点进行聚类，获得多个初始聚类点云，并通过筛选所述多个初始聚类点云，获得相应的目标聚类点云；

8、基于位于所述标志物边缘的两个目标聚类点云，获得所述标志物在激光坐标系下的所述第一标志物位置与所述第一标志物朝向。

9、可选的，所述对所述多帧原始点云进行坐标系转换，获得设备坐标系下的多帧目标点云，包括：

10、基于所述多帧原始点云各自的时间戳，获得时间同步的多帧目标设备位姿；

11、将所述多帧原始点云转换到所述最新一帧目标设备位姿的设备坐标系下，获得所述多帧目标点云。

12、可选的，所述基于所述多帧原始点云各自的时间戳，获得时间同步的多帧目标设备位姿，包括：

13、针对各帧原始点云，分别执行以下操作：

14、分别计算一帧原始点云与设备位姿队列中各帧原始设备位姿之间的时间差；

15、若存在不大于设定时间阈值的时间差，则将所述时间差对应的一帧原始设备位姿，作为与所述一帧原始点云时间同步的一帧目标设备位姿；

16、若获得的各时间差均大于设定时间阈值，则基于所述一帧原始点云，以及与所述一帧原始点云的时间戳相邻的两帧原始设备位姿，获得与所述一帧原始点云时间同步的一帧目标设备位姿。

17、可选的，采用以下方式，获得所述一帧融合点云中的所述各高亮点：

18、按照所述激光雷达的激光入射角度，依次遍历所述一帧融合点云中的各融合点，其中，每遍历一个融合点，比较所述一个融合点的反射强度与设定强度阈值的强度大小，获得一个比较结果；

19、将比较结果为反射强度不小于设定强度阈值的融合点，确定为相应的高亮点。

20、可选的，所述标志物包括第一区域与第二区域，所述第一区域的反光率低于所述第二区域的反光率；

21、所述通过筛选所述多个初始聚类点云，获得相应的目标聚类点云，包括：

22、保留满足以下至少一种的初始聚类点云：一个初始聚类点云包含的高亮点数量达到设定数量区域，和所述一个初始聚类点云的点云宽度达到设定宽度区间；

23、针对各初始聚类点云，分别执行以下操作：基于一个初始聚类点云及与之相邻的另一个初始聚类点云各自的点云中心，获得两个初始聚类点云之间的第一间距，在所述第一间距达到设定间距区间时，将所述一个初始聚类点云作为相应的候选聚类点云；

24、分别拟合各候选聚类点云，获得各自的拟合直线，并基于所述各候选聚类点云中各高亮点与相应拟合直线之间的第二间距，删除反映所述第二区域周边的高亮点，获得相应的目标聚类点云。

25、可选的，所述基于位于所述标志物边缘的两个目标聚类点云，获得本次的所述标志物检测结果，包括：

26、基于位于所述标志物边缘的两个目标聚类点云各自的点云中心，获得所述标志物的第一标志物位置；

27、过所述第一标志物位置作一条法线，将所述一条法线的法向角度作为所述标志物的第一标志物朝向。

28、可选的，所述基于相邻两次标志物检测的里程计角度变量，优化所述第一标志物朝向，获得优化结果，包括：

29、基于所述第一标志物朝向、激光检测权重，以及最新一帧原始点云的时间戳对应的第一优化变量，得到本次标志物检测的激光检测误差；

30、基于相邻两次标志物检测的里程计角度变量、里程计角度变量权重，以及相邻两次标志物检测中各自最新一帧目标设备位姿的时间戳对应的第二优化变量，得到本次标志物检测的里程计检测误差；

31、基于所述激光检测误差与所述里程计检测误差，获得所述优化结果。

32、可选的，所述方法还包括：

33、当所述优化结果小于设定优化阈值时，基于上次更新的原始标志物位姿，调整所述目标设备的最新一帧目标设备位姿，控制所述目标设备以调整后的目标设备位姿进行对接。

34、可选的，所述方法还包括：

35、在本次标志物检测为首次检测时，基于所述第一标志物位置与所述第一标志物朝向，调整所述目标设备的最新一帧目标设备位姿，控制所述目标设备以调整后的目标设备位姿进行对接。

36、第二方面，本技术实施例还提供了一种设备对接装置，目标设备对接的对接设备包含标志物，包括：

37、检测模块，用于基于所述目标设备的激光雷达扫描得到的多帧原始点云，对所述标志物进行检测，获得所述标志物在激光坐标系下的第一标志物位置与第一标志物朝向；

38、优化模块，用于当本次标志物检测为非首次检测时，基于相邻两次标志物检测的里程计角度变量，优化所述第一标志物朝向，获得优化结果；

39、控制模块，用于在所述优化结果不小于设定优化阈值时，基于所述第一标志物位置与优化后的第二标志物朝向，调整所述目标设备的最新一帧目标设备位姿，控制所述目标设备以调整后的目标设备位姿进行对接。

40、可选的，所述检测模块用于：

41、对所述多帧原始点云进行坐标系转换，获得设备坐标系下的多帧目标点云，并将所述多帧目标点云融合为一帧融合点云；

42、对所述一帧融合点云中的各高亮点进行聚类，获得多个初始聚类点云，并通过筛选所述多个初始聚类点云，获得相应的目标聚类点云；

43、基于位于所述标志物边缘的两个目标聚类点云，获得所述标志物在激光坐标系下的所述第一标志物位置与所述第一标志物朝向。

44、可选的，所述检测模块用于：

45、基于所述多帧原始点云各自的时间戳，获得时间同步的多帧目标设备位姿；

46、将所述多帧原始点云转换到所述最新一帧目标设备位姿的设备坐标系下，获得所述多帧目标点云。

47、可选的，所述检测模块用于：

48、针对各帧原始点云，分别执行以下操作：

49、分别计算一帧原始点云与设备位姿队列中各帧原始设备位姿之间的时间差；

50、若存在不大于设定时间阈值的时间差，则将所述时间差对应的一帧原始设备位姿，作为与所述一帧原始点云时间同步的一帧目标设备位姿；

51、若获得的各时间差均大于设定时间阈值，则基于所述一帧原始点云，以及与所述一帧原始点云的时间戳相邻的两帧原始设备位姿，获得与所述一帧原始点云时间同步的一帧目标设备位姿。

52、可选的，所述检测模块采用以下方式，获得所述一帧融合点云中的所述各高亮点：

53、按照所述激光雷达的激光入射角度，依次遍历所述一帧融合点云中的各融合点，其中，每遍历一个融合点，比较所述一个融合点的反射强度与设定强度阈值的强度大小，获得一个比较结果；

54、将比较结果为反射强度不小于设定强度阈值的融合点，确定为相应的高亮点。

55、可选的，所述标志物包括第一区域与第二区域，所述第一区域的反光率低于所述第二区域的反光率，所述检测模块用于：

56、保留满足以下至少一种的初始聚类点云：一个初始聚类点云包含的高亮点数量达到设定数量区域，和所述一个初始聚类点云的点云宽度达到设定宽度区间；

57、针对各初始聚类点云，分别执行以下操作：基于一个初始聚类点云及与之相邻的另一个初始聚类点云各自的点云中心，获得两个初始聚类点云之间的第一间距，在所述第一间距达到设定间距区间时，将所述一个初始聚类点云作为相应的候选聚类点云；

58、分别拟合各候选聚类点云，获得各自的拟合直线，并基于所述各候选聚类点云中各高亮点与相应拟合直线之间的第二间距，删除反映所述第二区域周边的高亮点，获得相应的目标聚类点云。

59、可选的，所述检测模块用于：

60、基于位于所述标志物边缘的两个目标聚类点云各自的点云中心，获得所述标志物的第一标志物位置；

61、过所述第一标志物位置作一条法线，将所述一条法线的法向角度作为所述标志物的第一标志物朝向。

62、可选的，所述优化模块用于：

63、基于所述第一标志物朝向、激光检测权重，以及最新一帧原始点云的时间戳对应的第一优化变量，得到本次标志物检测的激光检测误差；

64、基于相邻两次标志物检测的里程计角度变量、里程计角度变量权重，以及相邻两次标志物检测中各自最新一帧目标设备位姿的时间戳对应的第二优化变量，得到本次标志物检测的里程计检测误差；

65、基于所述激光检测误差与所述里程计检测误差，获得所述优化结果。

66、可选的，所述优化模块还用于：

67、当所述优化结果小于设定优化阈值时，基于上次更新的原始标志物位姿，调整所述目标设备的最新一帧目标设备位姿，控制所述目标设备以调整后的目标设备位姿进行对接。

68、可选的，所述控制模块还用于：

69、在本次标志物检测为首次检测时，基于所述第一标志物位置与所述第一标志物朝向，调整所述目标设备的最新一帧目标设备位姿，控制所述目标设备以调整后的目标设备位姿进行对接。

70、第三方面，本技术实施例还提供了一种计算机设备，包括处理器和存储器，其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述任意一种设备对接方法的步骤。

71、第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，所述程序代码用于使所述计算机设备执行上述任意一种设备对接方法的步骤。

72、第五方面，本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令被处理器执行上述任意一种设备对接方法的步骤。

73、本技术有益效果如下：

74、本技术实施例提供了一种设备对接方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：基于目标设备的激光雷达扫描得到的多帧原始点云，对标志物进行检测，获得标志物在激光坐标系下的第一标志物位置与第一标志物朝向；当本次标志物检测为非首次检测时，基于相邻两次标志物检测的里程计角度变量，优化第一标志物朝向，获得优化结果，在优化结果不小于设定优化阈值时，基于第一标志物位置与优化后的第二标志物朝向，调整目标设备的最新一帧目标设备位姿，控制目标设备以调整后的目标设备位姿进行对接。

75、本技术在激光数据队列中设置一滑窗，在队列中存在一定数量的原始点云时，通过滑窗读取多帧原始点云，基于获得的多帧原始点云进行标志物检测，丰富了落在反光条上的点云数量，解决了在激光雷达距离标志物较远时，难以准确检测标志物在激光坐标系下的位姿的问题。

76、在非首次检测中，需要基于里程计在相邻两次检测中的里程计角度变量，对第一标志物朝向进行优化，减少激光雷达的误差干扰，达到平滑角度的效果。比较优化结果与设定优化阈值之间的大小，基于第一标志物位置与优化后的第二标志物朝向，控制目标设备的最新一帧目标设备位姿，控制目标设备以调整后的目标设备位姿进行对接，实现设备间的高精度对接。

77、本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。