仙工智能技術(shù)專欄 | 識別專欄之形狀識別

ainet.cn 2022年07月15日

一、為什么要進行形狀識別?

　　貨架的擺放不是一直都能固定在某個位置上的，當AGV要對貨架進行一些拉取或者頂升等操作時，需要精準的知道貨架的位置，此時AGV自身在地圖上的定位是準確的，但是貨架的位置在地圖上卻是未知的，這樣我們需要對貨架進行識別來確定貨架的位置。而某些場景要求不能對貨架腿進行改造(如粘貼反光膜等)，這個時候就需要對貨架腿的形狀做識別。

二、貨架腿形狀識別要求

　　1、一般情況下，貨架是有四條腿，要求四腿形成一個矩形;

　　2、貨架設(shè)計的其他部分都要求成軸對稱的形式，包含：和頂升機構(gòu)配合的限位孔、貨架腿上支撐的貨架部分;

　　3、貨架內(nèi)側(cè)寬度要比機器人最大寬度寬20cm，也就是左右各冗余10cm的鉆貨架調(diào)整空間;

　　4、貨架高度要求，根據(jù)頂升模塊的行程確定;

　　5、貨架腿的表面要求為光滑平整的;

　　6貨架腿的形狀最好為規(guī)則型的方體;

　　6、貨架腿的表面不能為呈鏡面反射的材料;

　　7、貨架腿的表面不能為半透明的材料;

　　8、貨架腿的表面不能為黑色的材料;

　　下圖為比較典型的可用的貨架腿。

三、參數(shù)配置說明：

　　上圖為激光雷達形狀識別示意圖，圖中藍色坐標系為AGV的車體坐標系，虛線方形為可配置的激光雷達識別區(qū)域，方形中的虛線為激光雷達掃描scan的示意圖。

　　在使用激光雷達形狀識別的時候，要保證激光雷達的識別范圍內(nèi)存在待識別的貨架腿，識別區(qū)域可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行配置;

　　如上圖所示的幾個參數(shù)表示激光雷達的識別區(qū)域，該參數(shù)需要根據(jù)現(xiàn)場實際環(huán)境進行配置，

　　ValidShapeX：車體坐標系下的最大識別距離，單位為m;

　　ValidShapeBias：偏差量;

　　根據(jù)不同的識別方向，系統(tǒng)會自動計算識別范圍，如識別示意圖上所示的虛線框。

　　當detect_direction為x的時候，ValidShapeX為車體坐標系下x方向的最大距離，即： 0

　　當detect_direction為-x的時候，ValidShapeX為車體坐標系下x方向的最大距離，即： -ValidShapeX

　　當detect_direction為y的時候，ValidShapeX為車體坐標系下y方向的最大距離，即： 0

　　當detect_direction為-y的時候，ValidShapeX為車體坐標系下y方向的最大距離，即： -ValidShapeX

　　注：車體坐標系為右手坐標系，即正前方為X正方向，正左方為Y正方向。

　　ValidShapeDistanceThreshold：該值代表著識別算法內(nèi)部計算出來的貨架腿之間的距離和實際距離之間的差值;

　　ValidShapeLineThreshold：該值代表著識別算法內(nèi)部計算出來的貨架腿的長度和實際長度之間的差值。

　　ValidShapeLineSplidThreshold：該值代表著貨架腿對角線長度的一半，需要根據(jù)貨架腿大小更改。

　　ValidShapeValidShelfAngle：該值表示車身與貨架最大的傾斜角度，當識別方向為車頭和車尾的時候，表示車頭和車尾與貨架最大的傾斜角度，側(cè)向識別是表示為車身側(cè)邊與貨架的最大傾斜角度。

　　ValidShapeDetertorNum：該值表示連續(xù)識別的次數(shù)，當連續(xù)識別多少次的結(jié)果都很接近的時候，認為是識別到了，該參數(shù)僅對鉆貨架有效。

　　使用我司Roboshop 軟件，點擊【識別文件】標簽頁進入配置界面，選擇一個【shelf】文件，在右側(cè)的屬性窗進行貨架描述文件的參數(shù)配置。如下圖所示：

　　鉆入屬性參數(shù)說明：

　　1. align_depth：車頭識別(x方向)鉆貨架的深度;

　　2. anti_align_depth：車尾識別(-x方向)鉆貨架的深度;

　　3. y_align_depth：車頭側(cè)向識別(y方向)鉆貨架的深度;

　　4. y_anti_align_depth：車尾側(cè)向識別(-y方向)鉆貨架的深度;

　　5. continue_detect：是否開啟持續(xù)檢測

　　6. recDist：如果前置點距離貨架的位置比較遠，可以配置recDist，該值表示距離貨架多遠的距離開始識別，可以在一定程度上減緩地面不平、激光雷達安裝不水平等因素的影響，提高識別精度。

　　需要配置如圖上所示的5個參數(shù)：

　　1：rightStandardLength，右側(cè)貨架腿的長度;

　　2：rightVerticalLength，右側(cè)貨架腿的寬度

　　3：leftVerticalLength，左側(cè)貨架腿的寬度;

　　4：leftStandardLength，左側(cè)貨架腿的長度;

　　5：distance，貨架腿內(nèi)側(cè)之間的距離;

　　6：use_optimization，默認勾選，代表使用優(yōu)化。

　　此外，貨架腿長和寬之間的夾角默認為90°，也可以額外配置，當貨架腿的長寬大于6cm時，勾選use_optimization，可以提高識別精度。

四、使用說明：

　　在完成上述反光膜或者形狀識別的配置之后，只需要在貨架點位對應(yīng)的前置點屬性中配置識別模型文件，即shelf文件，然后將線路屬性中的ObsExpansion設(shè)置為0，避免鉆貨架過程中機器人停障。接著要進行執(zhí)行動作的配置：

　　1.需要識別貨架所在位置，并鉆入貨架頂升起來，需要勾選Recognize，點擊Load.

　　2.不需要識別貨架所在位置，開環(huán)的鉆入到一個固定位置上，并頂升起來，不需要勾選Recognize，直接點擊Load.

　　3.需要識別位置上有沒有貨架，并放置貨架，勾選Recognisze，點擊Unload，若有貨架占用的話，會報錯;不需要識別，直接開環(huán)放置，不用勾選Recognisze，直接點擊Unload.

　　4.需要點擊Wait的情況比較少,若勾選了Recognize，再點擊Wait，機器人就會識別貨架位置，鉆入貨架底部，然后結(jié)束任務(wù)，不會動作頂升模塊;若不勾選Recognize，直接點擊Wait，機器人就會固定路徑導(dǎo)航到工作站，然后結(jié)束任務(wù)，不會動作頂升。