一种基于机器人技术的存储设备上架装置及方法

技术领域

本发明属于存储设备上架安装技术领域，具体涉及一种基于机器人技术的存储设备上架装置及方法。

背景技术

现有技术中，存储设备在机柜上安装上架使用人工方式，存储设备2U高度的安装上架至少需要2个人，4U高度的存储设备由于重量比较大，安装上架至少需要4个人，人工方式上架效率低，耗费人力；在安装上架过程中极易划伤设备的外壳，使得设备寿命减短。

此为现有技术的不足之处。

有鉴于此，本发明提供一种基于机器人技术的存储设备上架装置及方法，以解决现有技术中存在的上述缺陷，是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种基于机器人技术的存储设备上架装置及方法，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：

一种基于机器人技术的存储设备上架装置，包括：

升降机器人模块，所述的升降机器人模块用于将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

视觉SLAM模块，所述的视觉SLAM模块用于根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置，所述的视觉SLAM模块包括：

传感器数据采集单元：读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；

视觉里程计单元：该单元通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；

非线性优化单元：该单元接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；

回环检测单元：该单元判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息提供给非线性优化单元，以此校正位置随时间漂移的问题；

建图单元：根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。

作为优选，所述的传感器数据采集单元中，在相机获取存储设备和导轨之间的相对位置后，对高清信息读取和预处理操作，其中导轨上有相应的传感器。

作为优选，非线性优化单元中，对检测到的信息进行优化、去噪。

作为优选，所述的建图单元建立对应的地图包括稀疏地图和稠密地图，所述的稀疏地图包括路标，用于定位；所述的稠密地图建模所有读取的环境信息，用于导航。

作为优选，所述的建图单元创建出当前环境中的立体地图信息，用于作为将存储设备推送到对应导轨上的依据。

本发明还提供一种基于机器人技术的存储设备上架方法，包括以下步骤：

步骤S1：升降机器人升降存储设备的步骤，该步骤中将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

步骤S2：根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置的步骤，该步骤具体包括：

步骤S21：传感器数据采集的步骤，该步骤中读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；

步骤S22：视觉里程计建图的步骤，该步骤中通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；

步骤S23：非线性优化的步骤，该步骤中接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；

步骤S24：回环检测的步骤，该步骤中判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息进行非线性优化，以此校正位置随时间漂移的问题；

步骤S25：建图的步骤，该步骤中根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。

作为优选，所述的步骤S21中，在相机获取存储设备和导轨之间的相对位置后，对高清信息读取和预处理操作，其中导轨上有相应的传感器。

作为优选，所述的步骤S23中，对检测到的信息进行优化、去噪。

作为优选，所述的步骤S25中，建立对应的地图包括稀疏地图和稠密地图，所述的稀疏地图包括路标，用于定位；所述的稠密地图建模所有读取的环境信息，用于导航。

作为优选，所述的步骤S25中，创建出当前环境中的立体地图信息，用于作为将存储设备推送到对应导轨上的依据。

本发明的有益效果在于，实现了存储设备在机房上架的智能化操作，节省了人力资源，提升了效率。由于升降机器人的精确计算，使用存储设备在上架过程中减少设备的磨损及划伤。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种基于机器人技术的存储设备上架装置的原理框图。

图2是本发明提供的一种基于机器人技术的存储设备上架方法的流程图。

其中，1-升降机器人模块，2-视觉SLAM模块，21-传感器数据采集单元，22-视觉里程计单元，23-非线性优化单元，24-回环检测单元，25-建图单元。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供的一种基于机器人技术的存储设备上架装置，包括：

升降机器人模块1，所述的升降机器人模块用于将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

视觉SLAM模块2，所述的视觉SLAM模块用于根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置，所述的视觉SLAM模块包括：传感器数据采集单元21：读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；视觉里程计单元22：该单元通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；非线性优化单元23：该单元接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；回环检测单元24：该单元判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息提供给非线性优化单元，以此校正位置随时间漂移的问题；建图单元25：根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。

实施例2：

如图1所示，本实施例提供的一种基于机器人技术的存储设备上架装置，包括：

升降机器人模块1，所述的升降机器人模块用于将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

视觉SLAM模块2，所述的视觉SLAM模块用于根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置，所述的视觉SLAM模块包括：传感器数据采集单元21：读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；所述的传感器数据采集单元21中，在相机获取存储设备和导轨之间的相对位置后，对高清信息读取和预处理操作，其中导轨上有相应的传感器。视觉里程计单元22：该单元通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；非线性优化单元23：该单元接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；回环检测单元24：该单元判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息提供给非线性优化单元，以此校正位置随时间漂移的问题；建图单元25：根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。

实施例3：

如图1所示，本实施例提供的一种基于机器人技术的存储设备上架装置，包括：

升降机器人模块1，所述的升降机器人模块用于将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

视觉SLAM模块2，所述的视觉SLAM模块用于根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置，所述的视觉SLAM模块包括：传感器数据采集单元21：读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；所述的传感器数据采集单元21中，在相机获取存储设备和导轨之间的相对位置后，对高清信息读取和预处理操作，其中导轨上有相应的传感器。视觉里程计单元22：该单元通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；非线性优化单元23：该单元接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；非线性优化单元23中，对检测到的信息进行优化、去噪。回环检测单元24：该单元判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息提供给非线性优化单元，以此校正位置随时间漂移的问题；建图单元25：根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。

实施例4：

如图1所示，本实施例提供的一种基于机器人技术的存储设备上架装置，包括：

升降机器人模块1，所述的升降机器人模块用于将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

视觉SLAM模块2，所述的视觉SLAM模块用于根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置，所述的视觉SLAM模块包括：传感器数据采集单元21：读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；所述的传感器数据采集单元21中，在相机获取存储设备和导轨之间的相对位置后，对高清信息读取和预处理操作，其中导轨上有相应的传感器。视觉里程计单元22：该单元通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；非线性优化单元23：该单元接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；非线性优化单元23中，对检测到的信息进行优化、去噪。回环检测单元24：该单元判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息提供给非线性优化单元，以此校正位置随时间漂移的问题；建图单元25：根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。所述的建图单元25建立对应的地图包括稀疏地图和稠密地图，所述的稀疏地图包括路标，用于定位；所述的稠密地图建模所有读取的环境信息，用于导航。

实施例5：

如图1所示，本实施例提供的一种基于机器人技术的存储设备上架装置，包括：

升降机器人模块1，所述的升降机器人模块用于将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

视觉SLAM模块2，所述的视觉SLAM模块用于根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置，所述的视觉SLAM模块包括：传感器数据采集单元21：读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；所述的传感器数据采集单元21中，在相机获取存储设备和导轨之间的相对位置后，对高清信息读取和预处理操作，其中导轨上有相应的传感器。视觉里程计单元22：该单元通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；非线性优化单元23：该单元接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；非线性优化单元23中，对检测到的信息进行优化、去噪。回环检测单元24：该单元判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息提供给非线性优化单元，以此校正位置随时间漂移的问题；建图单元25：根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。所述的建图单元25建立对应的地图包括稀疏地图和稠密地图，所述的稀疏地图包括路标，用于定位；所述的稠密地图建模所有读取的环境信息，用于导航。所述的建图单元25创建出当前环境中的立体地图信息，用于作为将存储设备推送到对应导轨上的依据。

实施例6：

如图2所示，本实施例提供的一种基于机器人技术的存储设备上架方法，包括以下步骤：

步骤S1：升降机器人升降存储设备的步骤，该步骤中将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

步骤S2：根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置的步骤，该步骤具体包括：

步骤S21：传感器数据采集的步骤，该步骤中读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；

步骤S22：视觉里程计建图的步骤，该步骤中通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；

步骤S23：非线性优化的步骤，该步骤中接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；

步骤S24：回环检测的步骤，该步骤中判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息进行非线性优化，以此校正位置随时间漂移的问题；

步骤S25：建图的步骤，该步骤中根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。

实施例7：

如图2所示，本实施例提供的一种基于机器人技术的存储设备上架方法，包括以下步骤：

步骤S1：升降机器人升降存储设备的步骤，该步骤中将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

步骤S2：根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置的步骤，该步骤具体包括：所述的步骤S21中，在相机获取存储设备和导轨之间的相对位置后，对高清信息读取和预处理操作，其中导轨上有相应的传感器。

步骤S21：传感器数据采集的步骤，该步骤中读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；

步骤S22：视觉里程计建图的步骤，该步骤中通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；

步骤S23：非线性优化的步骤，该步骤中接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；

步骤S24：回环检测的步骤，该步骤中判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息进行非线性优化，以此校正位置随时间漂移的问题；

步骤S25：建图的步骤，该步骤中根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。

实施例8：

如图2所示，本实施例提供的一种基于机器人技术的存储设备上架方法，包括以下步骤：

步骤S1：升降机器人升降存储设备的步骤，该步骤中将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

步骤S2：根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置的步骤，该步骤具体包括：所述的步骤S21中，在相机获取存储设备和导轨之间的相对位置后，对高清信息读取和预处理操作，其中导轨上有相应的传感器。

步骤S21：传感器数据采集的步骤，该步骤中读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；

步骤S22：视觉里程计建图的步骤，该步骤中通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；

步骤S23：非线性优化的步骤，该步骤中接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；所述的步骤S23中，对检测到的信息进行优化、去噪。

步骤S24：回环检测的步骤，该步骤中判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息进行非线性优化，以此校正位置随时间漂移的问题；

步骤S25：建图的步骤，该步骤中根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。

实施例9：

如图2所示，本实施例提供的一种基于机器人技术的存储设备上架方法，包括以下步骤：

步骤S1：升降机器人升降存储设备的步骤，该步骤中将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

步骤S2：根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置的步骤，该步骤具体包括：所述的步骤S21中，在相机获取存储设备和导轨之间的相对位置后，对高清信息读取和预处理操作，其中导轨上有相应的传感器。

步骤S21：传感器数据采集的步骤，该步骤中读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；

步骤S22：视觉里程计建图的步骤，该步骤中通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；

步骤S23：非线性优化的步骤，该步骤中接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；所述的步骤S23中，对检测到的信息进行优化、去噪。

步骤S24：回环检测的步骤，该步骤中判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息进行非线性优化，以此校正位置随时间漂移的问题；

步骤S25：建图的步骤，该步骤中根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。所述的步骤S25中，建立对应的地图包括稀疏地图和稠密地图，所述的稀疏地图包括路标，用于定位；所述的稠密地图建模所有读取的环境信息，用于导航。

实施例10：

如图2所示，本实施例提供的一种基于机器人技术的存储设备上架方法，包括以下步骤：

步骤S1：升降机器人升降存储设备的步骤，该步骤中将存储设备运送至指定机柜附近的导轨，并获取存储设备需要放入的U数位置；

步骤S2：根据U数位置引导升降机器人模块将存储设备运送至目的位置的步骤，该步骤具体包括：所述的步骤S21中，在相机获取存储设备和导轨之间的相对位置后，对高清信息读取和预处理操作，其中导轨上有相应的传感器。

步骤S21：传感器数据采集的步骤，该步骤中读取相机获取的图像数据信息并进行数据信息的预处理；

步骤S22：视觉里程计建图的步骤，该步骤中通过相机采集的相邻帧图像估算相机运动，建立局部地图；

步骤S23：非线性优化的步骤，该步骤中接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿和回环检测的信息，得到全局一致的轨迹和地图；所述的步骤S23中，对检测到的信息进行优化、去噪。

步骤S24：回环检测的步骤，该步骤中判断机器人是否曾经到达过先前的位置，如果检测到回环，就把信息进行非线性优化，以此校正位置随时间漂移的问题；

步骤S25：建图的步骤，该步骤中根据估计的轨迹，建立对应的地图；在创建完成地图之后，升降机器人根据建立的地图信息将存储设备推送到对应导轨的位置。所述的步骤S25中，建立对应的地图包括稀疏地图和稠密地图，所述的稀疏地图包括路标，用于定位；所述的稠密地图建模所有读取的环境信息，用于导航。所述的步骤S25中，创建出当前环境中的立体地图信息，用于作为将存储设备推送到对应导轨上的依据。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。

同理，在本发明各个实施例中的各处理单元可以集成在一个功能模块中，也可以是各个处理单元物理存在，也可以两个或两个以上处理单元集成在一个功能模块中。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。