Ведущие мировые компании (например, «Амазон», транспортная компания Cainiao, работающая с AliExpress и Taobao), занимающиеся доставкой товаров, уже несколько лет внедряют роботов на свои склады. Это позволяет повысить скорость доставки и уменьшить ее цену, также снижаются затраты на освещение и отопление склада. На данный момент в России нет ни одной компании, использующей автономный склад в рабочем режиме, и с повышением спроса на покупки товаров онлайн разработка роботизированных складов является актуальной задачей.
Использование высокоманевренных омниколесных роботов на складах позволит не только снизить издержки за счет замены ручного труда, но и сократить пространство между стеллажами, что даст возможность использовать освободившееся место для дополнительного размещения товара. На данном этапе в рамках проекта роботизированного склада решаются задачи определения местоположения грузовой паллеты в пределах рабочего пространства и расчета управляющих воздействий для подъезда к ней по кратчайшей траектории.
Для перевозки грузов в складских помещениях удобно использовать грузовые паллеты, которые представляют собой многоуровневые металлические стеллажи прямоугольной формы с четырьмя опорными стойками (рис. 1а). Для транспортировки товара роботу необходимо точно осуществить заезд под паллету, а затем, используя подъемный механизм, поднять паллету с товаром и доставить в нужную точку.
Для распознавания грузовой паллеты в данной работе используется лазерный датчик расстояния — лидар RPLidar A2 фирмы Slamtech, установленный на омниколесную мобильную платформу (рис. 1б). Данный лидар обеспечивает измерение расстояния до объектов в горизонтальной плоскости, находящихся на расстоянии до 10 м в диапазоне от 0 до 360°. Для получения данных с лидара разработано программное обеспечение для микроконтроллера STM32F429ZI, формирующее одномерный массив из 360 значений, где номер ячейки массива определяет угол, а значение, записанное в эту ячейку, — расстояние до объекта, соответствующее данному углу. Таким образом, облако точек, полученное с лидара, представлено в полярной системе координат. Модель лидара и выбранный микроконтроллер позволяют обновлять данные в этом массиве с частотой 10 Гц.