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智能配送站项目分享

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1. 智能配送站项目分享 美团技术专家 程波 美团到家事业群 配送技术部
2. 智能配送站项目分享 1 智能配送站项目背景 2 智能配送站技术方案 2.1 室内无人配送流程 2.2 智能配送站硬件方案 2.3 机器人对接技术 3 智能配送站发展方向
3. 1 智能配送站项目背景 随着人民生活水平日益提升，和本地生活互联网的渗透率不断提升，对本地生活服务的需求和体验要求不断增高， 即时配送逐渐成为社会的基础设施之一。但是，在即时配送末端100米，由于小区、写字楼、酒店、医院等不同 场景下不允许骑手进楼、乘梯等情况导致配送效率低，用户体验差，经常出现履约纠纷。 为了提升配送效率，美团在2020年正式推出外卖取餐柜，帮助骑手节省了配送时长，但是用户仍然需要自行取餐， 体验并没有提高。
4. 1 智能配送站项目背景 写字楼场景的配送机器人 问题：1. 存在明显的外卖配送波峰波谷，2. 骑手不能对接机器人，需要第三方临时工。
5. 1 智能配送站项目背景 酒店场景的配送机器人 问题：室内配送机器人由酒店管理，需要前台操作，不能直接对接外卖骑手，配送时长无法保证。 智选假日酒店 秋果酒店 绿瘦酒店
6. 1 智能配送站项目背景 智能配送站产品目标： 1. 机器人自动对接配送站，完成物品从配送站到机器人仓体的传递， 再由机器人完成写字楼，酒店场景下的室内无人配送；同时在配 送超时或配送出错等异常情况下，需要将物品退回到配送站。 2. 智能配送站需要满足骑手，用户和机器人三方同时使用，互不干涉的要求，因此配送站前面需要保留目前格口单元的设计，用于骑 手存餐和用户取餐，而机器人对接需要单独的接驳口，同时接驳口需具备机器人充电功能。 3. 机器人需要具备室内定位导航能力，能有有效避障（包括人员，办公家具，玻璃墙），能够控制闸机，电梯和门禁。
7. 1 智能配送站项目背景 智能配送站设计难点： 1. 外卖种类多：在外卖取放动作的设计当中既要追求动作的平稳，也要考虑异常情况所带来的意外风险，故障率小于1‰。 2. 配送失败需要退餐：机器人配送异常的订单，如送错餐，等待超时等情况下，需要将外卖退回到智能配送站。
8. 2 智能配送站技术方案 2.1 室内无人配送流程 智能配送站是实现了集机器人调度、自动化对接、室内无人配送和智能楼宇控制等功能的一体化解决方案。 • 机器人调度 • 机器人对接 • 机器人取餐和退餐
9. 2 智能配送站项目技术方案 2.1 室内无人配送流程 Step1：机器人调度 骑手将外卖入柜后，系统通知用户外卖已送达，并询问是否需要机器人配送，用户选择机器人配餐方式后，配送站云端调度机器人 来取餐送餐。
10. 2 智能配送站技术方案 2.1 室内无人配送流程 Step2: 机器人对接配送站 机器人到达指定地点后，开始主动搜索配送站蓝牙连接（用于对接和传送状态反馈），连接成功后上报达到时间并请求对接 配送站。 配送站先判断是否可以对接，再应答机器人请求；对接过程中发生异常的话，或者对接偏移较大，则进行进行二次对接。
11. 2 智能配送站技术方案 2.1 室内无人配送流程 Step3: 机器人取餐和退餐 对接成功后，机器人就可以进行取餐和退餐了，取餐和退餐过程中出现异常则终止传送，需要运营人员协作。取餐或者退餐过程中，需 要蓝牙通知和反馈传感器信息。
12. 2 智能配送站技术方案 2.2 智能配送站硬件方案 方案1：格口呈阵列排布，三轴升降台位于格口后方，机器人取餐口在配送站前方。取餐过程由机器人进入取餐区域，先完成位置 对准动作，然后通过配送站升降台将外卖传送到机器人舱体内部，退餐过程为逆过程。 方案2：格口呈两列排布，升降机构位于配送站中部，机器人取餐口在配送站前方。取餐过程由机器人进入取餐区域，先完成位置 对准动作，然后通过配送站升降台将外卖传送到机器人舱体内部，退餐过程为逆过程。
13. 2 智能配送站技术方案 2.2 智能配送站硬件方案 智能配送站硬件框架如下： • 工控机：触控一体机，用来跟用户和骑手交互，完成底层与后台的通信。 • 核心控制板：实现外卖从格口单元到机器人舱体传递和检测的所有逻辑，涉及到电机控制，传感器采集和异常情况处理。 • 格口单元控制板：控制格口单元的物品检测，电子门锁，照明，紫外消毒灯控制。
14. 2 智能配送站技术方案 2.2 智能配送站硬件方案 智能配送站传送设计： 1. 单元定位，三轴升降机构 2. 物品传送，同步带，机械抓手 3. 托盘设计，增加可靠性（<1‰故障率） 机械臂不能适应外卖复杂场景应用 （外卖种类多，包装各异） 同步带传送 XYZ三轴升降机构 机械抓手
15. 2 智能配送站技术方案 2.2 智能配送站硬件方案 机器人硬件包括机器人底盘和机器人上装两个部分。机器人底盘采用业界通用方案（两轮差速+四个辅助轮方式，通过激光、IMU 多传感器定位导航功能，并具备视觉避障功能）。机器人上装需要上下两个舱体，并且为了与配送站对接，需要前后开舱门的设计 方案。
16. 2 智能配送站技术方案 2.3 机器人对接技术 机器人对接精度要求： 前后偏移<10mm，左右偏移<10mm， 角度偏差<3°
17. 2 智能配送站技术方案 2.3 机器人对接技术 • 机器人对接步骤 测量距离→角度计算→位置角度调整→实时测量调整 • 机器人定位方法： 1. 二维码 2. 超声波 3. 红外 4. 视觉 5. 激光雷达 二维码定位 超声波测距
18. 2 智能配送站技术方案 2.3 机器人对接技术 • P. Mira Vaz, R. Ferreira, V. Grossmann, M. I. Rikleiro “Docking of a mobile platform based on infrared sensors” 定位方法：红外感应导向，2对红外发射和感应装置，利用三角定位原理，对接精度 +/- 0.5mm 和 0.1°。
19. 2 智能配送站技术方案 2.3 机器人对接技术 • Ren C. Luo，Chung T. Liao “Automatic Docking and Recharging System for Autonomous Security Robot” 定位方法：视觉识别导向，摄像头拍摄图形标记，图形标记与摄像头高度一致，旋转机器人角度，使得图形标记位于摄像头成像中间位置，根据图形比例关系计算距 离和角度。 H，W 是图形标记的高度和宽度 h，w 是成像的高度和宽度 f 是摄像头焦距 w'' 是W在平行于机器人平面上的投影 Zp 是机器人距离，θ是机器人方位角
20. 2 智能配送站技术方案 2.3 机器人对接技术 • SATOSHI MURATA, KIYOHARU KAKOMURA, HARUHISA KUROKAWA “Toward a scalable modular robotic system” 定位方法：视觉识别导向，摄像头拍摄2个LED灯，利用三角几何原理计算相对距离和角度，对接精度 +/-2mm 和 5°。
21. 2 智能配送站技术方案 2.3 机器人对接技术 • 激光雷达特征点定位，通过识别两个以上特征点，以及测量到的距离d1, d2来估算机器人距离dr和方位角φ。 �1 2 + � 2 − �2 2 푐� � = 2 * �1 * � �1 2 + � 2 /4 − �1 * � * 푐� � = � 2 + � 2 /4 − �2 2 푐� � = � *� � = �1 2 /2 + �2 2 /2 − � 2 /4
22. 2 智能配送站技术方案 2.3 机器人对接技术 机器人对接精度测量方法： 假设机器人为刚性体，运行在平整地面，机器人有三个自由度 X，Y，θ， 利用高精度红外测距的方法来测量与机器人距离，从而计算机器人位置 偏移和角度偏差。 � � �1 = − +� −� 2 2푐� � � � �2 = − −� +� 2 2푐� � � �3 = � + (1 − 푐� �) + � 2 � 푐� � 푐� � 푐� � � � � � +� �
23. 2 智能配送站技术方案 2.3 机器人对接技术 利用激光雷达特征点定位方法，单台机器人实测左右偏差<5mm，前后偏差<2mm，角度偏差<1°。
24. 2 智能配送站技术方案 2.3 机器人对接技术 机器人对接调整方法： • 前后偏差-机器人调整前后位置 • 角度偏差-机器人调整左右轮减小角度偏差 • 左右偏差-配送站调整托盘
25. 2 智能配送站技术方案 2.3 机器人对接技术 智能配送站单次传送时间要求<60s。 步骤 动作 时间 Step1 打开配送站舱门 Z轴，Y轴到位 取回空托盘 Y轴抓取后退 空托盘归位 Z轴到位，X轴推出 移动到指定格口 Z轴到位，X轴到位 取餐 X轴拉回 移动到配送站舱门 Z轴到位 传递到机器人 Y轴推出 完成传送 Y轴回退 关闭配送站舱门 5s 总计 48s Step2 Step3 Step4 Step5 Step6 Step7 Step8 Step9 5s 7s 9s 4s 7s 4s 2s 5s
26. 3 智能配送站发展方向 智能配送站未来趋势 智能配送站能够解决目前室内无人配送的痛点问题，同时是实现全链路无人配送的一个方案。 • 大型综合配送站 不仅能够与室内配送机器人对接，还能与无人车，无人机互联互通，实现室内室外全链路无人配送。 • 小型低成本配送站 适合日单量小，对成本有很高要求的场景，如酒店。
27. 3 智能配送站发展方向 机器人对接技术 • 定位方法： • 基于传感器末端定位（超声，红外） • 基于视觉定位 • 底盘控制： • 全向移动底盘
28. Q&A
29. 招聘：XXX岗位 邮箱：XXX@meituan.com 更多技术干货 欢迎关注“美团技术团队”

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