CN101152922B - 仓库管理控制系统和可视化仓库管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仓库管理控制系统，包括：叉车移动控制模块，控制叉车在仓库中的移动；叉车上下架控制模块，控制叉车在货架位置的上下架操作；叉车升降控制模块，控制叉车的升降操作；数据中心，存储进行控制所需的控制数据。还公开了一种可视化仓库管理系统，包括一个上述的仓库管理控制系统，以及一个显示子系统，将预先制作的三维模型文件根据仓库的运行状况在三维场景中显示出来。本发明可在本地或远程直观的监控仓库的库存情况，可在本地或远程直观的监控仓库内叉车的运行情况，提高仓库运行和管理的效率。

Description

仓库管理控制系统和可视化仓库管理系统

技术领域

本发明涉及一种基于RFID定位系统的仓库管理控制系统，以及一种可视化的仓库管理系统。

背景技术

近几年，随着我国经济的快速发展，物流业也得到了蓬勃发展。目前，我国已拥有70多万家物流公司，配送中心的信息化管理将直接关系到整个行业的快速发展。零售物流业作为国民经济重要的支柱在整个物流行业的发展过程中起着举足轻重的作用。在现有的零售物流行业中采用传统的仓库管理系统，通过仓库货位的定位管理，建立货位与信息系统对应的数据库以及采用条形码作为货位、包装箱识别的手段，进而达到商品(包装箱单位)、货位管理的目的。

射频识别(RFID)技术是从20世纪90年代兴起的一项自动识别技术。它利用无线射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。与条码，红外识别等其它自动识别方式不同，RFID技术并可以实现多目标识别和运动目标识别，同时还具有识别距离远，使用寿命长，不易毁损等众多优势，被公认为21世纪最有发展前途的十项技术之一。射频识别技术以其独特的优势、逐渐的被广泛应用于工业自动化、商业自动化、和交通运输控制管理等领域。

如图1所示，为申请人于2005年9月27日递交的名称为“仓库三维空间以及搬运设备、搬运对象定位系统”的发明专利申请(申请号为200510030063.2)，公开了一种利用RFID标签标示仓库位置的仓库定位系统。在该定位系统下，仓库的位置用直角坐标下的坐标表示，而利用RFID标签在仓库中建立三维直角坐标。

该RFID定位系统包括多个RFID标签和坐标阅读器，坐标阅读器由天线和扫描器组成，所述RFID标签中包括多个平面坐标标识用RFID标签1、多个高度坐标标识用RFID标签2，所述平面坐标标识用RFID标签1设在仓库的地面3上。所述高度坐标标识用RFID标签2设在该仓库中的货架4上。

平面坐标标识用RFID标签1在X轴方向以第一间距等距排列且在Y轴方向以第二间距等距排列，各该平面坐标标识用RFID标签1均写有其所在位置的X和Y轴的坐标值。高度坐标标识用RFID标签2在Z轴方向以第三间距等距排列。各该高度坐标标识用RFID标签2均写有其所在位置的Z轴的坐标值。

X、Y和Z轴是三维直角坐标系中的坐标轴，其中，XY平面为仓库的地面3。该三维直角坐标系的原点可为三维空间内的任意一点。

所述第一间距与第二间距相等。第一间距与第二间距可根据实际需要设定，如仓库的面积、物品摆放的位置以及RFID设备的工作范围等。第三间距可根据货架4的实际高度确定。

坐标阅读器设置在仓库的搬运设备(如叉车)上，所述坐标阅读器包括至少一个用于阅读所述平面坐标标识用RFID标签的平面坐标阅读器以及至少一个用于阅读所述高度坐标标识用RFID标签的高度坐标阅读器，图中未示。

本申请人在于2006年4月7日递交名称为“仓库管理系统和用于该系统的叉车”的发明专利申请(申请号为：200610025541.5)中记载了一种用于基于RFID定位系统仓库的叉车，包括两个RFID标签读取装置和一个车载终端设备。

其中，该两个RFID标签读取装置中的一个是用于读取高度坐标的高度坐标阅读器，另一个是所述用于读取平面坐标的平面坐标读取装置。

该车载终端设备包括：

位置判断装置，用于判断当前位置以及货位是否正确；

对象判断装置，用于判断当前货位上的托盘是否正确；

信息显示装置，用于显示操作信息和报警信息；

数据传输装置，用于与仓库的中央数据处理设备进行数据传输。

发明内容

本发明的目的是在上述已有技术的基础上，提供一种仓库管理控制系统，以及一种可视化的仓库管理系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种仓库管理控制系统，包括：

叉车移动控制模块，控制叉车在仓库中的移动；

叉车上下架控制模块，控制叉车在货架位置的上下架操作；

叉车升降控制模块，控制叉车的升降操作；

数据中心，存储进行控制所需的控制数据。

其中，该控制数据包括导航坐标信息、货架信息以及货位信息，其中，导航坐标信息是指在RFID定位系统中地面标签点的坐标信息，货架信息是指货架位于仓库中的位置和角度信息，货位信息是指货位在仓库中的位置信息和方向。

其中，导航坐标信息包括：地面RFID标签号、导航点X轴坐标、导航点Y轴坐标、导航点X轴序列号、导航点Y轴序列号、地面坐标类型标记。地面坐标类型包括：X轴、Y轴、双轴、货架X轴、货架Y轴。

其中，货架信息包括：货架号、货架X轴位置、货架Y轴位置、货架Z轴位置、货架X轴旋转角度、货架Y轴旋转角度、货架Z轴旋转角度。

其中，货位信息包括：货位号、货位X轴坐标、货位Y轴坐标、货位Z轴坐标、货位X轴旋转角度、货位Y轴旋转角度、货位Z轴旋转角度、货位所属货架号、货位在货架中的平面位置、货位在货架中的层号、货位对应的地面标签编号、货位标签编号、货位的开放方向、货位与对应地面标签的距离、货位离地实际高度。

其中，该叉车移动控制模块包括：第一坐标数据读取装置，其从该数据中心读取当前位置导航坐标；移动控制装置，判断当前位置与目标位置的距离和方向，驱动叉车移动。

该移动控制装置包括：

第一判断单元，其判断当前位置和目标位置的距离是否超过一个单位，如果否，则启动第二判断单元，如果是，则启动第一移动控制单元；

第二判断单元，判断叉车当前位置的导航坐标类型，如果是双轴，其启动第一转向控制单元，如果不是双轴，则启动第二移动控制单元；

第一移动控制单元，设定叉车目标位置为当前位置，然后判断叉车当前位置的导航坐标类型，如果是双轴，则启动第一转向控制单元；

第二移动控制单元，向叉车发出向下一导航点位置移动的指令；

第一转向控制单元，根据目标点导航坐标类型，向叉车发出指令，逆时针或顺时针旋转90度。

其中，该叉车上下架控制模块包括：第二坐标数据读取装置，从数据中心读取当前导航坐标信息、货位坐标信息；上下架控制装置，根据所读取的坐标调整叉车的位置和方向。

该上下架控制装置包括：

计算单元，计算货位所在货架的对应平面坐标和叉车当前坐标；

第三判断单元，判断上述计算所的坐标是否相同，如果相同，则启动第二转向控制单元，如果不相同，则启动叉车移动控制装置，以计算得到的货架对应的平面坐标为目标位置坐标；

第二转向控制单元，根据货位的方向以及导航坐标类型，向叉车发出逆时针或顺时针旋转90度的指令，其中，导航坐标类型是指货架X轴、货架Y轴。

其中，该叉车升降控制模块包括：第三坐标数据读取装置，其从该数据中心读取货位信息；升降控制装置，其根据货位信息，移动叉车的叉架到目标位置。

该升降控制装置包括：

叉架位置读取单元，读取从叉车传来的叉架位置对应的货架层号；

第四判断单元，判断货位的货架层号与叉架对应的货架层号是否相同，如果不同，则启动升降控制单元；

升降控制单元，根据货位的货架层号和叉架对应的货架层号，向叉车发出上升或下降叉架的指令。

本发明还包括一种可视化仓库管理系统，包括一个上述的仓库管理控制系统，以及一个显示子系统，其包括：

第一存储装置，其中存放三维模型文件，包括货物三维模型文件、货架三维模型文件以及叉车三维模型文件；

第二存储装置，存储货位与所述货物三维模型文件的对应信息；

第三存储装置，存储货架与所述货架三维模型文件的对应信息；

载入及显示模型装置，包括：读取数据单元，读取存放在该第一存储装置中的三维模型；货位显示单元，根据第二存储装置中的信息在货位上显示相应的货物三维模型；货架显示单元，根据第三存储装置中的信息在货架位置上显示货架三维模型，货架位置从所述仓库管理控制系统的数据中心存储的货架信息中获取；叉车显示单元，从所述数据中心获取当前导航点坐标，并显示叉车三维模型。

其中，该显示子系统还包括一个场景渲染装置，对三维模型视角和投影变换。

本发明的积极进步效果在于：可在本地或远程直观的监控仓库的库存情况，可在本地或远程直观的监控仓库内叉车的运行情况，提高仓库运行和管理的效率。

附图说明

图1为RFID仓库定位系统示意图。

图2为本发明实施例1的示意图。

图3a为本发明实施例1中的叉车移动控制模块示意图。

图3b为移动叉车的过程示意图。

图4a为本发明实施例1中的叉车上下架控制模块示意图。

图4b为控制叉车上下架的过程示意图。

图5a为本发明实施例1中的叉车升降控制模块示意图。

图5b为控制叉车升降的过程示意图。

图6为本发明实施例2所述的可视化仓库管理系统的框图，其中，仓库管理控制系统的其余部分在图中未示。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

实施例1

如图2所示，一种仓库管理控制系统，设有一个数据中心10，其中存储进行控制所需的控制数据。

这些控制数据包括：包括导航坐标信息、货架信息以及货位信息。

其中，导航坐标信息是指在RFID定位系统中地面标签点的坐标信息，包括：地面RFID标签号、导航点X轴坐标、导航点Y轴坐标、导航点X轴序列号、导航点Y轴序列号、地面坐标类型标记。

地面坐标类型包括：X轴、Y轴、双轴、货架X轴、货架Y轴。

货架信息是指货架位于仓库中的位置和角度信息，包括：货架号、货架X轴位置、货架Y轴位置、货架Z轴位置、货架X轴旋转角度、货架Y轴旋转角度、货架Z轴旋转角度。

货位信息是指货位在仓库中的位置信息和方向，包括：货位号、货位X轴坐标、货位Y轴坐标、货位Z轴坐标、货位X轴旋转角度、货位Y轴旋转角度、货位Z轴旋转角度、货位所属货架号、货位在货架中的平面位置、货位在货架中的层号、货位对应的地面标签编号、货位标签编号、货位的开放方向、货位与对应地面标签的距离、货位离地实际高度。

上述数据的存储方法可以有多种实现形式，如数据库，所采用的方法为现有技术。

如图3a，本系统还包括一个叉车移动控制模块20，控制叉车在仓库中的移动。该叉车移动控制模块20包括：第一坐标数据读取装置21，其从该数据中心10读取当前位置导航坐标；移动控制装置22，判断当前位置与目标位置的距离和方向，驱动叉车移动。

该移动控制装置22包括：

第一判断单元221，其判断当前位置和目标位置的距离是否超过一个单位，如果否，则启动第二判断单元222，如果是，则启动第一移动控制单元223；

第二判断单元222，判断叉车当前位置的导航坐标类型，如果是双轴，其启动第一转向控制单元224，如果不是双轴，则启动第二移动控制单元225；

第一移动控制单元223，设定叉车目标位置为当前位置，然后判断叉车当前位置的导航坐标类型，如果是双轴，则启动第一转向控制单元224；

第二移动控制单元225，向叉车发出向下一导航点位置移动的指令；

第一转向控制单元224，根据目标点导航坐标类型，向叉车发出指令，逆时针或顺时针旋转90度。

对应的控制叉车移动的过程如图3b所示，首先，第一坐标数据读取装置221读取当前位置导航坐标和目标位置导航坐标，然后，第一判断单元221判断当前位置和目标位置的距离是否超过一个单位，如果是，则第一移动控制单元223将叉车目标位置设定为当前位置，然后判断叉车当前位置的导航坐标类型，如果是双轴，则第一转向控制单元224根据目标点导航坐标类型，向叉车发出指令，逆时针或顺时针旋转90度。如果当前位置和目标位置的距离没有超过一个单位，则第二判断单元222判断叉车当前位置的导航坐标类型，如果是双轴，则第一转向控制单元224根据目标点导航坐标类型，向叉车发出指令，逆时针或顺时针旋转90度，如果不是双轴，则第二移动控制单元225向叉车发出向下一导航点位置移动的指令。

如图4a，本系统还包括一个叉车上下架控制模块30，控制叉车在货架位置的上下架操作，包括：第二坐标数据读取装置31，从数据中心10读取当前导航坐标信息、货位坐标信息；上下架控制装置32，根据所读取的坐标调整叉车的位置和方向。

其中，该上下架控制装置32包括：

计算单元321，计算货位所在货架的对应平面坐标和叉车当前坐标；

第三判断单元322，判断上述计算所的坐标是否相同，如果相同，则启动第二转向控制单元323，如果不相同，则启动叉车移动控制装置22，以计算得到的货架对应的平面坐标为目标位置坐标；

第二转向控制单元323，根据货位的方向以及导航坐标类型，向叉车发出逆时针或顺时针旋转90度的指令，其中，导航坐标类型是指货架X轴、货架Y轴。

如图4b所示，对应的控制上下架的过程如下：首先，第二坐标数据读取装置31从数据中心10读取当前导航坐标信息、货位坐标信息，根据这些信息，计算单元321计算货位所在货架的对应平面坐标和叉车当前坐标，然后，第三判断单元322判断上述计算所的坐标是否相同，如果相同，则第二转向控制单元323根据货位的方向以及导航坐标类型，向叉车发出逆时针或顺时针旋转90度的指令，如果不相同，则通过叉车移动控制装置10控制叉车移动到货架位置，以计算得到的货架对应的平面坐标为目标位置坐标。

如图5a，本系统还包括一个叉车升降控制模块40，控制叉车的升降操作，包括：第三坐标数据读取装置41，其从该数据中心10读取货位信息；升降控制装置42，其根据货位信息，移动叉车的叉架到目标位置。

其中，该升降控制装置42包括：

叉架位置读取单元421，读取从叉车传来的叉架位置对应的货架层号；

第四判断单元422，判断货位的货架层号与叉架对应的货架层号是否相同，如果不同，则启动升降控制单元423；

升降控制单元423，根据货位的货架层号和叉架对应的货架层号，向叉车发出上升或下降叉架的指令。

如图5b所示，在控制升降过程中，首先第三坐标数据读取装置41从该数据中心10读取货位信息，叉架位置读取单元421读取从叉车传来的叉架位置对应的货架层号，第四判断单元422判断货位的货架层号与叉架对应的货架层号是否相同，当两个层号不相同时，升降控制单元423根据货位的货架层号和叉架对应的货架层号，向叉车发出上升或下降叉架的指令。

实施例2

如图6所示，一种可视化仓库管理系统，包括一个实施例1所述的仓库管理控制系统，以及一个显示子系统200，其中包括：

第一存储装置210，其中存放三维模型文件，包括货物三维模型文件、货架三维模型文件以及叉车三维模型文件，可以使用3DMAX制作上述三维模型，保存为后缀为X的文件；

第二存储装置220，存储货位与所述货物三维模型文件的对应信息，也就是货位与放置在该货位上的货物的三维模型文件之间的对应关系；

第三存储装置230，存储货架与所述货架三维模型文件的对应信息，即，在某个位置的货架与货架三维模型文件之间的对应关系；

载入及显示模型装置240，包括：

读取数据单元241，读取存放在该第一存储装置210中的三维模型，可以使用D3DXLoadMeshFromXW()函数将模型文件载入，该函数的使用方法在公开的技术文档中已有记载；

货位显示单元242，根据第二存储装置220中的信息在货位上显示相应的货物三维模型；

货架显示单元243，根据第三存储装置中的信息在货架位置上显示货架三维模型，货架位置从所述仓库管理控制系统的数据中心存储的货架信息中获取；

叉车显示单元244，从所述数据中心获取当前导航点坐标，并显示叉车三维模型；

场景渲染装置250，对三维模型视角和投影变换。然后再进行显示。

各个存储装置所使用的储存设备均为现有技术。上述货位显示单元、货架显示单元、叉车显示单元以及场景渲染装置为现有技术，不再赘述。

Claims (7)

1.一种仓库管理控制系统，其特征在于，其包括：

叉车移动控制模块，控制叉车在仓库中的移动；

叉车上下架控制模块，控制叉车在货架位置的上下架操作；

叉车升降控制模块，控制叉车的升降操作；

数据中心，存储进行控制所需的控制数据；

该控制数据包括导航坐标信息、货架信息以及货位信息，其中，导航坐标信息是指在IFID定位系统中地面标签点的坐标信息，货架信息是指货架位于仓库中的位置和角度信息，货位信息是指货位在仓库中的位置信息和方向；

该叉车移动控制模块包括：第一坐标数据读取装置，其从该数据中心读取当前位置导航坐标；移动控制装置，判断当前位置与目标位置的距离和方向，驱动叉车移动；

该移动控制装置包括：

第一判断单元，其判断当前位置和目标位置的距离是否超过一个单位，如果否，则启动第二判断单元，如果是，则启动第一移动控制单元；

第二判断单元，判断叉车当前位置的导航坐标类型，如果是双轴，其启动第一转向控制单元，如果不是双轴，则启动第二移动控制单元；

第一移动控制单元，设定叉车目标位置为当前位置，然后判断叉车当前位置的导航坐标类型，如果是双轴，则启动第一转向控制单元；

第二移动控制单元，向叉车发出向下一导航点位置移动的指令；

第一转向控制单元，根据目标点导航坐标类型，向叉车发出指令，逆时针或顺时针旋转90度；

该叉车上下架控制模块包括：第二坐标数据读取装置，从数据中心读取当前导航坐标信息、货位坐标信息；上下架控制装置，根据所读取的坐标调整叉车的位置和方向； 

该上下架控制装置包括：

计算单元，计算货位所在货架的对应平面坐标和叉车当前坐标；

第三判断单元，判断上述计算所得坐标是否相同，如果相同，则启动第二转向控制单元，如果不相同，则启动叉车移动控制装置，以计算得到的货架对应的平面坐标为目标位置坐标；

第二转向控制单元，根据货位的方向以及导航坐标类型，向叉车发出逆时针或顺时针旋转90度的指令，其中，导航坐标类型是指货架X轴、货架Y轴；

该叉车升降控制模块包括：第三坐标数据读取装置，其从该数据中心读取货位信息；升降控制装置，其根据货位信息，移动叉车的叉架到目标位置；

该升降控制装置包括：

叉架位置读取单元，读取从叉车传来的叉架位置对应的货架层号；

第四判断单元，判断货位的货架层号与叉架对应的货架层号是否相同，如果不同，则启动升降控制单元；

升降控制单元，根据货位的货架层号和叉架对应的货架层号，向叉车发出上升或下降叉架的指令。

2.根据权利要求1所述的仓库管理控制系统，其特征在于，导航坐标信息包括：地面IFID标签号、导航点X轴坐标、导航点Y轴坐标、导航点X轴序列号、导航点Y轴序列号、地面坐标类型标记。

3.根据权利要求2所述的仓库管理控制系统，其特征在于，地面坐标类型包括：X轴、Y轴、双轴、货架X轴、货架Y轴。

4.根据权利要求3所述的仓库管理控制系统，其特征在于，货架信息包括：货架号、货架X轴位置、货架Y轴位置、货架Z轴位置、货架X轴旋转角度、货架Y轴旋转角度、货架Z轴旋转角度。

5.根据权利要求4所述的仓库管理控制系统，其特征在于，货位信息包括：货位号、货位X轴坐标、货位Y轴坐标、货位Z轴坐标、货位X轴旋转角度、货位Y轴旋转角度、货位Z轴旋转角度、货位所属货架号、货 位在货架中的平面位置、货位在货架中的层号、货位对应的地面标签编号、货位标签编号、货位的开放方向、货位与对应地面标签的距离、货位离地实际高度。

6.一种可视化仓库管理系统，其特征在于，其包括一个1至5任一权利要求所述的仓库管理控制系统，以及一个显示子系统，其包括：

第一存储装置，其中存放三维模型文件，包括货物三维模型文件、货架三维模型文件以及叉车三维模型文件；

第二存储装置，存储货位与所述货物三维模型文件的对应信息；

第三存储装置，存储货架与所述货架三维模型文件的对应信息；

载入及显示模型装置，包括：读取数据单元，读取存放在该第一存储装置中的三维模型；货位显示单元，根据第二存储装置中的信息在货位上显示相应的货物三维模型；货架显示单元，根据第三存储装置中的信息在货架位置上显示货架三维模型，货架位置从所述仓库管理控制系统的数据中心存储的货架信息中获取；叉车显示单元，从所述数据中心获取当前导航点坐标，并显示叉车三维模型。

7.根据权利要求6所述的可视化仓库管理系统，其特征在于，该显示子系统还包括一个场景渲染装置，对三维模型视角和投影变换。 

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