CN103832759A - 组合条码识别和激光测距穿梭车定位故障诊断系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合条码识别和激光测距穿梭车定位故障诊断系统与方法，对穿梭车当前位置信息通过激光测距模块进行实时跟踪采集，并将得到的位置信息传递给控制模块，然后控制模块根据当前位置信息和目标站点的位置信息对穿梭车进行定位控制和速度控制，最后当穿梭车定位运行停止后，控制模块通过条码定位校验模块扫描获取穿梭车当前最近停靠站点的条码标签信息，对激光测距定位进行校验，诊断穿梭车定位是否精准可靠，并对诊断结构进行分类。通过以上技术方案，在保证穿梭车高定位精度的同时提高了定位系统的可靠性，实现了穿梭车针对定位故障的诊断与预测。

Description

组合条码识别和激光测距穿梭车定位故障诊断系统与方法

技术领域

本发明涉及物流自动化技术领域，具体涉及一种组合条码识别和激光测距穿梭车定位故障诊断系统与方法。

背景技术

穿梭车作为自动化物流系统中一种智能型轨道导引搬运设备，具有沿着固定路径动态移载的功能，可实现物料在不同站点之间的传送，使得自动化输送系统的设备布局更加紧凑、简捷，提高了物料输送效率，在自动化物流系统中的应用日益广泛。

穿梭车在轨道上来回高速运行到指定站点接货时，需要精确的定位，一旦定位出现不准、错误等故障，极易导致物料出入库不正常、物料跌落损毁等事故。目前，为了使穿梭车能够按照作业指令准确快速地找到正确地位置,穿梭车的认址定位方式一般有以下四种：①认址片定位，②认址片（链）+编码器定位，③激光定位，④条码定位。第一种方式在物流自动化技术发展早期应用比较广泛，采用沿着穿梭车的行进方向设置认址片，控制器通过检测认址片来判断穿梭车位置和站点位置，定位方法简单，但缺点是：施工量大，定位精度差，且可靠性较差，经常因干扰而产生漏检、误检，目前基本已不采用；第二种方式采用在认址片定位基础上引入编码器对其进行校验，定位精度和可靠性都有较大提高，但缺点是：安装相对复杂，可维护性较差，目前采用较少；第三种方式采用激光测距器进行定位，安装维护简单，定位精确，越来越广泛的应用于仓储物流系统中，但缺点是：抗干扰能力较差，受光线强度、粉尘、水雾影响较大，在巷道比较长或者轨道磨损严重的情况下，导轨不可能绝对平整，穿梭车运行时振动颠簸剧烈，极易增大测距误差甚至造成激光脱靶，从而导致定位不准或无法定位，此外激光定位成本也比较高；第四种方式采用在穿梭车底部安装条码阅读器，在条码阅读器的正前方设有条码带，条码带设在地轨的一边安装条码带，穿梭车运行过程中通过扫描条码带获取位置信息，精确定位，抗干扰能力强，安装简便易行，而且针对环形轨道的定位有独特的优势，但缺点是：成本较高，对扫码器性能要求较高，而且一般需要特制的条码带，一旦条码带有污损必须完全重新跟换条码带。

所述几种穿梭车定位方式，除第二种方式外，均只采用了一种技术手段进行认址定位，特别是现在普遍使用的激光定位和条码定位，虽然定位精度很高，但是各自仍存在不足之处，而且由于技术单一，穿梭车定位系统故障的早期发现与诊断能力欠缺，一旦定位装置发生故障，出现较大误差，维护人员将无法及时察觉，从而导致定位不准无法正常上下货、穿梭车急停甚至货物掉落等事故。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种组合条码识别和激光测距穿梭车定位故障诊断系统与方法，用于完成穿梭车的精准测距与定位，实现穿梭车定位故障诊断，提高穿梭车定位的可靠性。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，包括：

激光测距定位模块，用于实时跟踪采集穿梭车的位置信息，并将采集到的位置信息传递给控制模块；

条码定位校验模块，在穿梭车定位运行停止的情况下，扫描获取穿梭车当前最近停靠站点的条码标签的信息；

控制模块，用于根据当前位置信息和目标站点的位置信息对穿梭车进行定位控制和速度控制；并根据所述扫描的条码标签信息，对激光测距定位进行校验，诊断穿梭车定位是否精准可靠。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，所述激光测距定位模块包括激光测距传感器和激光测距反射板，所述激光测距传感器设置在穿梭车上，所述激光测距反射板安装在激光测距传感器正前方的轨道上。

根据本发明的一个实施方案，所述激光测距传感器上设置有Profibus-DP接口。

根据本发明的一个实施方案，所述条码定位校验模块包括条码阅读器、条码标签和数据传输模块；所述条码阅读器采用两个，分别安装在穿梭车顶部沿着穿梭车行进方向的两侧；所述条码标签至少一个，分别粘贴在轨道两侧载货台的边缘；所述数据传输模块包括模块化接线盒和工业现场总线网关模块，其中接线盒连接两个条码阅读器，所述模块化接线盒上配有工业现场总线网关模块插槽。

根据本发明的一个实施方案，所述工业现场总线网关模块为Profibus-DP模块，提供Profibus-DP接口。

根据本发明的一个实施方案，所述激光测距定位模块与所述控制模块通过Profibus-DP总线连接。

根据本发明的一个实施方案，所述条码定位校验模块与所述控制模块通过Profibus-DP总线连接。

根据本发明的一个实施方案，所述条码标签采用只包含站点工位号的一维条码标签。

根据本发明的一个实施方案，所述控制模块采用西门子S7-300PLC，并置于穿梭车内部。

本发明还可以是：

一种组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断的方法，包括：

实时跟踪采集穿梭车的位置信息，并将采集到的位置信息传递给控制模块；根据当前位置信息和目标站点的位置信息对穿梭车进行定位控制和速度控制；通过定位控制和速度控制使穿梭车停止后，扫描获取穿梭车当前最近停靠站点的条码标签的信息；根据所述扫描的条码标签信息，对激光测距定位进行校验，诊断穿梭车定位是否精准可靠，并对诊断结构作以下分类：

定位准确：激光测距功能正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围内，条码定位校验模块识别获取了当前站点条码标签的全部信息，数据结果有效，且为指定站点所对应的标签信息；

激光脱靶：激光测距功能异常，无法获取当前测距值，当前测距值一直为0；

行走驱动故障：激光测距功能正常，但当前激光测距值与目标站点测距值之差超过了允许的误差范围；

穿梭车跑偏：激光测距功能正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围之内，条码定位校验模块识别获取到了当前站点条码标签的部分信息，数据结果无效；

条码识别故障：激光测距功能正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围之内，条码定位校验模块无法识别获取到当前站点条码标签的信息，数据结果为空；

异常故障：激光测距正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围内，但是条码定位校验模块识别获取标签信息不是指定站点所对应的标签信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

本发明应用条码识别技术和激光测距技术构建了穿梭车认址定位冗余系统，利用条码定位校验模块对激光测距定位进行校验，可有效防止在由于穿梭车长期运行过程中轨道不平、激光测距误差增大等原因造成穿梭车移载链机与站点输送链机对位不准的情况下，盲目进行上下货任务导致货物堵塞、跌落甚至损毁等事故的发生，切实提高了定位系统的可靠性。

本发明引入的条码定位校验模块与激光测距定位模块互相参考校验，明确了穿梭车定位故障类型及识别方法，弥补了现有激光测距定位穿梭车在定位故障诊断方面的不足；突破了穿梭车诊断知识获取困难、知识量少的瓶颈，通过在穿梭车控制模块内设立故障类型标签，依照本发明给出的诊断流程，无需人工总结和输入，自动进行定位故障诊断，一旦定位出现故障，控制模块直接将诊断得出的故障标签传递给监控上位机或远程故障报警系统；这样，不但实现了穿梭车故障自诊断功能，而且有助于设备维修人员提高维修效率，降低了维护成本。

本发明简单实用，特别是针对现在使用激光测距进行认址定位的穿梭车，可以方便地使用本发明进行技术改造，从而提供穿梭车的可靠性，完善穿梭车的故障自诊断功能。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件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的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1示出了根据本发明一个实施例的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统的结构示意图。

图2示出了根据本发明一个实施例的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统硬件框图。

图3示出了根据本发明一个实施例的穿梭车定位控制流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

图1示出了根据本发明一个实施例的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统的结构示意图。图2示出了根据本发明一个实施例的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统硬件框图。如图1、图2所示的一种组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，包括：

激光测距定位模块，用于实时跟踪采集穿梭车的位置信息，并将采集到的位置信息传递给控制模块；

条码定位校验模块，在穿梭车定位运行停止的情况下，扫描获取穿梭车当前最近停靠站点的条码标签4的信息；

控制模块，用于根据当前位置信息和目标站点的位置信息对穿梭车进行定位控制和速度控制；并根据所述扫描的条码标签4的信息，对激光测距定位进行校验，诊断穿梭车定位是否精准可靠。

所述激光测距定位模块包括激光测距传感器1和激光测距反射板2，所述激光测距传感器1设置在穿梭车上，所述激光测距反射板2安装在激光测距传感器1正前方的轨道上。所述激光测距传感器1上设置有Profibus-DP接口。

所述条码定位校验模块包括条码阅读器3、条码标签4和数据传输模块；所述条码阅读器3采用两个，分别安装在穿梭车顶部沿着穿梭车行进方向的两侧；所述条码标签4至少一个，分别粘贴在轨道两侧载货台的边缘，与条码阅读器3处于同一水平高度；所述数据传输模块包括模块化接线盒和工业现场总线网关模块，其中接线盒连接两个条码阅读器3，所述模块化接线盒上配有工业现场总线网关模块插槽。所述工业现场总线网关模块为Profibus-DP模块，提供Profibus-DP接口。所述激光测距定位模块与所述控制模块通过Profibus-DP总线连接。

所述条码定位校验模块与所述控制模块通过Profibus-DP总线连接。

所述条码标签采用只包含站点工位号的一维条码标签。

所述控制模块采用西门子S7-300PLC，并置于穿梭车内部。

另一实施例中，参见图3所示，图3示出了根据本发明一个实施例的穿梭车定位控制流程示意图。一种组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断的方法，包括：

首先对穿梭车当前位置信息通过激光测距模块进行实时跟踪采集，并将得到的位置信息传递给控制模块，然后控制模块根据当前位置信息和目标站点的位置信息对穿梭车进行定位控制和速度控制，最后当穿梭车定位运行停止后，控制模块通过条码定位校验模块扫描获取穿梭车当前最近停靠站点的条码标签信息，对激光测距定位进行校验，诊断穿梭车定位是否精准可靠，并对诊断结构作以下分类：

定位准确：激光测距功能正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围内，条码定位校验模块识别获取了当前站点条码标签的全部信息，数据结果有效，且为指定站点所对应的标签信息；

激光脱靶：激光测距功能异常，无法获取当前测距值，当前测距值一直为0；

行走驱动故障：激光测距功能正常，但当前激光测距值与目标站点测距值之差超过了允许的误差范围；

穿梭车跑偏：激光测距功能正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围之内，条码定位校验模块识别获取到了当前站点条码标签的部分信息，数据结果无效；

条码识别故障：激光测距功能正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围之内，条码定位校验模块无法识别获取到当前站点条码标签的信息，数据结果为空；

异常故障：激光测距正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围内，但是条码定位校验模块识别获取标签信息不是指定站点所对应的标签信息。

通过以上实施例的技术方案，在保证穿梭车高定位精度的同时提高定位系统的可靠性，实现穿梭车针对定位故障的诊断与预测。

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相似部分相互参见即可。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，其特征在于，包括：

激光测距定位模块，用于实时跟踪采集穿梭车的位置信息，并将采集到的位置信息传递给控制模块；

条码定位校验模块，在穿梭车定位运行停止的情况下，扫描获取穿梭车当前最近停靠站点的条码标签的信息；

控制模块，用于根据当前位置信息和目标站点的位置信息对穿梭车进行定位控制和速度控制；并根据所述扫描的条码标签信息，对激光测距定位进行校验，诊断穿梭车定位是否精准可靠。

2.根据权利要求1所述的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，其特征在于，所述激光测距定位模块包括激光测距传感器和激光测距反射板，所述激光测距传感器设置在穿梭车上，所述激光测距反射板安装在激光测距传感器正前方的轨道上。

3.根据权利要求2所述的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，其特征在于，所述激光测距传感器上设置有Profibus-DP接口。

4.根据权利要求1所述的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，其特征在于，所述条码定位校验模块包括条码阅读器、条码标签和数据传输模块；所述条码阅读器采用两个，分别安装在穿梭车顶部沿着穿梭车行进方向的两侧；所述条码标签至少一个，分别粘贴在轨道两侧载货台的边缘、与条码阅读器处于同一水平高度；所述数据传输模块包括模块化接线盒和工业现场总线网关模块，其中接线盒连接两个条码阅读器，所述模块化接线盒上配有工业现场总线网关模块插槽。

5.根据权利要求4所述的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，其特征在于，所述工业现场总线网关模块为Profibus-DP模块，提供Profibus-DP接口。

6.根据权利要求1所述的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，其特征在于，所述激光测距定位模块与所述控制模块通过Profibus-DP总线连接。

7.根据权利要求1所述的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，其特征在于，所述条码定位校验模块与所述控制模块通过Profibus-DP总线连接。

8.根据权利要求1所述的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，其特征在于，所述条码标签采用只包含站点工位号的一维条码标签。

9.根据权利要求1所述的组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断系统，其特征在于，所述控制模块采用西门子S7-300PLC，并置于穿梭车内部。

10.一种组合条码识别和激光测距的穿梭车定位故障诊断的方法，其特征在于，包括：

实时跟踪采集穿梭车的位置信息，并将采集到的位置信息传递给控制模块；根据当前位置信息和目标站点的位置信息对穿梭车进行定位控制和速度控制；通过定位控制和速度控制使穿梭车停止后，扫描获取穿梭车当前最近停靠站点的条码标签的信息；并根据所述扫描的条码标签信息，对激光测距定位进行校验，诊断穿梭车定位是否精准可靠，并对诊断结构作以下分类：

定位准确：激光测距功能正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围内，条码定位校验模块识别获取了当前站点条码标签的全部信息，数据结果有效，且为指定站点所对应的标签信息；

激光脱靶：激光测距功能异常，无法获取当前测距值，当前测距值一直为0；

行走驱动故障：激光测距功能正常，但当前激光测距值与目标站点测距值之差超过了允许的误差范围；

穿梭车跑偏：激光测距功能正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围之内，条码定位校验模块识别获取到了当前站点条码标签的部分信息，数据结果无效；

条码识别故障：激光测距功能正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围之内，条码定位校验模块无法识别获取到当前站点条码标签的信息，数据结果为空；

异常故障：激光测距正常，且当前激光测距值与目标站点测距值之差在允许的误差范围内，但是条码定位校验模块识别获取标签信息不是指定站点所对应的标签信息。

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