CN105974922A - 一种巷道自动导引车、导引系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物流自动化领域，具体涉及一种巷道自动导引车、导引系统及其操作方法。本发明通过以下技术方案得以实现的：一种巷道自动导引车，包含车体和设在所述车体上的货叉，所述货叉为能在所述车体宽度方向双向伸出的双向货叉或能在所述车体宽度方向双向伸出且能向所述车体前方伸出的三向货叉，所述车体上安装有用于保证该种巷道自动导引车行进路线的路线导引装置和用于定位该种巷道自动导引车位置的定位装置。本发明的目的是提供一种巷道自动导引车、导引系统及其操作方法，利用巷道中的平行导轨实现巷道内的直线行驶，对仓库改造成本低，包含定位装置，定位精准。

Description

一种巷道自动导引车、导引系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及物流自动化领域，具体涉及一种巷道自动导引车、导引系统及其操作方法。

背景技术

AGV，即自动导引车，指装备自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶的运输车。

随着工业自动化水平提升以及当前对物流效率的需求不断提升，越来越多的仓库中使用自动导引车来分拣、运输货物。目前常用的导引方式分为两大类，一类是固定路径导引方式，在导引路径铺设信息媒介物来对自动导引车来导引，一类无固定路径的导引方式，由程序自主生成前进的路径，如激光导引方式。

目前的导引方式往往没有充分利用当前仓储环境下的一些特征来降低导引的复杂度，例如最常用的电磁导引方式，这种导引方式需要在地面下埋设电线，通过交流信号在电线周围产生磁场，自动导引车通过检测磁场的强弱来沿相应的路径行驶；这种方式常常对环境改动较大，增加了工程量，增加了成本。在公开号为102156475A的发明专利中就提出了一种电磁导引的方法，需在地下埋设相应的电线来进行导引，工程量较大。

在公开号104102222A的发明专利中，提出了一种利用激光雷达和反射板计算当前AGV自动导引车的位置的方法，需要在AGV工作环境中安装较多的反射板，没有充分利用仓储环境的特征，使得采用这样的技术方案对仓库的改造成本大，增加企业运营成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种巷道自动导引车、导引系统及其操作方法，利用巷道中的平行导轨实现巷道内的直线行驶，对仓库改造成本低，包含定位装置，定位精准。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种巷道自动导引车，包含车体和设在所述车体上的货叉，所述货叉为能在所述车体宽度方向双向伸出的双向货叉或能在所述车体宽度方向双向伸出且能向所述车体前方伸出的三向货叉，所述车体上安装有用于保证该种巷道自动导引车行进路线的路线导引装置和用于定位该种巷道自动导引车位置的定位装置，所述路线导引装置包括巷道内导引装置，所述巷道内导引装置包括用于检测所述车体与两侧物体距离的巷道内测距装置。

在本专利文件中，定义所述巷道的延伸方向为前后方向，货架在所述巷道的两侧，即为左右方向，与传统的导引车的货叉结构不同，传统的导引车的货叉方向为相对所述车体的前后方向，而窄巷道中，往往不具备导引车的转弯半径，导引车转弯困难。在本方案中，所述双向货叉的出叉方向即为所述车体的左右方向，所述三向货叉能相对于车体旋转，可向所述车体的左右方向和前向出叉，双向货叉和三向货叉在所述巷道内均不需要转向。

所述巷道内导引装置包括所述巷道内测距装置，所述巷道内测距装置具体的，可以为激光测距仪或超声测距仪等传感器，可以分别设在所述车体的两侧，而在实际仓储环境中，窄巷道的仓库会在所述巷道的两侧安装导轨，所述导轨原本的作用是起保护作用，放置所述车体冲撞货架，而在本技术方案中，所述巷道内测距装置就通过扫描所述导轨，获得所述内测距装置距离两边所述导轨的距离，计算出偏离直线的距离，从而对导引车进行控制，实现在所述巷道内的直线行驶。

导引车按预定路线行驶后，需要所述定位装置进行定位，所述定位装置可以有多种实现方式，如行驶距离计算器、GPS定位器等，下文还会列举所述定位装置的具体方式，所述定位装置确定导引车在所述巷道中的具体位置，在预设位置上停车，进行取货或者放货动作。

作为本发明的优选，所述路线导引装置还包含巷道外导引装置，所述巷道外导引装置为旋转测距仪。

在所述巷道内，导引车可以通过所述巷道内导引装置配合所述导轨进行导引，出了所述巷道后，往往已经没有了所述导轨，这个时候，可以在预设路线周边设置多个周边定位反射板，所述巷道外导引装置可以为旋转测距仪，如二维激光测距仪，可以旋转，三百六十度按照一定的频率发射激光束。激光通过反射板进行反射，所述旋转测距仪不断接收预设位置反射的激光束，经过几何计算，得到导引车的位置，从而依据位置坐标实现导航行驶。

作为本发明的优选，所述定位装置包含粗定位装置，所述粗定位装置包含用于检测所述车体相对于巷道前后方向参照物的前后测距装置。

作为本发明的优选，所述定位装置还包含精定位装置.

所述定位装置的作用是确定导引车的具体位置，在本技术方案中，可以采用所述粗定位装置和所述精定位装置结合的方式，所述粗定位装置可以为所述前后测距装置，具体的，可以是例如点激光测距仪或超声测距仪等传感器，在所述巷道的前后方向布置与之配合的反射板，在测算出导引车快到到达预设位置的时候，可以发出减速或者停止的信号，但是在某些仓储环境中，例如长巷道，导引车距离所述巷道的前后末端距离远，角度稍有偏差激光就会偏离反射板，影响定位准确性。在这种情况下，就可以配合使用所述精定位装置，所述精定位装置为图像传感器或激光测距仪，具体依据不同的技术方案来定，在所述巷道中，两侧位置，贴上多个不反光标贴，或者打设多个小孔，激光测距仪可以根据测量距离的变化，从而确定当前位置。也所述精定位装置也可以是图像传感器，可以在所述巷道中贴上二维码等物件，通过所述图像传感器扫描确认，从而确定当前位置。

作为本发明的优选，所述巷道内导引装置与所述精定位装置均为侧向测距仪。

所述侧向测距仪具体的，也可以采用激光测距仪。在前文中已经提到，导引车在所述巷道中移动，依靠所述巷道内导引装置来确定巷道内的行进路线。如系统预设导引车在所述巷道中心线上行驶，所述巷道内导引装置的激光测距仪就会不断检测所述导引车与所述巷道内两侧的货架的距离，根据检测的数据对行进路线进行修正，来确保导引车的正确行驶。所述精定位装置，同样也为所述侧向测距仪，即与所述巷道内导引装置是一套系统，无需额外购置硬件，节约成本。其定位原理为，在所述货架上某位置增设一处变化点，比如贴上一个不反光的物件，当导引车行驶到此处时，原本较为稳定的测距竖直会发生大幅度数值跳变，则此时就可以判断导引车处于预设位置，车辆货叉中心和货物中心在巷道方向已经对准，达到精确定位的目的。

作为本发明的优选，所述粗定位装置设在所述车体的前后方向，所述精定位装置设在所述车体的两侧方向。

作为本发明的优选，还包含用于扫描托盘孔洞的托盘探测装置。

在工作中，所述货叉伸出，需要插入所述托盘的孔洞中，托盘置放在所述货架上，从而完成取货动作，若是缺少对位，货叉贸然伸出，则会碰触到托盘或者货物。所述托盘探测装置可以为激光探测传感器，也可以为图像识别传感器，在各个方向上确保所述货叉与所述托盘的孔洞对位精准，顺利对接。

一种巷道自动导引系统，包含所述的巷道自动导引车，还包含任务管理系统和货架，相邻所述货架之间形成供该种巷道自动导引车通过的巷道，所述巷道两侧设有与所述巷道内导引装置配合使用的导轨。

所述巷道内测距装置通过测量导轨和车辆之间的距离并比对预设的距离，来调整车辆的姿态及方向。

作为本发明的优选，所述导轨和所述巷道内测距装置位于同一高度。

作为本发明的优选，在所述巷道的前后延伸段上设有供所述定位装置配合使用的前后定位反射板。

作为本发明的优选，所述巷道自动导引车包含巷道外导引装置，所述巷道外导引装置包含旋转测距仪，所述巷道外设有多个供所述旋转测距仪配合使用的周边定位反射板。

作为本发明的优选，所述定位装置包含精定位装置，所述精定位装置为图像传感器，所述货架上设有供所述图像传感器扫描的定位图像。

一种巷道自动导引系统操作方法，包含如下步骤，

步骤一、场地布置步骤：

在所述巷道两侧布置导轨；

步骤二、任务确定步骤：

所述任务关系系统生成取货或放货任务，发送给自动导引车；

步骤三、导引步骤：

所述自动导引车上安装有巷道内测距装置，通过扫描两侧的所述导轨，获得与所述导轨的距离值，通过路线修正和实时的数据监测，确保所述自动导引车在所述巷道中沿预定路线行驶；

步骤四、定位步骤：

通过所述定位装置对所述自动导引车进行定位，达到取货或放货预定地点进行停车；

步骤五、取货/放货步骤：

所述双向货叉相对于所述车体的侧向伸出，对于所述货架进行取货或放货动作，

作为本发明的优选，还包含步骤六、巷道外导引步骤：

所述自动导引车结束任务，行驶出所述巷道，所述自动导引车上巷道外导引装置，所述巷道外导引装置包含旋转测距仪，所述巷道外设有多个供所述旋转测距仪配合使用的周边定位反射板，所述旋转测距仪通过扫描所述周边定位反射板获取相对距离，通过实时探测和方向修正来行驶在巷道外的预设路线上。

作为本发明的优选，在所述步骤四、定位步骤中，包括粗定位步骤和精定位步骤：

在所述粗定位步骤中，所述自动导引车设有粗定位装置，所述粗定位装置包含前后测距装置，所述巷道的前后延伸段上设有供所述前后测距装置配合使用的前后定位反射板，所述前后测距装置通过扫描所述前后定位反射板来实现测距，通过测距的数值来确定所述自动导引车在所述巷道中的具体位置；

在所述精定位步骤中，所述精定位装置扫描所述巷道两侧的参照物，获得具体位置。

作为本发明的优选，在所述步骤五、取货/放货步骤中，还包含托盘扫描步骤：

所述自动导引车上装有托盘探测装置，所述货叉移动到指定位置后在托盘探测装置确定安全后开始侧向伸出。

综上所述，本发明具有如下有益效果：

1、导引运用了原本就在仓储环境中的导轨，对仓库的硬件改动小，提高建设效率，降低建设成本。

2、导引车包括粗定位装置和精定位装置，可以根据巷道的长度和其他具体情况使用不同的技术方案。

3、包含巷道外导引装置，在巷道之外可以通过周边定位反射板和旋转测距仪继续进行路线导引。

4、导引车可以双向侧向出叉，工作取货时无需转弯，效率高，对窄巷道的适应性好。

附图说明：

图1是实施例1的示意图；

图2是双向导引车的示意图；

图3是三向导引车的示意图；

图4是实施例5中托盘贴上二维码标签的示意图。

图中：

1、车体，11、双向货叉，111、取物叉，12、三向货叉，2、巷道、3、货架，31、导轨，4、路线导引装置，41、巷道内导引装置， 42、巷道外导引装置， 5、定位装置，51、粗定位装置，前后测距装置6、前后定位反射板，8、周边定位反射板，9托盘，91、二维码标签。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1，如图1所示：一种巷道自动导引系统，包含的巷道自动导引车，还包含任务管理系统和货架3，相邻货架3之间形成供该种巷道自动导引车通过的巷道2，巷道2两侧设有与巷道内导引装置41配合使用的导轨31。在巷道2的前后延伸段上设有供定位装置5配合使用的前后定位反射板6。

如图1和图2所示，一种巷道自动导引车，包含车体1和设在车体1上的安装的货叉，货叉为能在车体1宽度方向双面伸出的双向货叉11，车体1上安装有用于保证该种巷道自动导引车行进路线的路线导引装置4和用于定位该种巷道自动导引车位置的定位装置5，路线导引装置4包括巷道内导引装置41，巷道内导引装置41包括用于检测车体1与两侧物体距离的巷道内测距装置。

在本专利文件中，定义巷道2的延伸方向为前后方向，货架在巷道2的两侧，即为左右方向，与传统的导引车的货叉结构不同，传统的导引车的货叉的出叉方向为相对车体1的前后方向，而窄巷道中，往往不具备导引车的转弯半径，导引车转弯困难，在本方案中，双向货叉11能相对于车体1左右方向出叉，在巷道2内不需要转向。

巷道内导引装置41包括巷道内测距装置，巷道内测距装置具体的，可以为激光测距仪或超声测距仪等传感器，可以分别设在车体1的两侧，而在实际仓储环境中，窄巷道的仓库会在巷道2的两侧安装导轨31，导轨31原本的作用是起保护作用，放置车体1冲撞货架，而在本技术方案中，巷道内测距装置就通过扫描导轨31，获得内测距装置距离两边导轨31的距离，计算出偏离直线的距离，从而对导引车进行控制，实现在巷道2内的直线行驶。

导引车按预定路线行驶后，需要定位装置5进行定位，定位装置5可以有多种实现方式，如行驶距离计算器、GPS定位器等，下文还会列举定位装置5的具体方式，定位装置5确定导引车在巷道2中的具体位置，在预设位置上停车，进行取货或者放货动作。

路线导引装置4还包含巷道外导引装置42，巷道外导引装置42为旋转测距仪。

在巷道2内，导引车可以通过巷道内导引装置41配合导轨31进行导引，出了巷道2后，往往已经没有了导轨31，这个时候，可以在预设路线周边设置多个周边定位反射板8，巷道外导引装置42可以为旋转测距仪，如二维激光测距仪，可以旋转，三百六十度按照一定的频率发射激光束。激光通过反射板进行反射，旋转测距仪不断接收预设位置反射的激光束，经过几何计算，得到导引车的位置，从而依据位置坐标实现导航行驶。

车体1上还设有用于探测托盘孔洞的托盘探测装置。

在工作中，货叉伸出，需要插入托盘的孔洞中，托盘置放在货架上，从而完成取货动作，若是缺少对位，货叉贸然伸出，则会碰触到托盘或者货物。托盘探测装置可以为激光探测传感器，确保货叉与托盘的孔洞对位精准，顺利对接。

定位装置5包含粗定位装置51，粗定位装置51可以是用于检测车体1相对于巷道前后方向参照物的前后测距装置，也可以通过侧面距离的检测来确定位置。还包含精定位装置，精定位装置为图像传感器。

定位装置5的作用是确定导引车的具体位置，在本技术方案中，可以采用粗定位装置51和精定位装置结合的方式，粗定位装置51可以为前后测距装置，具体的，可以是例如点激光测距仪或超声测距仪等传感器，在巷道2的前后方向布置与之配合的反射板，在测算出导引车快到到达预设位置的时候，可以发出减速或者停止的信号，但是在某些仓储环境中，例如长巷道，导引车距离巷道2的前后末端距离远，角度稍有偏差激光就会偏离反射板，影响定位准确性。在这种情况下，就可以配合使用精定位装置，精定位装置为图像传感器。例如，在巷道2之中，两侧位置，贴设二维码等物件，精定位装置为图像传感器，识别扫描，测算导引车处的位置，实现精细定位。粗定位装置51设在车体1的前后方向，精定位装置设在车体1的两侧方向。

一种巷道自动导引系统操作方法，包含如下步骤，

步骤一、场地布置步骤：

在巷道2两侧布置导轨31；

步骤二、任务确定步骤：

任务关系系统生成取货或放货任务，发送给自动导引车；

步骤三、导引步骤：

自动导引车上安装有巷道内测距装置，通过扫描两侧的导轨31，获得与导轨31的距离值，通过路线修正和实时的数据监测，确保自动导引车在巷道2中沿预定路线行驶；

步骤四、定位步骤：

通过定位装置5对自动导引车进行定位，达到取货或放货预定地点进行停车；

步骤五、取货/放货步骤：

双向货叉11相对于车体1的侧向伸出，对于货架3进行取货或放货动作，

作为本发明的优选，还包含步骤六、巷道外导引步骤：

自动导引车结束任务，行驶出巷道2，自动导引车上巷道外导引装置42，巷道外导引装置包含旋转测距仪，巷道2外设有多个供旋转测距仪配合使用的周边定位反射板8，旋转测距仪通过扫描周边定位反射板8获取相对距离，通过实时探测和方向修正来行驶在巷道外的预设路线上。

在步骤四、定位步骤中，包括粗定位步骤和精定位步骤：

在粗定位步骤中，自动导引车设有粗定位装置51，粗定位装置51包含前后测距装置，巷道2的前后延伸段上设有供前后测距装置配合使用的前后定位反射板6，前后测距装置通过扫描前后定位反射板6来实现测距，通过测距的数值来确定自动导引车在巷道2中的具体位置；

在精定位步骤中，精定位装置扫描巷道2两侧的参照物，获得具体位置。

在步骤五、取货/放货步骤中，还包含托盘扫描步骤：

自动导引车上装有托盘探测装置，双向货叉11上升到指定高度后开始侧向伸出。

实施例2：在本实施例中，巷道内导引装置41与精定位装置52采用同样的系统，均采用激光测距仪。

导引车在巷道中移动，依靠巷道内导引装置41来确定巷道内的行进路线。如系统预设导引车在巷道2中心线上行驶，巷道内导引装置41的激光测距仪就会不断检测导引车与巷道2内两侧的货架的距离，根据检测的数据对行进路线进行修正，来确保导引车的正确行驶。精定位装置52，同样也为侧向测距仪，即与巷道内导引装置41是一套系统，无需额外购置硬件，节约成本。其定位原理为，在货架上某位置增设一处变化点，比如贴上一个不反光的物件，当导引车行驶到此处时，原本较为稳定的测距竖直会发生大幅度数值跳变，则此时就可以判断导引车处于预设位置，车辆货叉中心和货物中心在巷道方向已经对准，达到精确定位的目的。

实施例3；如图3所示，与实施例1的区别是货叉的结构不同，在本实施例中，货叉为三向货叉12，三向货叉12能在车体1上旋转，除了能相对车体1的两侧方向左右出叉，还能向前方出叉。

实施例4：如图4所示，与实施例1的区别是托盘探测装置的实现方式不同，在本实施例中，托盘探测装置为视觉传感器，可以为摄像头，在托盘9中的孔洞附近的指定位置贴上二维码标签91，摄像头可以根据视野中二维码的位置来调整货叉的位置与方向，实现顺利进叉。

实施例5：其粗定位装置采用RFID技术。车体1上设有RFID扫描装置，巷道2中某一位置设有RFID标签，当车体1经过，RFID扫描装置扫描到RFID标签的时候，进行停车或者减速，达到确定位置粗定位的作用。

Claims (16)

1.一种巷道自动导引车，包含车体（1）和设在所述车体（1）上的货叉，其特征在于：所述货叉为能在所述车体（1）宽度方向双向伸出的双向货叉（11）或能在所述车体（1）宽度方向双向伸出且能向所述车体（1）前方伸出的三向货叉，所述车体（1）上安装有用于保证该种巷道自动导引车行进路线的路线导引装置（4）和用于定位该种巷道自动导引车位置的定位装置（5），所述路线导引装置（4）包括巷道内导引装置（41），所述巷道内导引装置（41）包括用于检测所述车体（1）与两侧物体距离的巷道内测距装置。

2.根据权利要求1所述的一种巷道自动导引车，其特征在于：所述路线导引装置（4）还包含巷道外导引装置（42），所述巷道外导引装置（42）为旋转测距仪。

3.根据权利要求1所述的一种巷道自动导引车，其特征在于：所述定位装置（5）包含粗定位装置（51），所述粗定位装置（51）包含用于检测所述车体（1）相对于巷道前后方向参照物的前后测距装置，或，所述粗定位装置（51）包含RFID扫描装置。

4.根据权利要求1所述的一种巷道自动导引车，其特征在于：所述定位装置（5）还包含精定位装置。

5.根据权利要求4所述的一种巷道自动导引车，其特征在于：所述巷道内导引装置（41）与所述精定位装置(52)均为侧向测距仪。

6.根据权利要求5所述的一种巷道自动导引车，其特征在于：所述粗定位装置（51）设在所述车体（1）的前后方向，所述精定位装置设在所述车体（1）的两侧方向。

7.根据权利要求1所述的一种巷道自动导引车，其特征在于：还包含用于扫描托盘孔洞的托盘探测装置。

8.一种巷道自动导引系统，包含如权利要求1—7任意一项所述的巷道自动导引车，其特征在于：还包含任务管理系统和货架（3），相邻所述货架（3）之间形成供该种巷道自动导引车通过的巷道（2），所述巷道（2）两侧设有与所述巷道内导引装置（41）配合使用的导轨（31）。

9.根据权利要求8所述的一种巷道自动导引系统，其特征在于：所述导轨（31）和所述巷道内测距装置位于同一高度。

10.根据权利要求8所述的一种巷道自动导引系统，其特征在于：在所述巷道（2）的前后延伸段上设有供所述定位装置（5）配合使用的前后定位反射板（6）。

11.根据权利要求8所述的一种巷道自动导引系统，其特征在于：所述巷道自动导引车包含巷道外导引装置（42），所述巷道外导引装置包含旋转测距仪，所述巷道（2）外设有多个供所述旋转测距仪配合使用的周边定位反射板（8）。

12.根据权利要求8所述的一种巷道自动导引系统，其特征在于：所述定位装置（5）包含精定位装置，所述精定位装置为图像传感器，所述货架（3）上设有供所述图像传感器扫描的定位图像。

13.一种根据权利要求8—12任意一项所述的一种巷道自动导引系统操作方法，其特征在于：包含如下步骤，

步骤一、场地布置步骤：

在所述巷道（2）两侧布置导轨（31）；

步骤二、任务确定步骤：

所述任务关系系统生成取货或放货任务，发送给自动导引车；

步骤三、导引步骤：

所述自动导引车上安装有巷道内测距装置，通过扫描两侧的所述导轨（31），获得与所述导轨（31）的距离值，通过路线修正和实时的数据监测，确保所述自动导引车在所述巷道（2）中沿预定路线行驶；

步骤四、定位步骤：

通过所述定位装置（5）对所述自动导引车进行定位，达到取货或放货预定地点进行停车；

步骤五、取货/放货步骤：

所述双向叉腿（11）相对于所述车体（1）的侧向伸出，对于所述货架（3）进行取货或放货动作。

14.一种根据权利要求13所述的一种巷道自动导引系统操作方法，其特征在于：还包含步骤六、巷道外导引步骤：

所述自动导引车结束任务，行驶出所述巷道（2），所述自动导引车上巷道外导引装置（42），所述巷道外导引装置包含旋转测距仪，所述巷道（2）外设有多个供所述旋转测距仪配合使用的周边定位反射板（8），所述旋转测距仪通过扫描所述周边定位反射板（8）获取相对距离，通过实时探测和方向修正来行驶在巷道外的预设路线上。

15.一种根据权利要求13所述的一种巷道自动导引系统操作方法，其特征在于：在所述步骤四、定位步骤中，包括粗定位步骤和精定位步骤：

在所述粗定位步骤中，所述自动导引车设有粗定位装置（51），所述粗定位装置（51）包含前后测距装置，所述巷道（2）的前后延伸段上设有供所述前后测距装置配合使用的前后定位反射板（6），所述前后测距装置通过扫描所述前后定位反射板（6）来实现测距，通过测距的数值来确定所述自动导引车在所述巷道（2）中的具体位置；

在所述精定位步骤中，所述精定位装置扫描所述巷道（2）两侧的参照物，获得具体位置。

16.一种根据权利要求13所述的一种巷道自动导引系统操作方法，其特征在于：在所述步骤五、取货/放货步骤中，还包含托盘扫描步骤：

所述自动导引车上装有托盘探测装置，所述货叉上升到指定高度并扫描确认安全后开始侧向伸出。