CN106292661A - 一种基于无线终端的自动导引控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于无线终端的自动导引控制系统及控制方法，其创新点在于：包括无线定位系统、光电条码定位系统以及搬运设备；所述无线定位系统控制搬运设备模糊定位，所述光电条码定位系统控制搬运设备精确定位。本发明的基于无线终端的自动导引控制系统，利用无线定位系统进行模糊定位，利用光电条码系统进行精确定位，成本低、满足大众化需求，避免大成本的精确定位，且本发明，无线定位和光电条码两大控制系统结合，简化了控制系统，提高了应用范围，应用灵活，可以配置各种工装、夹具等一起使用，功能性显著。

Description

一种基于无线终端的自动导引控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及物流送货系统技术领域，尤其涉及一种基于无线终端的自动导引控制系统及控制方法。

背景技术

传统的物流行业面临着出多的问题，如人工成本日益增加、从业人员流动性大、错误率高等，这些问题的出现与当前的物流配送系统的网络化、信息化、智能化程度较低有着很大的关系。在物流运输方面，一般是利用传统的传感器来获取仓库的位置信息，因此传感器会固定安装在某处不能移动，局限性比较大，且通过传感器确定仓库的位置速度慢且会因为外界的干扰产生错误的位置信息。因此十分有必要提高物流运输的网络化、信息化、智能化。

如申请号为：201510943559.2的中国专利公开了一种基于地标导航的物流送货系统及其送货方法，该方法包括以下步骤：(1)车载手机学习仓库地标信息；(2)智能搬运设备初始化自检；(3)智能搬运设备利用黑白线循迹引导走到装载区等待；(4)Windows监控平台向智能搬运设备发送装载命令，智能搬运设备装载货物，装载结束后Windows监控平台向智能搬运设备发送行走命令，智能搬运设备行走到卸货区后停止；(5)智能搬运设备利用WIFI技术向车载手机发出扫描地标命令，通知车载手机采集仓库的地标；(6)车载手机采样，车载手机上安装的用来实现智能搬运的应用软件对采集到的地标进行识别和判断，并根据判断结果向智能搬运设备发出相应的控制命令：(i)如果识别到的地标信息与学习的目标仓仓库的地标信息一致，则车载手机向智能搬运设备发送“放下货物”的命令，智能搬运设备执行步骤(7)，(ii)如果识别到的地标信息与学习的目标仓仓库的地标信息不一致，则车载手机向智能搬运设备发送“继续寻找”的命令，智能搬运设备执行步骤(8)；该申请通过预设地标，然后通过车载手机扫描对应的地标进行导航，该方法主要通过地标贴在相应位置，一方面地标在使用过程中会由于车辆以及行人的行走会有损坏易导致地标不清晰，另一方面，地标扫描会因为环境的原因不能正常扫面易导致判断失误。

又如申请号为：201510213070.X的中国专利公开了一种基于移动设备与车载系统的联合导航方法，包括移动端和车载端，移动端与车载端通过网络连接，同步导航信息，当车载端检测到关机事件时，向移动端发送导航迁移指令，移动端负责后续的离车导航，或者当移动端检测到与车载端之间的连接断开时，自动转入后续的离车导航。车载端与智能手机通过WiFi连接，智能手环与智能手机通过蓝牙连接，当车载端检测到超速时，通过智能手机响智能手环发送提醒信息，智能手环通过振动提醒佩戴者，当进入离车导航模式之后，智能手环显示到目的地的地址的距离，当智能手机检测到行走路线错误的时候，或想智能手环发送通知信息，智能手环通过振动提醒佩戴者。该申请通过智能手机与智能手环的配合给车导航，但是也是基于移动端预存入线路，在车载端关机时，调用移动端，本质没有改变，不能通过现场直接的规定线路对车进行规划运动，运动路线单一。

发明内容

为克服现有技术中存在的导航控制系统复杂、应用范围小、大成本的精确定位问题，本发明提供了一种基于无线终端的自动导引控制系统及控制方法。

本发明采用的技术方案为：一种基于无线终端的自动导引控制系统，其创新点在于：包括无线定位系统、光电条码定位系统以及搬运设备；所述无线定位系统控制搬运设备模糊定位，所述光电条码定位系统控制搬运设备精确定位。

在一些实施方式中，所述无线定位系统包括若干个通信基站、与通信基站连接的车载接收、发射系统以及分别与通信基站和车载接收、发射系统连接的无线终端。

在一些实施方式中，所述若干个通信基站之间间隔排布，间隔距离为10-200m。

在一些实施方式中，所述车载接收、发射系统安装在搬运设备上；该车载接收、发射系统包括接收模块、计算模块、发射模块和执行模块；所述接收模块接收来自通信基站或无线终端传来的信号，并传递给计算模块；所述计算模块计算所需搬运距离，并将信号传递给发送模块；所述发送模块将信号传输给执行模块，该执行模块控制搬运设备行走。

在一些实施方式中，所述车载接收、发射系统还包括设置有数据存储记忆模块，该数据存储记忆模块用于存储计算模块根据接收信号计算过的对应距离数据，形成备份数据库，当再次接收相同的接收信号时，可以直接跳过计算模块，由数据存储记忆模块发出指令至发射模块，控制搬运设备行走，节省系统计算时间。

在一些实施方式中，所述无线终端包括车机通信模块、路径规划模块以及系统运行监控模块，该无线终端用于对控制系统的监测、调度与诊断，所述无线终端与通信基站、车载接收、发射系统分别通过WiFi和/或蓝牙和/或红外和/或NFC扫描传输。

在一些实施方式中，所述光电条码定位系统包括铺设地面的距离地标、车载地标读取器、车载地标计算器和车载执行机构；所述车载地标读取器用于读取距离地标标识；并将读取信号传送至车载地标计算器；所述车载地标计算器将计算结果传送至车载执行机构，车载执行机构控制搬运设备行走。

本发明的另一个目的是提供一种利用基于无线终端的自动导引控制系统的控制方法，其创新点在于：

步骤1：将车间的平面布局图预存至无线终端；

步骤2：在无线终端上根据布局图预存搬运路径；

步骤3：将搬运路径传输至通信基站后，再由通信基站传输行车数据信号传输至一个或多个搬运设备；

步骤4：搬运设备依靠车体接收、发送系统解析路径，行走至指定位置，并将实时数据传输回无线终端；

步骤5：到达指定位置后，搬运设备根据光电条码系统指定，解析搬运路径，行走，最后到达目的地，并将货物放置，并将实时数据传输回无线终端。

在一些实施方式中，所述步骤5搬运路径线条离散成二维坐标点，将二维坐标点数据传输到车载地标读取器，车载地标计算器将二维坐标数据收集整理，依次分发至一个或多个搬运设备。

在一些实施方式中，所述步骤3行车数据信号包括行走距离、行走速度和转弯角。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的基于无线终端的自动导引控制系统，利用无线定位系统进行模糊定位，利用光电条码系统进行精确定位，成本低、满足大众化需求，避免大成本的精确定位，且本发明，无线定位和光电条码两大控制系统结合，简化了控制系统，提高了应用范围，应用灵活，可以配置各种工装、夹具等一起使用，功能性显著。

(2)本发明的基于无线终端的自动导引控制系统，无线终端可以为手机APP，随着信息技术的发展，手机屏幕显示精度的提升，当前普通智能手机屏幕显示分辨率不亚于电脑显示屏，内容展示全面性得到保障。网络技术不断发展，4G网络网速提升，保证了信息传递的及时性。智能手机的硬件发展，内存、处理器性能不断提升，完全可以满足工业信息处理能力。

(3)本发明的基于无线终端的自动导引控制系统，通过WiFi和/或蓝牙和/或红外和/或NFC扫描传输。多种通信形式(WiFi、蓝牙、红外、NFC等)，满足现场人员的不同搬运设备连接需求。通信可控制系统开关机，系统警报，搬运设备位置定位显示、远程锁定与解锁，搬运设备遇到紧急情况下实施发送信息到手持终端提醒相关人员，提高了实用性与处理突发事故的效率。

(4)本发明基于无线终端(例如手机APP)的自动导引搬运设备控制系统，可大幅提高系统是设置、维护、诊断效率，应用先进的互联网信息技术，实时远程监控系统运行，在线诊断与远程协助功能，对当前的自动导引搬运设备提供了另外一种途径进行系统综合控制，最终的通过全方位的对自动导引搬运设备系统综合控制，达到提高生产效率、增加工作人员的易操作性和系统维护能力。

附图说明

图1是本发明无线定位系统的结构示意图；

图2是本发明无线终端示意图；

图3是本发明基于无线终端的自动导引控制系统的控制方法流程框图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的第一实施方式披露了一种基于无线终端的自动导引控制系统，包括无线定位系统、光电条码定位系统以及搬运设备；所述无线定位系统控制搬运设备模糊定位，所述光电条码定位系统控制搬运设备精确定位。如图1所示：所述无线定位系统包括若干个通信基站、与通信基站连接的车载接收、发射系统以及分别与通信基站和车载接收、发射系统连接的无线终端10。优选地，无线终端10可以选择任何可移动设备或固定设备，为了进一步提高便携性，本实施方式的无线终端选择手机(APP)，随着信息技术的发展，手机屏幕显示精度的提升，当前普通智能手机屏幕显示分辨率不亚于电脑显示屏，内容展示全面性得到保障。网络技术不断发展，4G网络网速提升，保证了信息传递的及时性，智能手机的硬件发展，内存、处理器性能不断提升，如此，完全可以满足工业信息处理能力，适用于推广使用。

可选的，所述若干个通信基站之间间隔排布，间隔距离为10-200m，优选的，间隔距离为50-200m，为了提高通信效率，控制通信基站的高度必须设置在地面以上，且优选高度为1m以上，避免通信基站高度太低，影响基站通信信号传播；另一方面，为了适应网络传输频率，通信基站的传输频率设定与无线或有效网络传输频率相同。

在本发明的以下实施方式中，针对车载接收、发射系统进行了改进。首先该车载接收、发射系统安装在搬运设备上；与搬运设备构成整体；该车载接收、发射系统包括接收模块、计算模块、发射模块和执行模块；所述接收模块接收来自通信基站或无线终端传来的信号，并传递给计算模块；所述计算模块计算所需搬运距离，并将信号传递给发送模块；所述发送模块将信号传输给执行模块，该执行模块控制搬运设备行走。以上车载接收、发射系统和通信基站构成的无线定位系统，利用车载接收、发射系统和通信基站进行模糊定位(本发明的模糊定位是指，利用无线终端和通信基站确定大致的行走路线、行走距离和拐弯角，而不需要精确的行走路线)，例如无线终端和通信基站设置自动导引搬运设备的起点、终点和需要传送的货物数量，而不需要中间行走路程的确定，无线终端还可以计算所需搬运设备的数量和类型，并规划出最佳路径。例如：手持终端的布局图已经设定，布局图包括设备的固定位置和设备之间的网格形式通道，当在手持终端上设定起点和终点或同时包括中间过程需要动作的中间节点(例如拐弯点或转向点)，系统即可选择最佳路径，已达到路程最短、耗时最短的功能。在设定路径的同时还可以设定此次搬运设备运行中需要搬运的货物类型、数量等信息，系统即根据搬运设备的总数和当前已在计划运动中的搬运设备数量，合理进行调度，充分调动效率潜能，共同合作完成所有任务。

可选的，所述车载接收、发射系统还包括设置有数据存储记忆模块，该数据存储记忆模块用于存储计算模块根据接收信号计算过的对应距离数据，形成备份数据库，当再次接收相同的接收信号时，可以直接跳过计算模块，由数据存储记忆模块发出指令至发射模块，控制搬运设备行走，节省系统计算时间。

可选的，采用单纯的无线终端会存在智能化不够的问题，导致很多问题不能监控和实时解决；因此本发明提出了一种改进的方案，如图2所示：所述无线终端10包括车机通信模块101、路径规划模块102以及系统运行监控模块103，其中，系统运行监控模块103：可以根据搬运设备的行走距离，行走速度，转弯角度等，结合标志物、周围环境判断，系统计算搬运设备的实时位置、各搬运设备分站的相互作用情况，通往无线通信，实时显示在手持终端屏幕上。该无线终端10用于对控制系统的监测、调度与诊断，所述无线终端10与通信基站、车载接收、发射系统分别通过WiFi和/或蓝牙和/或红外和/或NFC扫描传输，上述多种通信形式(WiFi、蓝牙、红外、NFC等)，满足现场人员的不同车机连接需求。

可选的，无线终端10还包括地标设置模块104和核心调度系统模块105。当然，优选地本发明还包括有远程协助模块106。

地标设置模块104：通过手持终端对地标进行标记定位，可设置地标的可用于与不可用状态。

核心调度系统模块105：通过核心调度模块对搬运设备进行实施调度，通过设置起点、终点、需要传送的货物数量等信息，系统自动计算所需搬运设备数量、类型，计算出最佳的轨迹路径，通过无线信号传送，核心调度系统协调各搬运设备稳定运行。

作为进一步优选的，所述无线终端10还可以包括故障在线诊断模块107，所述无线终端10提示故障诊断及故障位置并显示故障类型，以及故障产生的可能原因，并以数据流图的形式在屏幕展示，系统自动提示排查故障的解决切入点，如信息通信中断、失联，机械部件卡阻，运动部件执行机构未执行到位，货物脱钩，碰撞等故障，并通过无线终端(例如手持终端)进行远程调试，如通过手持终端进行检查软件系统的通信故障，并在线调试，机械故障可以通过远程通信提示现场人员进行现场维护。

在本发明的以下实施方式中，针对光电条码定位系统进行了改进，所述光电条码定位系统包括铺设地面的距离地标、车载地标读取器、车载地标计算器和车载执行机构；所述车载地标读取器用于读取距离地标标识；并将读取信号传送至车载地标计算器；所述车载地标计算器将计算结果传送至车载执行机构，车载执行机构控制搬运设备行走。其中，本实施方式中的地标包括可用与不可用两种状态。地标不局限于磁条、二维码、条形码等方式，通过在地面摆设地标，当搬运设备经过地标时，不仅可以实时确定自身位置，和本发明系统进行位置校正，还可以通过地标的可用与不可用状态的切换进行换向或采取不同动作，完成系统的调度功能。例如，当地标选择为二维码时，可以将绘制的搬运路径线条离散成二维坐标点，将二维坐标点数据传输到通信基站，通信基站将二维坐标数据收集整理，依次分发至一个或多个自动导引搬运设备。二位坐标点即将整个布局图视作无数坐标点构成的网格状布局，同时对固定的坐标点设定为位置校正点。

可选的，本实施方式中，无线定位系统和光电条码定位系统中，均可以集成入自动充电模块，保证系统正常使用而不用人工充电，节省人力物力。

作为进一步优选的，本发明的搬运设备上还可以设置避让系统；所述避让系统包括传感器和避让机构，所述传感器感应对面障碍物或者来车，该传感器将传感信号传递给避让机构，由避让机构作出避让反应。

作为进一步优选的，本发明的搬运设备上还可以设置报警系统，所述报警系统当避让系统做出反应时，可以同时进行报警，提醒注意。

本发明的另一个实施方式中披露了一种利用上述基于无线终端的自动导引控制系统的控制方法，如图3所示：步骤如下

步骤1：将车间的平面布局图预存至无线终端。

步骤2：在无线终端上根据布局图预存搬运路径。

步骤3：将搬运路径传输至通信基站后，再由通信基站传输行车数据信号传输至一个或多个搬运设备；其中，行车数据信号包括行走距离、行走速度和转弯角。

步骤4：搬运设备依靠车体接收、发送系统解析路径，行走至指定位置，并将实时数据传输回无线终端；

步骤5：到达指定位置后，搬运设备根据光电条码系统指定，解析搬运路径，行走，最后到达目的地，并将货物放置，并将实时数据传输回无线终端；

具体的，所述步骤5搬运路径线条离散成二维坐标点，将二维坐标点数据传输到车载地标读取器，车载地标计算器将二维坐标数据收集整理，依次分发至一个或多个搬运设备。

本发明的基于无线终端的自动导引控制系统，利用无线定位系统进行模糊定位，利用光电条码系统进行精确定位，成本低、满足大众化需求，避免大成本的精确定位，且本发明，无线定位和光电条码两大控制系统结合，简化了控制系统，提高了应用范围，应用灵活，可以配置各种工装、夹具等一起使用，功能性显著。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于无线终端的自动导引控制系统，其特征在于：包括无线定位系统、光电条码定位系统以及搬运设备；所述无线定位系统控制搬运设备模糊定位，所述光电条码定位系统控制搬运设备精确定位。

2.根据权利要求1所述的基于无线终端的自动导引控制系统，其特征在于：所述无线定位系统包括若干个通信基站、与通信基站连接的车载接收、发射系统以及分别与通信基站和车载接收、发射系统连接的无线终端(10)。

3.根据权利要求2所述的基于无线终端的自动导引控制系统，其特征在于：所述若干个通信基站之间间隔排布，间隔距离为10-200m。

4.根据权利要求2所述的基于无线终端的自动导引控制系统，其特征在于：所述车载接收、发射系统安装在搬运设备上；该车载接收、发射系统包括接收模块、计算模块、发射模块和执行模块；所述接收模块接收来自通信基站或无线终端传来的信号，并传递给计算模块；所述计算模块计算所需搬运距离，并将信号传递给发送模块；所述发送模块将信号传输给执行模块，该执行模块控制搬运设备行走。

5.根据权利要求4所述的基于无线终端的自动导引控制系统，其特征在于：所述车载接收、发射系统还包括设置有数据存储记忆模块，该数据存储记忆模块用于存储计算模块根据接收信号计算过的对应距离数据，形成备份数据库，当再次接收相同的接收信号时，可以直接跳过计算模块，由数据存储记忆模块发出指令至发射模块，控制搬运设备行走，节省系统计算时间。

6.根据权利要求2所述的基于无线终端的自动导引控制系统，其特征在于：所述无线终端(10)包括车机通信模块(101)、路径规划模块(102)以及系统运行监控模块(103)，该无线终端(10)用于对控制系统的监测、调度与诊断，所述无线终端(10)与通信基站、车载接收、发射系统分别通过WiFi和/或蓝牙和/或红外和/或NFC扫描传输。

7.根据权利要求1所述的基于无线终端的自动导引控制系统，其特征在于：所述光电条码定位系统包括铺设地面的距离地标、车载地标读取器、车载地标计算器和车载执行机构；所述车载地标读取器用于读取距离地标标识；并将读取信号传送至车载地标计算器；所述车载地标计算器将计算结果传送至车载执行机构，车载执行机构控制搬运设备行走。

8.一种利用权利要求1所述的基于无线终端的自动导引控制系统的控制方法，其特征在于：

步骤1：将车间的平面布局图预存至无线终端；

步骤2：在无线终端上根据布局图预存搬运路径；

步骤3：将搬运路径传输至通信基站后，再由通信基站传输行车数据信号传输至一个或多个搬运设备；

步骤4：搬运设备依靠车体接收、发送系统解析路径，行走至指定位置，并将实时数据传输回无线终端；

步骤5：到达指定位置后，搬运设备根据光电条码系统指定，解析搬运路径，行走，最后到达目的地，并将货物放置，并将实时数据传输回无线终端。

9.根据权利要求8所述的基于无线终端的自动导引控制方法，其特征在于：所述步骤5搬运路径线条离散成二维坐标点，将二维坐标点数据传输到车载地标读取器，车载地标计算器将二维坐标数据收集整理，依次分发至一个或多个搬运设备。

10.根据权利要求8所述的基于无线终端的自动导引控制方法，其特征在于：所述步骤3行车数据信号包括行走距离、行走速度和转弯角。