CN109353833A - 机器人码垛点位生成方法、设备及计算机可读存储器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种机器人码垛点位生成方法、设备及计算机可读存储器，所述方法包括：接收用户输入的垛型生成指令，所述垛型生成指令携带有垛型模板和垛型参数，根据所述垛型模板和垛型参数生成相应的货物摆放垛型；获取用户设置的托盘基本参数，所述托盘基本参数包括托盘尺寸及需摆放在所述托盘上的货物的尺寸、层数和间距；获取机器人与托盘之间的相对位置关系，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准，并建立虚拟托盘坐标系；根据所述货物摆放垛型、所述托盘基本参数以及校准后的托盘位置计算得到托盘中各个货物摆放点在所述虚拟托盘坐标系中的坐标。本发明实施例可实现货物的复杂形式的摆放。

Description

机器人码垛点位生成方法、设备及计算机可读存储器

技术领域

本发明实施例涉及机器人码垛技术领域，更具体地说，涉及一种机器人码垛点位生成方法、设备及计算机可读存储器。

背景技术

随着机器人技术的飞速发展，机器人在码垛方面的应用越来越广泛。码垛是将物品整齐的按照一定的规律摆放到托盘上，或者从托盘上取下物品放置到传送带或者其他设备上。码垛过程取决于托盘的码放形式，以及机器人沿着什么样的轨迹往托盘放置物品或者取下物品。定义托盘的码放形式为垛型，该垛型决定了托盘中物体如何摆放。

机器人码垛操作中，示教、取点等操作使用越来越频繁，但是在复杂的或者不规则的垛型应用上面，相关操作以及机器人码垛点位的生成仍然没有很好的办法。目前，针对复杂不规则摆放方式垛型的机器人码垛点位的规划方法包括两种：一种是通过用户手动控制机器人取点，另一种是，通过CAD建模的方式，利用计算机设备规划取点。这两种方式存在有以下缺陷：

1)通过用户手动控制机器人取点，需要用户手动控制，且操作十分不便；

2)基于CAD建模进行机器人取点的方式，需要建立三维数据模型和提取目标物体的相关形状特征，其算法复杂，计算量较大。

发明内容

本发明实施例针对上述现有的针对不规则摆放方式垛型的机器人码垛点位的规划方法存在的需要用户手动控制，操作十分不便，或者需要建立三维数据模型和提取目标物体的相关形状特征，算法复杂，计算量较大的问题，提供一种机器人码垛点位生成方法、设备及计算机可读存储器。

本发明实施例解决实施例上述技术问题的技术方案是，提供一种机器人码垛点位生成方法，包括：

接收用户输入的垛型生成指令，所述垛型生成指令携带有垛型模板和垛型参数，根据所述垛型模板和垛型参数生成相应的货物摆放垛型；

获取用户设置的托盘基本参数，所述托盘基本参数包括托盘尺寸及需摆放在所述托盘上的货物的尺寸、层数和间距；

获取机器人与托盘之间的相对位置关系，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准，并建立虚拟托盘坐标系；

根据所述货物摆放垛型、所述托盘基本参数以及校准后的托盘位置计算得到托盘中各个货物摆放点在所述虚拟托盘坐标系中的坐标。

优选地，所述接收用户输入的垛型生成指令，所述垛型生成指令携带有垛型模板和垛型参数，根据所述垛型模板和垛型参数生成相应的货物摆放垛型包括：

接收用户输入的新建垛型指令，根据所述新建垛型指令在用户交互界面上显示垛型类型供用户选择；

接收用户根据货物摆放方式选择的垛型类型，根据所述垛型类型选择对应的垛型模板，并根据所述垛型模板提示用户输入相对应的垛型参数；

接收用户根据提示输入的垛型参数，并在垛型参数设置界面上提示用户输入垛型生成指令，所述垛型生成指令携带有垛型模板和垛型参数；

接收用户根据提示输入的垛型生成指令，根据所述垛型生成指令中携带的所述垛型模板和垛型参数生成对应的货物摆放垛型。

优选地，所述垛型类型包括旋转型和阵列型；旋转型垛型所对应的垛型参数包括：每层货物数量；阵列型垛型所对应的垛型参数包括：每一层货物的个数及阵列形态，所述阵列形态包括：每一行、每一列货物的个数以及摆放方式。

优选地，所述获取用户设置的托盘基本参数包括：

接收用户输入的新建托盘指令，根据所述新建托盘指令进入托盘点示教界面，提示用户设置托盘基本参数；

接收并保存用户根据所述托盘点示教界面的提示输入的所述托盘基本参数。

优选地，所述托盘基本参数还包括托盘上奇偶层货物的摆放方向是否同向及货物是否有标签。

优选地，所述获取机器人与托盘之间的相对位置关系，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准，并建立虚拟托盘坐标系包括：

通过示教记录托盘中首个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置，然后沿着所述托盘的长和宽的方向各记录一个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置；

根据获取的所述托盘中三个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准；

根据校准后的所述机器人视觉坐标系中的托盘位置，建立所述虚拟托盘坐标系。

优选地，所述根据所述货物摆放垛型、所述托盘基本参数以及校准后的托盘位置计算得到托盘中各个货物摆放点在所述虚拟托盘坐标系中的坐标之后还包括：

接收用户输入的层复制指令，所述层复制指令中携带有第一目标层和第二目标层的层属性；

根据所述层复制指令将所述第一目标层中的点位数据复制到所述第二目标层。

优选地，所述方法还包括：

根据所述托盘尺寸生成所述托盘边界点在所述虚拟托盘坐标系中的坐标；

当任一货物在虚拟坐标系中的坐标超出所述托盘边界点在所述虚拟坐标系中的坐标时，输出错误提示信息。

本发明实施例还提供一种机器人码垛点位生成设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序实现如上所述的机器人码垛点位生成方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述方法的步骤。

本发明实施例的机器人码垛点位生成方法、设备及计算机可读存储器，根据货物摆放特点建立货物非规则摆放的垛型，并将建立的垛型与托盘基本参数结合，从而获取托盘中各个货物摆放点的虚拟坐标，实现货物的复杂形式的摆放，其无需用户手动控制机器人取点，简化了用户操作，且无需建立三维数据模型和提取目标物体的相关形状特征，算法简单，计算量小。

附图说明

图1是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中生成垛型的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中用户交互界面的示意图；

图4是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中垛型参数设置界面示意图；

图5是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中另一垛型参数设置界面示意图；

图6是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中获取用户设置的托盘基本参数的流程示意图；

图7是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中获取托盘基本参数的操作界面的示意图；

图8是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中获取机器人与托盘之间的相对位置关系，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准，并建立虚拟托盘坐标系的流程示意图；

图9是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中获取机器人与托盘之间的相对位置关系的示教界面的示意图；

图10是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中报警处理的流程示意图；

图11是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成设备的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法的流程示意图，该机器人码垛点位生成方法可集成到码垛机器人控制系统，并应用于机器人码垛，实现复杂垛型(不规则垛型)的点位生成。本实施例中的机器人码垛点位生成方法包括：

步骤S1：接收用户输入的垛型生成指令，该垛型生成指令携带有垛型模板和垛型参数，并根据垛型模板和垛型参数生成相应的货物摆放垛型。

在货物以复杂垛型(即非规则垛型)摆放时，机器人控制系统中无对应的垛型，从而需新建该复杂垛型。上述垛型模板和垛型参数即针对复杂垛型，可实现货物的非常规摆放。上述垛型模板主要与摆放时货物与货物之间的方向、位置关系等相关，而垛型参数则与货物的数量、单个货物的摆放状态相关。

步骤S2：获取用户设置的托盘基本参数，上述托盘基本参数包括托盘尺寸及需摆放在托盘上的货物的尺寸(例如货物的长、宽、高等)、层数和间距等。上述托盘基本参数的获取可通过图形用户界面实现。

步骤S3：获取机器人与托盘之间的相对位置关系，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准，并建立虚拟托盘坐标系。上述机器人与托盘之间的相对位置关系可由用户输入。

步骤S4：根据货物摆放垛型、托盘基本参数以及校准后的托盘位置计算得到托盘中各个货物摆放点在虚拟托盘坐标系中的坐标。

在上述步骤S4之后，还可接收用户输入的层复制指令(该层复制指令中携带有第一目标层和第二目标层的层属性)将第一目标层中的点位数据复制到第二目标层，以此类推，从而实现托盘中所有货物的摆放坐标。

上述机器人码垛点位生成方法可根据货物摆放特点建立货物非规则摆放的垛型，并将建立的垛型与托盘基本参数结合，从而获取托盘中各个货物摆放点的虚拟坐标，实现货物的复杂形式的摆放，其无需用户手动控制机器人取点，简化了用户操作，且无需建立三维数据模型和提取目标物体的相关形状特征，算法简单，计算量小。

如图2所示，是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中生成垛型的流程示意图。在生成垛型时，具体包括：

步骤S11：接收用户输入的新建垛型指令，根据新建垛型指令在用户交互界面上显示垛型类型供用户选择。

为便于操作，该步骤可通过如图3所示的用户交互界面实现。具体地，可在用户交互界面上，以图形方式显示待选择的垛型类型，例如图3示出了旋转型的垛型类型，此外，待选择的垛型类型还可以是阵列型。并且，上述用户交互界面还可提供相应的操作按钮，从而用户可直接在用户交互界面操作直观地进行垛型类型选择。

步骤S12：接收用户根据货物摆放方式选择的垛型类型，根据垛型类型选择对应的垛型模板，并根据垛型模板提示用户输入相对应的垛型参数。

该步骤可捕捉用户在用户交互界面的操作实现，例如点击新建垛型按钮。在接收到用户选择的垛型类型后，用户交互界面可跳转到如图4或5所示的垛型参数设置界面，以提示用户输入相应的垛型参数。

如图4所示，当接收到用户选择了旋转型垛型类型后，垛型参数设置界面可提示用户输入以下垛型参数：每层货物数量。在本实施例中，每层的货物数量为4的倍数，即每一层的货物分为四组，相邻组的货物呈90°分布。

如图5所示，当接收到用户选择了阵列型垛型类型后，垛型参数设置界面可提示用户输入以下垛型参数：每一层货物的个数及阵列形态，上述阵列形态包括：每一行、每一列货物的个数以及摆放方式。

步骤S13：接收用户根据提示输入的垛型参数，并在垛型参数设置界面上提示用户输入垛型生成指令，垛型生成指令携带有垛型模板和垛型参数。

具体地，该步骤可通过垛型参数设置界面的文本框实现垛型参数接收(即提供文本框供用户输入垛型参数)，并且上述垛型参数设置界面上可提供生成垛型的按钮，从而用户可通过点击该生成垛型的按钮实现垛型生成指令输入。并且在生成垛型按钮被点击时，垛型模板和垛型参数同时被获取，并加入到垛型生成指令中。

步骤S14：接收用户根据提示输入的垛型生成指令，根据垛型生成指令中携带的垛型模板和垛型参数生成对应的货物摆放垛型。

该步骤可捕捉用户在垛型参数设置界面的操作实现，例如点击生成垛型按钮。在接收到用户输入的垛型生成指令后，根据垛型生成指令中携带的垛型模板和垛型参数生成对应的货物摆放垛型，即生成一个与上述垛型相关的配置文件，与该垛型相关的所有参数都保存在该配置文件中。

上述生成垛型过程中，通过如图3所示用户交互界面和图4、5所述的垛型参数设置界面，大大简化了生成垛型操作。

如图6所示，是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中获取用户设置的托盘基本参数的流程示意图。在获取用户设置的托盘基本参数时，具体包括：

步骤S21：接收用户输入的新建托盘指令，根据新建托盘指令进入托盘点示教界面，提示用户设置托盘基本参数。

在该步骤中，可通过如图7所示的操作界面提示用户设置托盘基本参数，上述托盘基本参数包括托盘号、货物长、货物宽、层高、层数、间距、托盘尺寸等。

上述托盘基本参数还可包括托盘上奇偶层货物的摆放方向是否同向及货物是否有标签等。

步骤S22：接收并保存用户根据托盘点示教界面的提示输入的托盘基本参数。上述托盘基本参数可通过在图7所示的操作界面的文本框接收。

如图8所示，是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中获取机器人与托盘之间的相对位置关系，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准，并建立虚拟托盘坐标系的流程示意图。

步骤S31：通过示教记录托盘中首个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置，然后沿着所述托盘的长和宽的方向各记录一个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置。

该步骤中，可先根据垛型及托盘基本参数生成的货物摆放模拟图，并通过如图9所示的示教界面显示上述货物摆放模拟图。然后，可通过该示教界面获取用户输入的点(例如用户可在货物摆放模拟图中进行点击操作，示教界面可将点击操作位置位置作为用户输入的点)，作为托盘中首个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置，在获得上述首个货物摆放点后，再获取用户输入的沿着托盘的长和宽的方向的点，作为机器人视觉坐标系中的位置。

步骤S32：根据获取的托盘中三个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准。

具体地，该步骤可根据步骤S31中的获取的托盘中三个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置，调整货物在托盘上的摆放位置。

步骤S33：根据校准后的机器人视觉坐标系中的托盘位置，建立虚拟托盘坐标系。

具体地，该步骤可托盘中首个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置作为原点、沿着托盘的长的方向的点作为X轴、沿着托盘的宽的方向的点作为Y轴建立虚拟坐标系。

特别地，在上述步骤S4根据货物摆放垛型、托盘基本参数以及校准后的托盘位置计算得到托盘中各个货物摆放点在虚拟托盘坐标系中的坐标时，还可包括报警处理步骤。如图10所示，是本发明实施例提供的机器人码垛点位生成方法中报警处理的流程示意图。具体地，上述报警处理包括：

步骤S41：根据托盘尺寸生成托盘边界点在虚拟坐标系中的坐标。

步骤S42：当任一货物在虚拟坐标系中的坐标超出所述托盘边界点在虚拟坐标系中的坐标时，输出错误提示信息。

如图11所示，本发明实施例还提供一种机器人码垛点位生成设备，该机器人码垛点位生成设备可以是一个通过有线或无线方式连接到机器人控制系统的操作器，也可集成到机器人控制系统。该机器人码垛点位生成设备包括存储器111和处理器112，存储器111中存储有可在处理器112中运行的计算机程序，处理器112运行上述计算机程序实现如上所述的机器人码垛点位生成方法的步骤。本实施例中的机器人码垛点位生成设备与上述机器人码垛点位生成方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述方法的步骤。本实施例中的计算机可读存储介质与上述机器人码垛点位生成方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机器人码垛点位生成方法，其特征在于，包括：

接收用户输入的垛型生成指令，所述垛型生成指令携带有垛型模板和垛型参数，根据所述垛型模板和垛型参数生成相应的货物摆放垛型；

获取用户设置的托盘基本参数，所述托盘基本参数包括托盘尺寸及需摆放在托盘上的货物的尺寸、层数和间距；

获取机器人与托盘之间的相对位置关系，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准，并建立虚拟托盘坐标系；

根据所述货物摆放垛型、所述托盘基本参数以及校准后的托盘位置计算得到托盘中各个货物摆放点在所述虚拟托盘坐标系中的坐标。

2.根据权利要求1所述的机器人码垛点位生成方法，其特征在于，所述接收用户输入的垛型生成指令，所述垛型生成指令携带有垛型模板和垛型参数，根据所述垛型模板和垛型参数生成相应的货物摆放垛型包括：

接收用户输入的新建垛型指令，根据所述新建垛型指令在用户交互界面上显示垛型类型供用户选择；

接收用户根据货物摆放方式选择的垛型类型，根据所述垛型类型选择对应的垛型模板，并根据所述垛型模板提示用户输入相对应的垛型参数；

接收用户根据提示输入的垛型参数，并在垛型参数设置界面上提示用户输入垛型生成指令，所述垛型生成指令携带有垛型模板和垛型参数；

接收用户根据提示输入的垛型生成指令，根据所述垛型生成指令中携带的所述垛型模板和垛型参数生成对应的货物摆放垛型。

3.根据权利要求2所述的机器人码垛点位生成方法，其特征在于，所述垛型类型包括旋转型和阵列型；旋转型垛型所对应的垛型参数包括：每层货物数量；阵列型垛型所对应的垛型参数包括：每一层货物的个数及阵列形态，所述阵列形态包括：每一行、每一列货物的个数以及摆放方式。

4.根据权利要求1所述的机器人码垛点位生成方法，其特征在于，所述获取用户设置的托盘基本参数包括：

接收用户输入的新建托盘指令，根据所述新建托盘指令进入托盘点示教界面，提示用户设置托盘基本参数；

接收并保存用户根据所述托盘点示教界面的提示输入的所述托盘基本参数。

5.根据权利要求4所述的机器人码垛点位生成方法，其特征在于，所述托盘基本参数还包括托盘上奇偶层货物的摆放方向是否同向及货物是否有标签。

6.根据权利要求1所述的机器人码垛点位生成方法，其特征在于，所述获取机器人与托盘之间的相对位置关系，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准，并建立虚拟托盘坐标系包括：

通过示教记录托盘中首个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置，然后沿着所述托盘的长和宽的方向各记录一个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置；

根据获取的所述托盘中三个货物摆放点在机器人视觉坐标系中的位置，对机器人视觉坐标系中的托盘位置进行校准；

根据校准后的所述机器人视觉坐标系中的托盘位置，建立所述虚拟托盘坐标系。

7.根据权利要求1所述的机器人码垛点位生成方法，其特征在于，所述根据所述货物摆放垛型、所述托盘基本参数以及校准后的托盘位置计算得到托盘中各个货物摆放点在所述虚拟托盘坐标系中的坐标之后还包括：

接收用户输入的层复制指令，所述层复制指令中携带有第一目标层和第二目标层的层属性；

根据所述层复制指令将所述第一目标层中的点位数据复制到所述第二目标层。

8.如权利要求1所述的机器人码垛点位生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述托盘尺寸生成托盘边界点在所述虚拟托盘坐标系中的坐标；

当任一货物在虚拟坐标系中的坐标超出所述托盘边界点在所述虚拟坐标系中的坐标时，输出错误提示信息。

9.一种机器人码垛点位生成设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序实现如权利要求1-8中任一项所述的机器人码垛点位生成方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。