CN109789906A - 货物装卸车、货物转运系统及其卸货的方法 - Google Patents

货物装卸车、货物转运系统及其卸货的方法 Download PDF

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Abstract

一种货物装卸车、货物转运系统及其卸货的方法，该货物装卸车包括可移动底盘(10)、工业机器人(50)、第一视觉检测系统(80)和控制系统(40)，可移动底盘(10)划分成彼此相对的第一端(11)和第二端(12)，以及位于第一端(11)和第二端(12)之间的货物缓存区(13)；工业机器人(50)设置于可移动底盘(10)的第二端(12)，用于从货物缓存区(13)拾取货物，搬运并释放至预设的装卸货地点；第一视觉检测系统(80)用于对货物缓存区(13)内的货物进行图像采集；控制系统(40)用于根据第一视觉系统(80)所采集的图像，获取货物缓存区(13)内货物的摆放布局，并进一步确定工业机器人对货物的拾取位置。通过上述方式，能够提高货物装卸车自动卸载货物能力。

Description

货物装卸车、货物转运系统及其卸货的方法
技术领域
本申请涉及物流运输领域，特别是涉及一种货物装卸车、货物转运系统及其卸货的方法。
背景技术
在现代物流领域，货运仓库的自动化程度越来越高。而货物装卸车主动卸载货物的能力往往不足，其准确抓取货物的能力有待提高。
发明内容
本申请提供一种货物装卸车、货物转运系统及其卸货的方法，以解决货物装卸车自动卸载货物能力不足的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种货物装卸车。该货物装卸车包括可移动底盘、工业机器人、第一视觉检测系统和控制系统，可移动底盘划分成彼此相对的第一端和第二端，以及位于第一端和第二端之间的货物缓存区；工业机器人设置于可移动底盘的第二端，用于从货物缓存区拾取货物，搬运并释放至预设的装卸货地点；第一视觉检测系统用于对货物缓存区内的货物进行图像采集；控制系统用于根据第一视觉系统所采集的图像，获取货物缓存区内货物的摆放布局，并进一步确定工业机器人对货物的拾取位置。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种货物转运系统。该货物转运系统包括上述货物装卸车、货物输送装置和货物集装装置。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种货物装卸车卸货的方法。该方法包括：获取货物缓存区内的第一图像信息和工业机器人的位姿；获取装卸货地点的第二图像信息；控制工业机器人从货物缓存区内拾取货物，搬运并释放至装卸货地点。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种货物装卸车、货物转运系统及其转运货物的方法。该货物装卸车包括可移动底盘、工业机器人、第一视觉检测系统和控制系统，可移动底盘划分成彼此相对的第一端和第二端，以及位于第一端和第二端之间的货物缓存区；工业机器人设置于可移动底盘的第二端，用于从货物缓存区拾取货物，搬运并释放至预设的装卸货地点；第一视觉检测系统用于对货物缓存区内的货物进行图像采集；控制系统用于根据第一视觉系统所采集的图像，获取货物缓存区内货物的摆放布局，并进一步确定工业机器人对货物的拾取位置。通过在货物装卸车上设置工业机器人和第一视觉检测系统，采用第一视觉检测系统对货物缓存区内的货物进行图像采集，以确定工业机器人对货物的拾取位置，有效地提高了工业机器人自主抓取货物的能力，进而提高了货物装卸车的自动卸货能力。
附图说明
图1是本申请提供的货物装卸车一实施例的结构示意图；
图2是图1货物装卸车中可移动底盘、主动轮组、第一从动轮组、第二从动轮组和辅承载底盘的结构示意图；
图3是图1货物装卸车的一侧视结构示意图；
图4是图1货物装卸车中的摆放调节装置和输送装置的结构示意图；
图5是图4摆放调节装置中的Ⅰ区域局部结构示意图；
图6是图4摆放调节装置中的摆杆结构示意图；
图7是图1货物装卸车的另一侧视结构示意图；
图8是图1货物装卸车中横向档杆翻倒货物的流程示意图；
图9是本申请提供的货物转运系统一实施例的结构示意图；
图10是本申请提供的货物转运系统另一实施例的结构示意图；
图11是图10货物转运系统一卸载货物的状态示意图；
图12是本申请提供的货物装卸车卸货方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
参阅图1，本申请提供的货物装卸车一实施例的结构示意图。
该货物装卸车包括可移动底盘10、主动轮组20、第一从动轮组21、第二从动轮组22、雷达传感器30和控制系统40。
结合参阅图2，可移动底盘10沿长度方向划分成彼此相对的第一端11和第二端12，以及位于第一端11和第二端12之间的货物缓存区13；主动轮组20设置于可移动底盘10上货物缓存区13的下方；第一从动轮组21设置于可移动底盘10上第二端12的下方；第二从动轮组22设置于可移动底盘10上第一端11的下方；雷达传感器30设置于可移动底盘10的第二端12，以检测第二端12正前方的空间信息；控制系统40与主动轮组20信号连接，以根据雷达传感器30检测的空间信息控制主动轮组20进行转动，进而调整可移动底盘10的行进路径。
例如，雷达传感器30为激光雷达，其检测运动方向上的空间信息包括目标位置的方位、距离及行进路径上的障碍物信息等，控制系统40根据该空间信息，进行路径规划，以避开障碍物和控制该货物装卸车沿合理的路径向目标位置行进。控制系统40控制主动轮组20的转向、转速，可移动底盘10在主动轮组20的驱动下朝目标位置行进，第一从动轮组21及第二从动轮组22跟随可移动底盘10移动，使得货物装卸车运行平稳。
例如，可移动底盘10为矩形框架，第一端11和第二端12分别为矩形框架长度方向上的相对两端；该矩形框架例如由多根矩形方通组焊而成，在其上设置加强结构和安装板，使得可移动底盘10的强度符合要求和其他部件安装于矩形框架，例如主动轮组20、第一从动轮组21、第二从动轮组22等。
主动轮组20包括至少两个沿可移动底盘10宽度方向彼此间隔设置的主动轮201。例如，主动轮组20包括两个彼此间隔设置的主动轮201，两主动轮201共轴线，其轴线方向垂直于第一端11和第二端12的间隔方向；或者，主动轮组20包括间隔设置的四个主动轮201，该四个主动轮201两两对应地间隔设置于货物缓存区13的下方，两对应间隔设置的主动轮201的轴线方向垂直于第一端11和第二端12的间隔方向。
例如，主动轮组20还包括电机202，一个电机202对应驱动一个主动轮201，控制系统40与电机202信号连接，以控制电机202驱动主动轮201转动；控制系统40对主动轮组20的控制方式至少包括控制至少两个间隔设置的主动轮201进行差速转动，以调整可移动底盘10的行进方向。或者，主动轮201为轮毂电机，控制系统40控制两对应间隔设置的轮毂电机进行差速转动。
第一从动轮组21包括至少两个沿可移动底盘10宽度方向彼此间隔设置的第一从动轮211，并且/或者第二从动轮组22包括至少两个沿可移动底盘10宽度方向彼此间隔设置的第二从动轮221。
具体地，可根据第一端11和第二端12的间距，设置第一从动轮211和第二从动轮221的具体数目，以使可移动底盘10得到合理的支撑，便于可移动底盘10平稳移动。例如，第一从动轮组21、第二从动轮组22与主动轮组20之间的跨距过大，可增加第一从动轮211和第二从动轮221的数目。例如增加至少一个第一从动轮211和一个第二从动轮221，以减小第一从动轮组21、第二从动轮组22与主动轮组20之间的跨距，使得可移动底盘10平稳移动。
可选地，第一从动轮211和第二从动轮221为设置有减震机构(未图示)的万向从动轮，该减震机构例如为弹簧减震机构。
可选地，货物装卸车还包括设置于移动底盘10上沿宽度方向相对两侧的多个距离传感器31，距离传感器31用于检测可移动底盘10与侧向障碍物之间的间距，控制系统40根据距离传感器31所检测的间距调整可移动底盘10的行进路径。
例如，货物装卸车驶入集装箱内，距离传感器31检测可移动底盘10与集装箱侧壁的间距，控制系统40调整可移动底盘10的行进路径，以使可移动底盘10到集装箱两相对侧壁的距离相等，便于货物装卸车后续转运货物。
距离传感器31还设置于可移动底盘10的第二端12，以对第二端12正前方障碍物信息进行二次校准。例如，雷达传感器30设于第二端12中部，另有两个距离传感器31设于雷达传感器30的两侧，以辅助检测可移动底盘10与第二端12正前方障碍物之间的间距，使得控制系统40更加精确调控可移动底盘10的行进路径。
货物装卸车还包括辅承载底盘14，辅承载底盘14与可移动底盘10的第一端11连接，例如焊接；控制系统40至少部分设置于辅承载底盘14上，例如控制系统40包括多种控制装置，各控制装置对应地控制货物装卸车上的某一功能，如包括中控计算机41，用于处理雷达传感器30、距离传感器31反馈回的数据，规划行进路径，控制货物装卸车移动等；可移动底盘10的宽度大于辅承载底盘14在同一方向上的宽度，使得可移动底盘10转向时，可避免辅承载底盘14碰撞到障碍物，辅承载底盘14的长度依其所承载的设备所定。
进一步地，货物装卸车还包括第三从动轮组23，第三从动轮组23设置于辅承载底盘14远离第一端11的一端，且包括沿可移动底盘10宽度方向上彼此间隔设置的至少两个第三从动轮231。
可选地，辅承载底盘14上相对的两侧设有距离传感器31，距离传感器31用于检测辅承载底盘14与侧向障碍物之间的间距，以进一步避免辅承载底盘14与侧向障碍物碰撞。
结合参阅图2、图3，货物装卸车还包括工业机器人50，工业机器人50设置于可移动底盘10的第二端12，用于在可移动底盘10驻停后从货物缓存区13拾取货物，搬运并释放至预设的装卸货地点。可以理解的是，相对货物转运车而言，工业机器人50执行的动作为卸载货物，而从集装箱等货物集装装置角度看，工业机器人50执行的动作为装载货物。具体地，工业机器人50包括机械臂51和设置于机械臂51上的末端执行器52，控制系统40还与工业机器人50信号连接，控制机械臂51移动末端执行器52拾取或释放货物。本申请对设置工业机器人50的数量不作限制，例如在第二端12设置两套工业机器人50，以加快货物装卸车卸载货物的速度。
可选地，末端执行器52为吸盘装置，可移动底盘10上设有气压储存装置53，气压储存装置53用于对吸盘装置进行气压补偿调节，使吸盘装置吸力充足，避免吸盘装置工作时偶尔气压不足，难以拾取货物。例如，吸盘装置的气压从外部供气装置引入，吸盘装置上设有气压传感器，当检测到吸盘装置的气压供给不足时，气压储存装置53向吸盘装置输送气压。
进一步地，末端执行器52上还设有压力传感器54，压力传感器54与控制系统40信号连接，控制系统40还根据压力传感器54检测的压力数值大小，控制末端执行器52拾取或者释放货物。例如，末端执行器52准备拾取货物时或准备释放货物时，压力传感器54检测到末端执行器52承受的压力数值达到设定阈值，控制系统40控制末端执行器52执行拾取或者释放货物的动作。
进一步地，货物装卸车还包括液压支撑系统60。液压支撑系统60设置于可移动底盘10上，用于在可移动底盘10驻停后伸长以支撑于可移动底盘10与下方支撑面之间，使得主动轮组20、第一从动轮组21和第二从动轮组22悬空。
控制系统40还与液压支撑60系统信号连接，以在工业机器人50的运动过程中，根据货物装卸车的重力分布变化，动态调整液压支撑系统60对可移动底盘10的支撑力。
例如，液压支撑系统60可包括多个支腿组件61，每个支腿组件包括液压支腿611和液压缸612，液压缸612与控制系统40信号连接，控制系统40通过调整液压缸612对液压支腿611的推动力，以调整支腿组件61对可移动底盘10的支撑力。
至少部分支腿组件61上设置有压力传感器62，压力传感器62与控制系统10信号连接，压力传感器62用于检测支腿组件61所承受的压力变化，进而检测货物装卸车的重力分布变化。
例如，液压支撑系统60包括四个支腿组件61，四个支腿组件61两两对应设置于第一端11和第二端12，以将可移动底盘10平稳地支撑起来。本申请不限制支腿组件61的数目，只需保证将可移动底盘10支撑起来后使其不发生明显形变即可。若同一个支撑位置设置有多个支腿组件61，则可在其中一个支腿组件61上设置压力传感器62。
进一步地，控制系统40用于根据压力变化动态调整支腿组件61的支撑力，以使得支腿组件61所承受的压力与支撑力大小相等且方向相反。工业机器人50在搬运货物的过程中会影响货物装卸车的重力分布，造成各支腿组件61受承受的压力不同，进而控制系统40根据各支腿组件61受承受的压力变化，动态调节液压缸612对液压支腿611的推动力，以调整支腿组件61对可移动底盘10的支撑力，使其所受的压力与支撑力达到平衡，保证液压支撑系统60能够平稳地支撑可移动底盘10于支撑面上，该支撑面例如为底面。
控制系统40进一步对支腿组件61的伸长量进行动态调节，以调节可移动底盘10相对于支撑面的倾斜角度，例如调平可移动底盘。
可选地，可移动底盘10上设有水平传感器63，水平传感器63与控制系统40信号连接，水平传感器63用于检测可移动底盘10的水平度，控制系统40根据水平度调整支腿组件61的伸长量。例如，控制系统40根据水平度调整支腿组件61的伸长量，以将可移动底盘10调平。
进一步地，可移动底盘10或支腿组件61上设有距离传感器64，距离传感器64与控制系统10信号连接，距离传感器64用于检测可移动底盘10与支撑面之间的间距，控制系统40根据间距调整支腿组件61的伸长量。
由于不能保证支撑面是平整的，为调平可移动底盘10，各支腿组件61的伸长量可能具有差异，以及支腿组件61的伸长量是有限的，在可移动底盘10或支腿组件61上设置距离传感器64，可辅助控制系统40调整支腿组件61的伸长量，避免一支腿组件61的伸长量达到极限时，控制系统40仍加大它的伸长量的状况发生。控制系统40根据距离传感器64检测到的各支腿组件61的伸长量和可移动底盘10的水平度，对应地加大或减小各支腿组件61的伸长量，以将可移动底盘10调平。
进一步地，货物装卸车还包括摆放调节装置70，摆放调节装置70设置于可移动底盘10的第一端11，用于调整从第一端11输入的货物在货物缓存区13内的摆放位置。
控制系统40与摆放调节装置70信号连接，且根据货物缓存区13中的已有货物的摆放布局控制摆放调节装置70，进而调整后续输入的货物的摆放位置。
具体地，结合参阅图4，摆放调节装置70包括滑道71和摆杆装置72，滑道71设置成允许投放在其上的货物在自身重力下沿滑道71滑落至货物缓存区13，摆杆装置72设置成通过摆动改变货物的滑落路径，进而调整货物在滑落至货物缓存区13后的摆放位置。摆杆装置72与控制系统40信号连接，控制系统40控制摆杆装置72通过摆动改变货物的滑落路径。
参阅图5，例如摆杆装置72包括动力源721和摆杆722，动力源721例如为气缸，驱动摆杆722在滑道71的表面上摆动，进而使得货物沿摆杆722滑落。
摆杆722一端铰接于滑道71上，使得摆杆722在被驱动下绕铰接处摆动。具体地，摆杆722上设有导轨723，导轨723例如为直线导轨；动力源721的驱动轴上铰接有滑块724，滑块724与导轨723配合，动力源721例如为气缸，动力源721通过驱动滑块724沿导轨723移动，以驱动摆杆722摆动。动力源721设置于滑道71上与对应的摆杆722铰接位置同侧，且动力源721相对滑道侧边适当地倾斜设置，以便于驱动摆杆摆动。
在一实施例中，滑道71沿可移动底盘10宽度方向上相对的两侧边处均设有摆杆装置72，该两摆杆装置72的合并摆动范围至少覆盖滑道71的出货边711。在另一实施例中，滑道71沿可移动底盘10宽度方向上一侧边处设有摆杆装置72。
可选地，参阅图6，摆杆722上还设有多个滚轮725，以降低货物沿摆杆722滑落时的摩擦力。多个滚轮725连接于两相对的安装块726上，两安装块726滑动卡合于摆杆722上，在通过固定件或端盖将安装块726限制于摆杆722上，使得货物可沿多个滚轮725滑落。
可选地，摆放调节装置70还包括升降装置(未图示)，滑道71与升降装置连接，升降装置用于调节滑道71相对可移动底盘10的坡度。
再次参阅图3，货物装卸车进一步包括位于货物缓存区13中的输送装置73，输送装置73用于在第一端11与第二端12之间运输货物。具体地，控制系统40与输送装置73信号连接，货物滑落至输送装置73上，并由输送装置73向第二端12输送。输送装置73的一种设置方式是在货物缓存区13上全面覆盖，输送宽度趋近于可移动底盘10的宽度，以使滑落在货物缓存区13上的货物在输送装置73的作用下，输送到第二端12，且在可移动底盘10的宽度方向上至少存在两个货物，至少部分输送装置73在工业机器人50的可操作范围内。控制系统40进一步地根据货物堆放环境控制工业机器人50选择性地拾取输送装置73上的货物，进行码放货物，更加合理地利用堆放货物空间。
再次参阅图4，例如输送装置73包括传送带731，传送带731用于输送和承载货物。输送装置73还包括电机732和辊筒733，电机732驱动辊筒733转动，以带动传送带731移动。本申请对驱动传送带731的驱动装置不作限定，驱动装置例如包括电机732和链条链轮组件，能够驱动传送带731移动，实现相关功能即可。
例如，输送装置73还包括安装座734，电机732和辊筒733设置于安装座734上，传送带731设置于辊筒733上，安装座734在传送带731外侧形成挡板，以防止货物脱离传送带731。此外，摆放调节装置70还设置于安装座734上，即滑道71与安装座734连接，以便于货物滑落至输送装置73上。安装座734与可移动底盘10连接，并设置于货物缓存区13与第一端11所在的区域。
参阅图7，货物装卸车还包括第一视觉检测系统80，第一视觉检测系统80与控制系统40信号连接，第一视觉检测系统80用于对货物缓存区13中的已有货物进行图像采集；控制系统40根据第一视觉检测系统80所采集的图像，识别货物缓存区13中的已有货物的摆放布局，并判断货物缓存区13中的空闲区域，和通过控制摆杆装置72使得后续输入的货物滑落至空闲区域。
即第一视觉检测系统80用于对传送带731上的已有货物进行图像采集，控制系统40根据第一视觉检测系统80所采集的图像，识别传送带731上已有货物的摆放布局，并进一步根据传送带731上的已有货物的摆放布局判断是否满足第一输送条件，并在满足第一输送条件后控制传送带731向第二端12输送一段距离，以在传送带731上进一步形成能够接收货物的空闲区域。
该第一输送条件为传送带731上紧邻摆放调节装置70的区域全部载满货物。若已有货物的摆放布局不满足该第一输送条件，则识别传送带731上紧邻摆放调节装置70的区域内的空闲区域，并通过控制摆杆装置72使得后续输入的货物滑落至该空闲区域。
控制系统40进一步根据传送带731上的已有货物的摆放布局判断是否满足第二输送条件，并在满足第二输送条件后控制可移动底盘10向装卸货地点移动。另一种实施例，在满足第二输送条件后，控制系统40控制货物投放装置110停止投放货物。
该第二输送条件为传送带731上的承载区域全部载满货物。例如，第一视觉检测系统80对传送带731上的全部承载区域进行图像采集，控制系统40判断已有货物的摆放布局是否满足第二输送条件。或者，第一视觉检测系统80仅对传送带731的部分承载区域进行图像采集，如传送带731上靠近摆放调节装置70的区域，同时检测并记录传送带731的传送距离，结合已有货物的摆放布局和传送带731的传送距离判断传送带731上的承载区域是否全部载满货物。若传送带731上的承载区域未全部载满货物，则控制系统40判断已有货物的摆放布局是否满足第一输送条件。
具体地，第一视觉检测系统80包括支架801以及设置于支架801的摄像头802，摄像头802例如为RGBD传感器、三维相机和双目摄像头等中的一种，支架801为可调支架，控制系统40根据货物缓存区13内货物的高度控制调节支架801的高度，进而调整摄像头802与可移动底盘10的相对高度。
例如，支架801与可移动底盘10连接，其位于可移动底盘10的货物缓存区13，至少将输送装置73靠近摆放调节装置70的部分区域包围。支架801上设有多个摄像头802，摄像头802例如为深度摄像头，以从多个角度对传送带731上的已有货物进行图像采集，多个摄像头802配合以对传送带731上的已有货物进行全方位无死角的拍摄。
货物装卸车上还设有灯带803，例如可移动底盘10和/或支架801上还设有灯带803，灯带803用于向货物缓存区13提供照明，进而在货物缓存区13内形成无影区，以便于第一视觉检测系统80对货物缓存区13进行图像采集。具体地，灯带803沿支架801设置，以形成立体光源，进而在货物缓存区13形成无影区。
可选地，货物装卸车还包括设置于第一端11的横向挡杆74，横向挡杆74的高度设置成小于货物的第一方向741的尺寸且大于货物的第二方向742的尺寸，使得以第一方向741竖直设置的货物在横向挡杆74的阻挡作用下，翻倒成以第二方向742竖直设置并经过横向挡杆74，进入滑道71。
例如，结合参阅图8，货物为长方体状，其放置的姿态不合理，其以第一方向741竖直设置的尺寸远大于其以第二方向742竖直设置的尺寸，如其第一方向741的尺寸为其第二方向742的尺寸的三倍及以上，因此在其被投放至滑道71上时，其容易在滑道71上发生翻转，进而无法被摆放调节装置70调整在输送装置73上的摆放位置，以及其沿第一方向741竖直设置时，其顶面面积可能过小，不易被工业机器人50拾取。其经横向档杆74阻挡后，翻倒成以第二方向742竖直设置，并经过横向挡杆74，进入滑道71而不易在滑道71上发生翻转，且其沿第二方向742竖直设置时，更容易被工业机器人拾取。
例如，横向挡杆74设置于支架801上，横向挡杆74可调节地固定在某一高度。例如人工调节横向挡杆74的设置高度，以调整货物的放置姿态。
可选地，货物装卸车还包括第四视觉检测系统81，第四视觉检测系统81与控制系统40信号连接，第四视觉检测系统81用于对第一端11正前方待投放的货物进行图像采集，控制系统40根据第四视觉检测系统81所采集的图像，识别货物在第一方向上和第二方向上的尺寸，并判断货物在第一方向的尺寸与其在第二方向的尺寸关系，通过动态控制横向档杆74的设置高度以调整货物的放置姿态。例如，横向挡杆74两端设有直线电机、齿轮齿条机构或链轮链条机构等机构的一种，控制系统40通过该机构动态调节横向档杆74的设置高度。
进一步地，第四视觉检测系统81还用于对第一端11正前方空间进行图像采集，控制系统40根据第四视觉检测系统81所采集的图像调整可移动底盘10的行进路径，使得滑道71对正货物投放处。例如，采用一装车机进行货物投放，控制系统40控制可移动底盘10对正装车机，以使滑道71对正装车机上的传输带，便于传输带上的货物投放至滑道71上。
具体地，第四视觉检测系统81包括摄像头811，摄像头811设置于支架801上，且位于第一端11的上方，以便于对第一端11正前方空间进行图像采集。
控制系统40还用于根据第一视觉系统80所采集的图像，获取货物缓存区13内的货物摆放布局，并进一步确定工业机器人50对货物的拾取位置，以便于工业机器人50拾取货物。同时，控制系统40还根据传送带731上已有货物的摆放布局，判断其是否满足第三输送条件，并在满足第三输送条件后，控制传送带731向第二端12输送一段距离，以将货物输送到工业机器人50在传送带731上的可拾取范围内。具体地，该第三输送条件为工业机器人50在传送带731上的可拾取范围内无货物。
控制系统40进一步根据传送带731上的已有货物的摆放布局判断是否满足第四输送条件，并在满足第四输送条件后控制可移动底盘10向装货地点移动。另一种实施例，在满足第四输送条件后，控制系统40控制货物投放装置110进行货物投放。具体地，该第四输送条件为传送带731上的承载区域内无货物。
例如，在货物装卸车装载货物时，控制系统40生成传送带731上的货物摆放布局信息，结合工业机器人50从传送带731上拾取货物的位置信息，生成新的货物摆放布局信息，并以此判断新的货物摆放布局信息是否满足第四输送条件、第三输送条件。或者，第一视觉检测系统80在货物装卸车卸货时对货物缓存区13的货物进行图像采集。
以及，货物装卸车包括第二视觉检测系统82，第二视觉检测系统82用于对装卸货地点的已有货物进行图像采集，控制系统40根据第二视觉检测系统82所采集的图像，获取装卸货地点的已有货物的摆放布局，并进一步确定对被拾取货物的释放位置。
进一步地，控制系统40还根据装卸货地点已有货物的摆放布局，判断装卸货地点的当前装卸货区域是否载满货物，在当前装卸货区域载满货物后控制可移动底盘10背离装卸货地点移动一段距离，以形成新的装卸货区域。例如，装卸货地点为集装箱内的货物装载区，在集装箱内的当前载货区域载满货物后，可移动底盘10需得向箱口移动一段距离，以形成新的未载货的载货区域，使得货物装卸车将集装箱的货物装载区逐步地载满货物，且还将货物码放整齐，合理地利用集装箱内的空间。当从集装箱内卸货时，卸货地点为集装箱内的货物卸载区，在集装箱内的当前卸货区域货物清空后，可移动底盘10需得向箱内移动一段距离，以从未卸货的区域卸载货物。
具体地，第二视觉检测系统82包括两个摄像头821，两摄像头821设置于支架801上，位于工业机器人50相对的两侧后方，且摄像头821的检测范围朝向第二端12的前方，以交叉对第二端12的前方空间进行图像采集，避免工业机器人50对单一摄像头821视觉上的阻挡。本申请不限制摄像头821的数量。
货物装卸车还包括第三视觉检测系统83，第三视觉检测系统83用于对工业机器人50进行图像采集，控制系统40根据第三视觉检测系统83所采集的图像获取工业机器人50的位姿信息，并进一步根据拾取位置、释放位置以及位姿信息对工业机器人50的运动路径进行规划。
具体地，第三视觉检测系统83包括摄像头831，摄像头831设置于可移动底盘10或支架801上，一个或多个摄像头831的视觉范围至少覆盖工业机器人50的运动范围。
控制系统40进一步根据第三视觉检测系统83所采集的图像确定货物在搬运过程中的实际位姿信息，并根据第二视觉检测系统82所采集的图像确定货物在释放后的目标位姿信息，进一步在释放前对货物的位姿进行调整，使得货物平稳地放置于释放位置。
结合参阅图7、图2，控制系统40可包括中控计算机41、视觉系统控制器42、液压系统控制器43和工业机器人控制器44。其中，中控计算机41用于计算分析包括传感器、雷达、摄像头等采集的数据，并给出执行指令，中控计算机41设置于可移动底盘10上；视觉系统控制器42、液压系统控制器43和工业机器人控制器44设置于辅承载底盘14上。
参阅图9，本申请提供的货物转运系统一实施例的结构示意图。
请同时参阅上述实施例的零部件标号，以便于理解本实施例中的零部件名称及标号。
该货物转运系统包括如上述的货物装卸车100、货物投放装置110和货物集装装置120。其中，货物装卸车100从货物投放装置110处装运货物，并将货物运送到货物集装装置120内，且货物装卸车100将货物码放在货物集装装置120内。
例如，货物投放装置110为移动式装车机，货物装卸车100从移动式装车机装载货物，并运输至货物集装装置120，货物集装装置120例如为集装箱或拖车车舱等，货物装卸车100将货物整齐地码放在货物集装装置120内，而无需人工进行二次码放。
该货物转运系统的另一种实施例，包括如上述的货物装卸车100、货物投放装置110和货物集装装置120。其中，货物装卸车100移动到货物集装装置120处，从货物投放装置110处输送货物到货物装卸车100上，且货物装卸车100将货物码放在货物集装装置120内。
例如，在另一应用场景中，货物投放装置110为移动式装车机，货物集装装置120为集装箱，货物装卸车100驶入货物集装装置120内，移动式装车机牵引至货物装卸车100的第一端，货物装卸车100将从移动式装车机上输送来的货物，码放于货物集装装置120内，并在货物集装装置120内当前的卸货区域载满货物后，向箱口移动一段距离以在新的卸货区域码放货物，同时移动式装车机随货物装卸车100向箱口移动相同的距离，逐步地使得货物集装装置120载满货物。在货物集装装置120载满货物后，货物集装装置120被托运走，下一待装货的货物集装装置120被运输至同一位置进行装货。
参阅图10、图11，货物投放装置110与货物装卸车100的摆放调节装置70连接，进而货物装卸车100牵引货物投放装置110进入货物集装装置120内。在此过程中，雷达传感器30检测运动方向上的空间信息，该空间信息包括货物集装装置120的舱口位置、形状、规格及舱内空间信息等，距离传感器31辅助探测货物装卸车100车身距舱壁的距离，以调整货物装卸车100的行进路径，以及控制系统40根据雷达传感器30、距离传感器31探测的信息控制货物装卸车100在舱内的合适位置停止行进，该位置适合工业机器人50从输送装置73内拾取货物、搬运并释放至装货位置，例如将货物整排整列地码放在舱内。
货物装卸车100驻停后，控制系统40控制液压支撑系统60支撑于舱底上，使得主动轮组20、第一从动轮组21和第二从动轮组22悬空，便于货物装卸车100卸载货物。控制系统40根据压力传感器62、水平传感器63、距离传感器64反馈的数据动态调平货物装卸车100。
货物投放装置110从第一端11向摆放调节装置70输送货物，第四视觉检测系统81对货物投放装置110上的货物进行图像采集，控制系统40根据采集的图像，通过控制横向档杆74选择性调节货物的姿态。第一视觉检测系统80对输送装置73的货物进行图像采集，控制系统40根据采集的图像，控制传送带731向第二端12输送一端距离，或识别传送带731上紧邻摆放调节装置70的空闲区域并控制摆杆装置72使得货物滑落至该空闲区域。
控制系统40还根据第一视觉检测系统80采集的图像，确定工业机器人50对货物的拾取位置，并控制工业机器人50拾取货物。第二视觉检测系统82对舱内卸货位置进行图像采集，控制系统40根据采集的图像，获取卸货位置处的货物摆放布局，并确定被拾取货物的释放位置。例如，参阅图10，舱内卸货位置处第一列第一排空间全部码放了货物，则控制系统40将从第一列第二排空间的一端开始确定货物的释放位置(图10货物的轮廓虚线位置)，第一排空间和第二排空间是从舱内竖直方向上对货物摆放位置的描述。参阅图11，若第一列空间全部堆满货物，控制系统40还根据采集的图像控制货物装卸车100向舱门方向后退一段距离，以利于工业机器人50在第二列空间码放货物。货物的轮廓、体积、重量等各有不同，例如货物上设有条码，该条码携带有上述信息，则进一步地控制系统40还通过第一视觉检测系统80识别条码所携带的信息，进而可根据该信息优化控制系统40码放货物的策略，例如将重量大的货物码放在最底层，调节货物的摆放姿态等。
第三视觉检测系统83用于对工业机器人50进行图像采集，控制系统40根据第三视觉系统83所采集的图像获取工业机器人50的位姿信息，并进一步根据拾取位置、释放位置以及位姿信息对工业机器人50的运动路径进行规划，以及在释放前对货物的位姿进行调整，使得货物平稳地放置于释放位置。
当货物集装装置120内载满货物后，货物集装装置120被运走或离开，下一货物集装装置120被运至或驶向该装货位置，使得货物投放装置110及货物装卸车100将该货物集装装置120载满货物。
以上应用场景均是基于货物装卸车100的灵活运用，货物装卸车100还可有其他的运载及装卸货物的应用方式，本申请对此不做限制。
参阅图12，本申请提供的货物装卸车卸货方法一实施例的流程示意图。
步骤11：获取货物缓存区内的第一图像信息和工业机器人的位姿。
步骤12：获取装卸货地点的第二图像信息。
步骤13：控制工业机器人从货物缓存区内拾取货物，搬运并释放至装卸货地点。
具体地，根据第一图像信息，确定货物的拾取位置；根据第二图像信息，确定货物的释放位置；根据拾取位置、释放位置以及位姿信息对工业机器人的运动路径进行规划；控制工业机器人从货物缓存区内拾取货物，沿规划的运动路径搬运并释放至装卸货地点。
区别于现有技术的情况，本申请公开了一种货物装卸车、货物转运系统及其转运货物的方法。该货物装卸车包括可移动底盘、工业机器人、第一视觉检测系统和控制系统，可移动底盘划分成彼此相对的第一端和第二端，以及位于第一端和第二端之间的货物缓存区；工业机器人设置于可移动底盘的第二端，用于从货物缓存区拾取货物，搬运并释放至预设的装卸货地点；第一视觉检测系统用于对货物缓存区内的货物进行图像采集；控制系统用于根据第一视觉系统所采集的图像，获取货物缓存区内货物的摆放布局，并进一步确定工业机器人对货物的拾取位置。通过在货物装卸车上设置工业机器人和第一视觉检测系统，采用第一视觉检测系统对货物缓存区内的货物进行图像采集，以确定工业机器人对货物的拾取位置，有效地提高了工业机器人自主抓取货物的能力，进而提高了货物装卸车的自动卸货能力。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (20)

1.一种货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车包括：
可移动底盘，所述可移动底盘划分成彼此相对的第一端和第二端，以及位于所述第一端和所述第二端之间的货物缓存区；
工业机器人，设置于所述可移动底盘的所述第二端，用于从所述货物缓存区拾取货物，搬运并释放至预设的装卸货地点；
第一视觉检测系统，用于对所述货物缓存区内的货物进行图像采集；
控制系统，用于根据所述第一视觉系统所采集的图像获取所述货物缓存区内的货物的摆放布局，并进一步确定所述工业机器人对所述货物的拾取位置。
2.根据权利要求1所述的货物装卸车，其特征在于，所述第一视觉检测系统包括支架以及设置于所述支架的摄像头，所述支架为可调支架，所述控制系统根据所述货物缓存区内的货物的高度控制调节所述支架的高度，进而调整所述摄像头与所述可移动底盘的相对高度。
3.根据权利要求1所述的货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车还包括位于所述货物缓存区中的传送带，所述货物放置于所述传送带上，所述控制系统进一步根据所述传送带上的货物的摆放布局判断是否满足第一输送条件，并在满足第一输送条件后控制所述传送带向所述第二端输送一段距离，以使得所述传送带上的货物更靠近所述第二端。
4.根据权利要求3所述的货物装卸车，其特征在于，所述控制系统进一步根据所述传送带上的货物的摆放布局判断是否满足第二输送条件，并在满足第二输送条件后控制所述可移动底盘向装卸货地点移动。
5.根据权利要求1所述的货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车上还设有灯带，所述灯带用于向所述货物缓存区提供照明，进而在所述货物缓存区内形成无影区。
6.根据权利要求1所述的货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车包括第二视觉检测系统，所述第二视觉检测系统用于对所述装卸货地点的已有货物进行图像采集，所述控制系统根据所述第二视觉检测系统所采集的图像获取所述装卸货地点的已有货物的摆放布局，并进一步确定对所述货物的释放位置。
7.根据权利要求6所述的货物装卸车，其特征在于，所述控制系统进一步根据所述装卸货地点已有货物的摆放布局，判断所述装卸货地点的当前卸货区域是否载满货物，在当前卸货区域载满货物后控制可移动底盘背离所述装卸货地点移动一段距离，以形成新的卸货区域。
8.根据权利要求6所述的货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车包括第三视觉检测系统，所述第三视觉检测系统用于对所述工业机器人进行图像采集，所述控制系统根据所述第三视觉检测系统所采集的图像获取所述工业机器人的位姿信息，并进一步根据所述拾取位置、所述释放位置以及所述位姿信息对所述工业机器人的运动路径进行规划。
9.根据权利要求8所述的货物装卸车，其特征在于，所述控制系统进一步根据所述第三视觉检测系统所采集的图像确定所述货物在搬运过程中的实际位姿信息，并根据所述第二视觉检测系统所采集的图像确定所述货物在释放后的目标位姿信息，进一步在释放前对所述货物的位姿进行调整。
10.根据权利要求8所述的货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车包括第四视觉检测系统，所述第四视觉检测系统用于对所述货物装卸车第一端正前方的空间进行图像采集，所述控制系统根据所述第四视觉检测系统所采集的图像调整所述可移动底盘的行进路径，使得所述第一端对正货物投放处。
11.根据权利要求1所述的货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车还包括摆放调节装置，所述摆放调节装置设置于所述可移动底盘的所述第一端，用于调整从所述第一端输入的货物在所述货物缓存区内的摆放位置；所述控制系统还与所述摆放调节装置信号连接，且根据所述货物缓存区内的货物摆放布局控制所述摆放调节装置，进而调整后续输入的货物的摆放位置。
12.根据权利要求11所述的货物装卸车，其特征在于，所述摆放调节装置包括滑道和摆杆装置，所述滑道设置成允许投放在其上的货物在自身重力下沿所述滑道滑落至所述货物缓存区，所述摆杆装置设置成通过摆动改变所述货物的滑落路径，进而调整所述货物在滑落至所述货物缓存区后的摆放位置。
13.根据权利要求1所述的货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车还包括雷达传感器，所述雷达传感器设置于所述可移动底盘的所述第二端，以检测所述第二端正前方障碍物的空间信息；所述控制系统根据所述雷达传感器检测的空间信息调整所述可移动底盘的行进路径。
14.根据权利要求13所述的货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车还包括：
主动轮组，设置于所述可移动底盘上所述货物缓存区的下方；
所述控制系统与所述主动轮组信号连接，以根据所述雷达传感器检测的空间信息控制所述主动轮组进行转动，进而调整所述可移动底盘的行进路径。
15.根据权利要求13所述的货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车还包括设置于所述可移动底盘上沿宽度方向相对两侧的多个距离传感器，所述距离传感器用于检测所述可移动底盘与侧向障碍物之间的间距，所述控制系统根据所述距离传感器所检测的间距调整所述可移动底盘的行进路径。
16.根据权利要求1所述的货物装卸车，其特征在于，所述货物装卸车还包括液压支撑系统，所述液压支撑系统设置于所述可移动底盘上，用于在所述可移动底盘驻停后伸长以支撑于所述可移动底盘与下方支撑面之间；所述控制系统与所述液压支撑系统信号连接，以在所述工业机器人的运动过程中根据所述货物装卸车的重力分布变化动态调整所述液压支撑系统对所述可移动底盘的支撑力。
17.根据权利要求16所述的货物装卸车，其特征在于，所述液压支撑系统包括多个支腿组件，每个所述支腿组件包括液压支腿和液压缸，所述液压缸与所述控制系统信号连接，所述控制系统通过调整所述液压缸对所述液压支腿的推动力，以调整所述支腿组件对所述可移动底盘的支撑力。
18.一种货物转运系统，其特征在于，包括如权利要求1-17所述的任一项货物装卸车、货物输送装置和货物集装装置；
其中，所述货物装卸车从所述货物输送装置处装运货物，并将货物运送到所述货物集装装置处；或所述货物装卸车移动到所述货物集装装置处，从所述货物投放装置处输送货物到所述货物装卸车上；
所述货物装卸车将货物码放在所述货物集装装置内。
19.一种货物装卸车卸货的方法，其特征在于，包括：
获取货物缓存区内的第一图像信息和工业机器人的位姿；
获取装卸货地点的第二图像信息；
控制所述工业机器人从所述货物缓存区内拾取货物，搬运并释放至装卸货地点。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述控制所述工业机器人从所述货物缓存区内拾取货物，搬运并释放至装卸货地点的步骤，包括：
根据所述第一图像信息，确定货物的拾取位置；
根据所述第二图像信息，确定货物的释放位置；
根据所述拾取位置、所述释放位置以及所述位姿信息对所述工业机器人的运动路径进行规划；
控制所述工业机器人从所述货物缓存区内拾取货物，沿所述运动路径搬运并释放至装卸货地点。
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