发明内容
有鉴于此,本发明提供一种智能小车的定位方法和系统,不仅安装简单、安装工作量小、无需对储位位置进行标定、节约成本,而且能够对定位传感器的误动作进行检测,提高了定位精度,并可灵活调整定位精度。
为实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种智能小车的定位方法。
在本发明的智能小车的定位方法中,智能小车设置有两个第一定位传感器,并且在运行轨道上设置有与所述两个第一定位传感器配合使用的被检测体;所述方法包括:在接收到针对目标储位的一次定位完成的信息之后,根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否到达目标储位;若是,则向电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停车;其中,所述一次定位是在智能小车执行任务过程中,电机驱动器根据电机编码器的反馈信息进行的定位。
可选地,所述方法还包括:若否,则向所述电机驱动器发送第一行驶指令,以令所述智能小车以第一速度向所述目标储位移动直至根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值确定所述智能小车移动到目标储位。
可选地,所述两个第一定位传感器在所述智能小车的同一侧沿水平方向前后安装,并且所述两个第一定位传感器的安装间距小于相邻两个被检测体的间距;所述根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否到达目标储位的步骤包括:当所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值满足A=N且B=N-1时,确认所述智能小车到达目标储位;当所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值满足A=N且B=N,或者满足A=N-1且B=N-1时,确认所述智能小车未到达目标储位;其中,A为位于智能小车前端的第一定位传感器的探测信号累计值,B为位于后端的第一定位传感器的探测信号累计值,N为预先确定的至目标储位处被检测体的真实累计值。
可选地,所述两个第一定位传感器的安装间距还满足:
d=l+2M+D;
其中,d为两个第一定位传感器的安装间距,l为被检测体的长度,M为定位精度,D为第一定位传感器所包括的光源的光斑直径。
可选地,所述方法还包括:在所述两个第一定位传感器各自的探信号的累计值的差值绝对值大于一时,或者在根据所述探测信号累计值得到的已行驶距离与根据电机编码器的反馈信息得到的已行驶距离的差值绝对值大于预设阈值时,进行报警提示并令所述智能小车停车。
可选地,所述第一定位传感器为漫反射光电传感器或槽型光电传感器,所述被检测体为定位孔或定位凸点。
可选地,所述方法应用于立体仓库,且所述电机编码器为增量型编码器;所述方法还包括:在接收到上位机的回原点指令后,使所述智能小车回至所述立体仓库的缓存区的指定位置,并在所述指定位置对所述增量型编码器进行回原点操作。
可选地,所述智能小车还设置有两个第二定位传感器,且在所述缓存区上设置有与所述两个第二定位传感器配合使用的被检测物;所述在接收到上位机的回原点指令后,使所述智能小车回至所述立体仓库的缓存区的指定位置的步骤包括:向电机驱动器发送第二行驶指令,以令所述智能小车以第二速度向所述指定位置行驶;在只有一个第二定位传感器探测到被检测物时,向所述电机驱动器发送第三行驶指令,以令所述智能小车以第三速度向所述指定位置行驶;在两个第二定位传感器同时探测到被检测物时,向所述电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停在所述指定位置;其中,第二速度大于第三速度。
可选地,所述两个第二定位传感器为两个镜反射光电传感器,所述被检测物为两段反光膜;以及,所述两个镜反射光电传感器在所述智能小车的同一侧沿水平方向前后安装,所述两段反光膜在所述缓存区的同一侧沿水平方向前后安装,并且所述两个镜反射光电传感器的安装间距大于所述两段反光膜的间距;或者,所述两个镜反射光电传感器在所述智能小车的同一侧沿垂直方向上下安装,所述两段反光膜在所述缓存区的同一侧沿垂直方向上下不对准安装,并且两段反光膜在水平面上的投影存在重叠区域。
为实现上述目的,根据本发明的另一个方面,提供了一种智能小车的定位系统。
本发明的智能小车的定位系统包括:两个第一定位传感器,设置在所述智能小车上,用于探测设置在运行轨道上的被检测体;控制器,用于在接收到针对目标储位的一次定位完成的信息之后,根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否到达目标储位;若是,则控制器还用于向电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停车;其中,所述一次定位是在智能小车执行任务过程中,电机驱动器根据电机编码器的反馈信息进行的定位。
可选地,所述控制器还用于,在根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值确定所述智能小车未到达目标储位时,向所述电机驱动器发送第一行驶指令,以令所述智能小车以第一速度向所述目标储位移动,直至根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值确定所述智能小车移动到目标储位。
可选地,所述两个第一定位传感器在所述智能小车的同一侧沿水平方向前后安装,并且所述两个第一定位传感器的安装间距小于相邻两个被检测体的间距;所述根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否到达目标储位包括:当所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值满足A=N且B=N-1时,控制器确认所述智能小车到达目标储位;当所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值满足A=N且B=N,或者满足A=N-1且B=N-1时,控制器确认所述智能小车未到达目标储位;其中,A为在位于智能小车前端的第一定位传感器的探测信号的累计表示,B为位于后端的第一定位传感器的探测信号的累计表示,N为预先确定的至目标储位处被检测体的真实累计值。
可选地,所述两个第一定位传感器的安装间距还满足:
d=l+2M+D;
其中,d为两个第一定位传感器的安装间距,l为被检测体的长度,M为定位精度,D为第一定位传感器所包括的光源的光斑直径。
可选地,所述控制器还用于,在所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值的差值绝对值大于一时,或者在根据所述探测信号累计值得到的已行驶距离与根据电机编码器的反馈信息得到的已行驶距离的差值绝对值大于预设阈值时,进行报警提示并令所述智能小车停车。
可选地,所述第一定位传感器为漫反射光电传感器或槽型光电传感器,所述被检测体为定位孔或定位凸点。
可选地,所述系统应用于立体仓库,且所述电机编码器为增量型编码器;所述控制器还用于,在接收到上位机的回原点指令后,使所述智能小车回至所述立体仓库的缓存区的指定位置,并在所述指定位置对所述增量型编码器进行回原点操作。
可选地,所述系统还包括:两个第二定位传感器,设置在所述智能小车上,用于探测设置在所述缓存区的被检测物;所述在接收到上位机的回原点指令后,使所述智能小车回至所述立体仓库的缓存区的指定位置包括:控制器向电机驱动器发送第二行驶指令,以令所述智能小车以第二速度向所述指定位置行驶;在只有一个第二定位传感器探测到被检测物时,控制器向所述电机驱动器发送第三行驶指令,以令所述智能小车以第三速度向所述指定位置行驶;在两个第二定位传感器同时探测到被检测物时,控制器向所述电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停在所述指定位置;其中,第二速度大于第三速度。
可选地,所述两个第二定位传感器为两个镜反射光电传感器,所述被检测物为两段反光膜;以及,所述两个镜反射光电传感器在所述智能小车的同一侧沿水平方向前后安装,所述两段反光膜在所述缓存区的同一侧沿水平方向前后安装,并且所述两个镜反射光电传感器的安装间距大于所述两段反光膜的间距;或者,所述两个镜反射光电传感器在所述智能小车的同一侧沿垂直方向上下安装,所述两段反光膜在所述缓存区的同一侧沿垂直方向上下不对准安装,并且两段反光膜在水平面上的投影存在重叠区域。
为实现上述目的,根据本发明的再一个方面,提供了一种计算机可读介质。
本发明的计算机可读介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现本发明的智能小车的定位方法。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果:通过电机驱动器根据电机编码器的反馈信息进行定位,能够实现对目标储位的一次定位;通过预先在智能小车上设置两个第一定位传感器、在运行轨道上设置多个被检测体,以及在接收到针对目标储位的一次定位完成的信息之后,根据所述两个第一定位传感器探测到的被检测体的累计值判断所述智能小车是否到达目标储位,能够实现对目标储位的二次定位。通过本发明中的一次定位和二次定位的结合,不仅提高了定位精度,而且提高了定位效率。
进一步,与第一种现有技术相比,本发明还具有以下优点:1、安装简单,省去了在轨道贴条码的工作,且定位精度不受人工贴条码不平整的影响;2、节约了成本,省掉了在每一层每个储位粘贴的条码的成本;3、储位位置无需标定,节省了工作量,且避免了人工标定误差对定位精度的影响,提高了定位精度;4、在智能小车启用跨层作业时,无需存储每层的每个储位的位置,节省了很大的工作量;与第二种现有技术相比,本发明还具有以下优点:1、根据两个定位传感器各自探测信号的累计值进行二次定位,能够降低定位传感器误动作对定位精度的影响;2、提高了定位精度,并且通过调节两个定位传感器的安装间距能够灵活调整定位精度。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明,其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本发明的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
需要指出的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。
图1是根据本发明一个实施例的智能小车的定位方法的主要步骤示意图。在本发明实施例中,智能小车设置有两个第一定位传感器,并且在智能小车的运行轨道上设置有多个与所述两个第一定位传感器配合使用的被检测体。如图1所示,本发明实施例的智能小车的定位方法包括:
步骤S101、在智能小车执行任务过程中,电机驱动器根据电机编码器的反馈信息对目标储位进行一次定位。
在本发明实施例中,所述电机驱动器、所述电机编码器均设置在所述智能小车上。其中,所述电机编码器可选用增量型编码器或者绝对值编码器。示例性地,当选用增量型编码器时,所述一次定位可包括:电机驱动器根据所述增量型编码器的反馈信息、以及目标储位的位置值目标储位的位置值确定剩余距离,并实时调节电机的转速,以在剩余距离为零时使电机转速为零。
其中,所述反馈信息可为脉冲信号。比如,电机转一圈,增量型编码器返回1000个脉冲信号。具体实施时,电机驱动器可根据增量型编码器返回的脉冲信号数量确定电机转了几圈,再结合电机轮子的周长即可得到智能小车的已行驶距离。然后,电机驱动器根据起始位置与目标储位的间距、以及已行驶距离计算出剩余距离。并且,电机驱动器可根据所述剩余距离实时地调节电机的转速,以在剩余距离为零时使电机转速为零。
步骤S102、在接收到针对目标储位的一次定位完成的信息之后,根据两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否到达目标储位。
示例性地,所述两个第一定位传感器可以为两个漫反射光电传感器,也可以为两个槽型光电传感器。并且,运行轨道上与所述两个第一定位传感器配合使用的多个被检测体可以为多个定位孔或多个定位凸点。比如,可在轨道上与每个储位对应的位置均设置一个定位孔,还可在位于两个储位之间的轨道部分设置一个或多个定位孔。具体实施时,当第一定位传感器经过运行轨道上的某个定位孔或某个定位凸点时,第一定位传感器会产生一个探测信号。
下面以漫反射光电传感器为例对探测原理进行说明。在该示例中,所述探测信号具体为状态改变信号。具体实施时,可通过调整漫反射光电传感器的探测距离,使得光线照到运行轨道上的非定位孔位置时,处于探测距离内,漫反射光电传感器的电平状态为0;在光线照到运行轨道的定位孔时,超出其探测距离,漫反射光电传感器的电平状态为1。电平状态由0变为1即产生一个状态改变信号,具体表现为上升沿信号。进而,可根据两个漫反射光电传感器各自产生的上升沿信号的累计值判断所述智能小车是否到达目标储位,即对目标储位进行二次定位。
步骤S103、若是,则向电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停车。
在本发明实施例中,通过电机驱动器根据电机编码器的反馈信息进行定位,能够实现对目标储位的一次定位;通过预先在智能小车上设置两个第一定位传感器、在运行轨道上设置多个被检测体,以及在接收到针对目标储位的一次定位完成的信息之后,根据所述两个第一定位传感器探测到的被检测体的累计值判断所述智能小车是否到达目标储位,能够实现对目标储位的二次定位。通过本发明中的一次定位和二次定位的结合,不仅提高了定位精度,而且提高了定位效率。
进一步,与第一种现有技术相比,本发明还具有以下优点:1、安装简单,省去了在轨道贴条码的工作,且定位精度不受人工贴条码不平整的影响;2、节约了成本,省掉了在每一层每个储位粘贴的条码的成本;3、储位位置无需标定,节省了工作量,且避免了人工标定误差对定位精度的影响,提高了定位精度;4、在智能小车启用跨层作业时,无需存储每层的每个储位的位置,节省了很大的工作量;与第二种现有技术相比,本发明还具有以下优点:1、根据两个定位传感器各自探测信号的累计值进行二次定位,能够降低定位传感器误动作对定位精度的影响;2、提高了定位精度,并且通过调节两个定位传感器的安装间距能够灵活调整定位精度。
图2是根据本发明另一实施例的智能小车的定位方法的主要步骤示意图。在本发明实施例中,具体应用场景为立体仓库。智能小车设置有两个第一定位传感器和两个第二定位传感器,并且在智能小车的运行轨道上设置有多个与所述两个第一定位传感器配合使用的被检测体,在立体仓库的缓存区设置有多个与所述两个第二定位传感器配合使用的被检测物。如图2所示,本发明实施例的智能小车的定位方法包括:
步骤S201、在接收到上位机的回原点指令后,使智能小车回至立体仓库的缓存区的指定位置,并在所述指定位置对所述增量型编码器进行回原点操作。
其中,所述智能小车可以为穿梭车。具体实施时,上位机可向控制器(比如可编程控制器,简称为PLC)发送回原点指令,然后,控制器可根据所述回原点指令使智能小车回至缓存区的指令位置。其中,所述缓存区为立体仓库中运行轨道前端的一部分,在智能小车每次执行出库或入库任务过程中都会回到这个区域取料箱或送料箱。所述指定位置为智能小车在缓存区取送料箱的位置。
其中,所述在指定位置对所述增量型编码器进行回原点操作可包括:判断增量型编码器的计数值是否在允许的偏差范围内(比如-20~20),若该计数值超出允许的偏差范围,则将计数值设为0;若该计数值未超出允许的偏差范围,则无需执行“将计数值设为0”这一操作。通过在缓存区的指定位置对增量型编码器进行回原点操作,实现了在智能小车最多取送一个料箱(单进深货架)或两个料箱(双进深货架)时,就对增量型编码器进行一次回原点动作,大大提升了增量型编码器的精确性,避免了“在智能小车长期作业过程中,由于增量型编码器不进行特定的回原点操作,使增量型编码器计数的偏差随作业时长增加”的问题,进而有助于提高定位精度。
步骤S202、在智能小车执行任务过程中,电机驱动器根据增量型编码器的反馈信息对目标储位进行一次定位。
其中,所述任务可包括入库任务或出库任务。具体实施时,上位机可向控制器(比如可编程控制器,简称为PLC)发送任务指令,该任务指令可包括目标储位的地址,比如目标储位所在的排和列。控制器在接收到这一任务指令后,可将所述目标储位所在的排和列处理成目标储位的位置值,然后将这一位置值发送给电机驱动器。在智能小车执行任务过程中,电机驱动器可结合增量型编码器的反馈信息和目标储位的位置值对目标储位进行一次定位。关于具体如何进行一次定位,可参考图1所示实施例的相关内容。
步骤S203、在接收到针对目标储位的一次定位完成的信息之后,根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否到达目标储位。若是,则执行步骤S206,若否,则执行步骤S204和步骤S205。
其中,所述第一定位传感器可为漫反射光电传感器或槽型光电传感器,所述被检测体可为定位孔或定位凸点。具体实施时,所述定位孔可为方孔。
示例性地,当所述第一定位传感器为漫反射光电传感器、运行轨道上的被检测体为方孔时,智能小车上的两个漫反射光电传感器在经过方孔时,会有探测信号(具体为状态改变信号,比如上升沿信号)反馈给控制器,控制器可通过计数器对两个漫反射光电传感器的探测信号分别进行累计。具体实施时,可结合智能小车的运行方向对探测信号进行累加计数或递减计数。比如,当智能小车沿着规定的正方向行驶时,进行累加计数;当智能小车沿着反方向行驶时,进行递减计数。通过对两个漫反射光电传感器的探测信号分别进行累计,便于后续根据探测信号的累计值进行二次定位。
在一优选实施方式中,所述两个第一定位传感器设置在智能小车的同一侧,且沿水平方向前后安装,并且所述两个第一定位传感器的安装间距小于相邻两个被检测体(比如相邻的两个定位孔或相邻的两个定位凸点)的间距。进一步,在该优选实施方式中,所述两个第一定位传感器的安装间距还满足:d=l+2M+D。其中,d为两个第一定位传感器的安装间距,l为被检测体的长度,M为定位精度,D为第一定位传感器所包括的光源的光斑直径。由此可见,在本发明实施例中,可通过调节两个第一定位传感器的安装间距,灵活调整智能小车的定位精度。
在以上优选实施方式中,步骤S203具体包括:当所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值满足A=N且B=N-1时,确认所述智能小车到达目标储位;当所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值满足A=N且B=N,或者满足A=N-1且B=N-1时,确认所述智能小车未到达目标储位。其中,A为位于智能小车前端的第一定位传感器的探测信号的累计表示,B为位于后端的第一定位传感器的探测信号的累计表示,N为预先确定的至目标储位处被检测体的真实累计值。
例如,当所述两个第一定位传感器为位于智能小车前端的a漫反射光电传感器和位于智能小车后端的b漫反射光电传感器,运行轨道上的被检测体为多个方孔,且至目标储位处方孔的真实累计值为20时,步骤S203包括:当a漫反射光电传感器的探测信号累计值为20、且b漫反射光电传感器的探测信号累计值为19时,判断出智能小车到达目标储位;当a漫反射光电传感器的探测信号累计值为20、且b漫反射光电传感器的探测信号累计值为20时,判断出智能小车的行驶距离超出了目标储位的位置值;当a漫反射光电传感器的探测信号累计值为19、且b漫反射光电传感器的探测信号累计值为19时,判断出智能小车的行驶距离小于目标储位的位置值。
进一步,本发明实施例的方法还可包括以下步骤:在所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值的差值绝对值大于一时,或者在根据所述探测信号累计值得到的已行驶距离与根据电机编码器的反馈信息得到的已行驶距离的差值绝对值大于预设阈值时,进行报警提示并令所述智能小车停车。例如,若a漫反射光电传感器的探测信号累计值为18、b漫反射光电传感器的探测信号为16,说明其中一个漫反射光电传感器有误动作发生,则进行报警提示并令所述智能小车停车。又例如,假设所述预设阈值为30厘米,若根据所述探测信号累计值得到的已行驶距离为200厘米、根据电机编码器的反馈信息得到的已行驶距离为250厘米,说明探测信号累计值与增量型编码器计数值之间的偏差超限,则进行报警提示并令所述智能小车停车。
步骤S204、在判断所述智能小车未到达目标储位的情况下,向所述电机驱动器发送第一行驶指令,以令所述智能小车以第一速度向所述目标储位移动。
其中,第一速度可设置成较低的速度值,以使智能小车低速移动至目标储位,具体包括:当智能小车的行驶距离超出了目标储位的位置值时,通过第一行驶指令使智能小车沿着原来行驶方向的反方向低速移动一些;当智能小车的行驶距离小于目标储位的位置值时,通过第一行驶指令使智能小车沿着原来行驶方向低速移动一些。
在具体实施时,可能由于轮子打滑或者轮子周长偏差等因素,使得一次定位结果与智能小车实际的行驶距离存在偏差,一次定位结果不准确。因此,通过步骤S203,能够对一次定位结果进行校验,以进一步判断智能小车是否到达目标储位。并且,在通过步骤S203判断出智能小车未到达目标储位时,可通过步骤S204至步骤S206,使智能小车向目标储位移动、并最终停在目标储位。
步骤S205、根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否移动到目标储位。若是,则执行步骤S206;若否,则再次执行步骤S204和步骤S205。
进一步,本发明实施例的方法还可包括以下步骤:实时保存所述两个第一定位传感器的探测信号累计值。通过这一步骤,能够在断电后确定智能小车重新上电时的初始位置。
步骤S206、向电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停车。
在本发明实施例中,通过基于增量型编码器的一次定位与基于两个漫反射光电传感器的探测信号累计值的二次定位相结合,能够提高定位精度;通过在一次定位完成之后再启用二次定位,能够有效减少智能小车的低速爬行时间,提高定位效率;通过根据两个定位传感器各自探测信号的累计值进行二次定位,能够有效检测出定位传感器的误动作,降低定位传感器误动作对定位精度的影响。另外,通过在缓存区的指定位置对增量型编码器进行回原点操作,能够有效避免“增量型编码器计数的偏差随智能小车作业时长增加”的问题,进而有助于提高定位精度。
下面结合图3对步骤S201作进一步说明。图3是根据本发明一个实施例的指定位置回原点的主要步骤示意图。如图3所示,本发明实施例的指定位置回原点的流程包括:
步骤S301、在接到上位机的回原点指令后,向电机驱动器发送第二行驶指令,以令智能小车以第二速度向缓存区的指定位置行驶。
具体实施时,用户可通过上位机向控制器(比如PLC)发送一条回原点指令。其中,所述回原点指令可以为一个布尔值(Bool值)。比如当布尔值为0表示不激活、布尔值为1表示激活时,回原点指令可以为1。控制器在接收到回原点指令后,可向电机驱动器发送第二行驶指令,以令智能小车向缓存区的指定位置行驶。
步骤S302、在只有一个第二定位传感器探测到被检测物时,向所述电机驱动器发送第三行驶指令,以令所述智能小车以第三速度向所述指定位置行驶。其中,第三速度小于第二速度。
在一可选示例中,所述两个第二定位传感器可以为两个镜反射光电传感器,分别为镜反射光电传感器e、镜反射光电传感器f。相应地,与所述两个第二定位传感器配合使用的多个被检测物为两段反光膜,分别为反光膜E、反光膜F。
在该可选示例的一实施方式中,所述两个镜反射光电传感器设置在所述智能小车的同一侧、且可沿水平方向前后安装;所述两段反光膜设置在所述缓存区的同一侧、且沿水平方向前后安装;并且,所述两个镜反射光电传感器的安装间距大于所述两段反光膜的间距。在该实施方式中,通过令两个镜反射光电传感器的安装间距大于所述两段反光膜的间距这一设置,能够智能小车向缓存区行驶过程中确保出现两个镜反射光电传感器同时检测到反光膜的时刻,从而为本发明实施例的指定位置回原点的处理流程做好了准备。
在该可选示例的另一实施方式中,所述两个镜反射光电传感器设置在所述智能小车的同一侧、且可沿垂直方向上下安装;所述两段反光膜设置在所述缓存区的同一侧、且沿垂直方向上下不对准安装,且两段反光膜在水平面上的投影存在重叠区域。在该实施方式中,通过令两段反光膜在垂直方向上不对准安装,能够在智能小车向缓存区行驶过程中确保出现只有一个镜反射光电传感器检测到反光膜的时刻;通过令两段反光膜在水平面上的投影存在重叠区域,能够在智能小车向缓存区行驶过程中确保出现两个镜反射光电传感器同时检测到反光膜的时刻,从而为本发明实施例的指定位置回原点的处理流程做好了准备。
在另一可选示例中,所述两个第二定位传感器也可以为两个RFID检测传感器。相应地,与所述两个第二定位传感器配合使用的被检测物为两个RFID标签。
步骤S303、在两个第二定位传感器同时检测到被检测物时,向所述电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停在所述指定位置。
在一具体示例中,镜反射光电传感器e和镜反射光电传感器f水平安装、且镜反射光电传感器e位于智能小车前端、镜反射光电传感器f位于智能小车后端。以及,反光膜E和反光膜F在缓存区水平安装,且反光膜E距离智能小车较近,反光膜F距离智能小车较远(即智能小车在向缓存区行驶时先经过反光膜E,再经过反光膜F)。
在该具体示例中,当智能小车向缓存区行驶过程中,先是只有镜反射光电传感器e经过并检测到反光膜E,此时可根据步骤S302向电机驱动器发送第三行驶指令,以使智能小车减速行驶。然后,随着智能小车继续向缓存区行驶,会出现镜反射光电传感器e经过并检测到反光膜F、且镜反射光电传感器f经过并检测到反光膜E的时刻,此时可根据步骤S303向电机驱动器发送停车指令,以令智能小车停在所述指定位置。在该可选示例中,根据两个镜反射光电传感器的检测结果能够实现对智能小车进行两段速控制,以及对所述指定位置进行精确定位。另外,还可通过调节两段反光膜的长度、安装位置,灵活调整回原点时的定位精度。
步骤S304、在所述指定位置对所述增量型编码器进行回原点操作。
在本发明实施例中,通过步骤S301至步骤S303,能够在指定位置对增量型编码器进行回原点操作之前,对智能小车进行两段速控制,不仅能够对智能小车进行限速保护,而且能够保证每次智能小车在两个第二定位传感器同时检测到被检测物时的速度一致性。另外,通过步骤S301至步骤S303中的两段速控制,不仅有助于提高回到所述指定位置的定位精度,而且有助于提高定位效率。
另外,图3所示实施例涉及的基于两个镜反射传感器检测反光膜的定位方法,也可以用于智能小车回至立体货架的维修区的过程中。具体实施时,可在维修区设置两段反光膜,然后采取与图3所示实施例中类似的定位方法即可。
图4是根据本发明一个实施例的轨道上定位孔的分布示意图。如图4所示,在智能小车的运行轨道上水平设有多个方形的定位孔,即方孔401。具体实施时,为了提高定位精度,可对方孔401的长度、宽度进行如下设置:
lhole≥vmax*(T1+T2)+D
whole≥D
其中,lhole为方孔的长度,vmax为智能小车最大行驶速度,T1为第一定位传感器的动作周期,T2为控制器的信号采集周期,D为第一定位传感器包括的光源的光斑直径,whole为方孔的宽度。
图5是根据本发明一个实施例的缓存区上反光膜的水平分布示意图。如图5所示,反光膜502和反光膜501可设置缓存区的同一侧,且沿水平方向前后安装。相应地,两个镜反射光电传感器在智能小车的同一侧沿水平方向前后安装。并且,反光膜501与反光膜502的安装间距小于两个镜反射光电传感器的安装间距。
图6是根据本发明一个实施例的缓存区上反光膜的垂直分布示意图。如图6所示,反光膜601和反光膜602可设置缓存区的同一侧,且沿垂直方向上下不对准安装,且反光膜601和反光膜602在水平面上的投影存在重叠区域。相应地,两个镜反射光电传感器在智能小车的同一侧沿垂直方向上下安装。
图7是根据本发明一个实施例的智能小车的定位系统的主要模块示意图。如图7所示,本发明实施例的智能小车的定位系统700包括:两个第一定位传感器701、控制器702。
两个第一定位传感器701,设置在所述智能小车上,并且两个第一定位传感器701与控制器702电相连,用于探测设置在运行轨道上的多个被检测体。
示例性地,所述两个第一定位传感器701可以为两个漫反射光电传感器,也可以为两个槽型光电传感器。并且,运行轨道上与所述两个第一定位传感器701配合使用的多个被检测体可以为多个定位孔或多个定位凸点。比如,可在轨道上与每个储位对应的位置均设置一个定位孔,还可在位于两个储位之间的轨道部分设置一个或多个定位孔。具体实施时,当第一定位传感器701经过运行轨道上的某个定位孔或某个定位凸点时,第一定位传感器701会产生一个探测信号反馈给控制器702。
下面以漫反射光电传感器为例对探测原理进行说明。在该示例中,所述探测信号具体为状态改变信号。具体实施时,可通过调整漫反射光电传感器的探测距离,使得光线照到运行轨道上的非定位孔位置时,处于探测距离内,漫反射光电传感器的电平状态为0;在光线照到运行轨道的定位孔时,超出其探测距离,漫反射光电传感器的电平状态为1。电平状态由0变为1即产生一个状态改变信号,具体表现为上升沿信号。当控制器702接收到该上升沿信号时,即可得知漫反射光电传感器探测到了一个定位孔。
控制器702,用于在接收到针对目标储位的一次定位完成的信息之后,根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否到达目标储位。若是,则控制器702还用于向电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停车。具体实施时,控制器702可选用PLC(可编程控制器)。
其中,所述一次定位是在智能小车执行任务过程中,电机驱动器根据电机编码器的反馈信息进行的定位。所述电机驱动器、所述电机编码器均设置在所述智能小车上;所述电机编码器可选用增量型编码器或者绝对值编码器。示例性地,当选用增量型编码器时,所述一次定位可包括:电机驱动器根据所述增量型编码器的反馈信息、以及目标储位的位置值目标储位的位置值确定剩余距离,并实时调节电机的转速,以在剩余距离为零时使电机转速为零。
其中,所述反馈信息可为脉冲信号。比如,电机转一圈,增量型编码器返回1000个脉冲信号。具体实施时,电机驱动器可根据增量型编码器返回的脉冲信号数量确定电机转了几圈,再结合电机轮子的周长即可得到智能小车的已行驶距离。然后,电机驱动器根据起始位置与目标储位的间距、以及已行驶距离计算出剩余距离。并且,电机驱动器可根据所述剩余距离实时地调节电机的转速,以在剩余距离为零时使电机转速为零。
在本发明实施例中,通过电机驱动器根据电机编码器的反馈信息进行定位,能够实现对目标储位的一次定位;通过两个第一定位传感器探测设置在运行轨道上的被检测体,以及通过控制器根据所述两个第一定位传感器探测到的被检测体的累计值判断所述智能小车是否到达目标储位,能够实现对目标储位的二次定位。通过本发明中的一次定位和二次定位的结合,不仅提高了定位精度,而且提高了定位效率。另外,与第一种现有技术相比,本发明实施例还具有以下优点:安装简单、安装工作量小、无需对储位位置进行标定、节约成本。与第二种现有技术相比,本发明实施例还具有以下优点:能够降低定位传感器误动作对定位精度的影响,提高定位精度,并可灵活调整定位精度。
图8是根据本发明另一实施例的智能小车的定位系统的主要模块示意图。如图8所示,本发明实施例的智能小车的定位系统800包括:两个第一定位传感器801、两个第二定位传感器802、控制器803。另外,智能小车上还设有电机驱动器、增量型编码器等。
两个第一定位传感器801,设置在所述智能小车上,并且与控制器803电相连,用于探测设置在运行轨道上的多个被检测体。
其中,第一定位传感器801可为漫反射光电传感器或槽型光电传感器,运行轨道上设置的所述多个被检测体可为多个定位孔或多个定位凸点,比如方孔。在一具体示例中,智能小车上设置有两个漫反射光电传感器,运行轨道上设置有多个方孔,且包括目标储位在内的每个储位均与一个方孔对准。在该具体示例中,漫反射光电传感器可进一步选取光源为激光的型号。由于激光光源的光斑小,因此能够进一步减少漫反射光电传感器的误动作,提高定位精度。在另一具体示例中,智能小车上设置有两个槽型光电传感器,运行轨道上设置有多个方孔,且包括目标储位在内的每个储位均与一个方孔对准。
两个第二定位传感器802,设置在所述智能小车上,并且与控制器803电相连,用于探测设置在所述缓存区的多个被检测物。
其中,第二定位传感器802可以为镜反射光电传感器。相应地,与镜反射光电传感器配合使用的多个被检测物可以为两段反光膜。另外,第二定位传感器802也可以为RFID检测传感器。相应地,与RFID检测传感器配合使用的多个被检测物可以为两个RFID标签。
控制器803,设置在所述智能小车上,主要用于执行:流程一、在智能小车执行任务之前,控制器803使所述智能小车回至所述立体仓库的缓存区的指定位置,并在所述指定位置对所述增量型编码器进行回原点操作;流程二、在智能小车执行任务过程中,控制器803对目标储位进行定位。
具体来说,控制器803执行的流程一可包括:
1、控制器803在接到上位机的回原点指令后,向电机驱动器发送第二行驶指令,以令智能小车以第二速度向缓存区的指定位置行驶。
2、在只有一个第二定位传感器探测到被检测物时,控制器803向所述电机驱动器发送第三行驶指令,以令所述智能小车以第三速度向所述指定位置行驶。其中,第三速度小于第二速度。
3、在两个第二定位传感器同时检测到被检测物时,控制器803向所述电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停在所述指定位置。
在一可选示例中,第二定位传感器为镜反射光电传感器,且镜反射光电传感器e、f水平安装在智能小车同一侧。其中,镜反射光电传感器e位于智能小车前端、镜反射光电传感器f位于智能小车后端。反光膜E和反光膜F水平安装在缓存区,且反光膜E距离智能小车较近,反光膜F距离智能小车较远(即智能小车在向缓存区行驶时先经过反光膜E,再经过反光膜F)。
在该可选示例中,当智能小车向缓存区行驶过程中,先是只有镜反射光电传感器e经过并检测到反光膜E,此时控制器803可根据步骤2向电机驱动器发送第三行驶指令,以使智能小车减速行驶。然后,随着智能小车继续向缓存区行驶,会出现镜反射光电传感器e经过并检测到反光膜F、且镜反射光电传感器f经过并检测到反光膜E的时刻,此时控制器803可根据步骤3向电机驱动器发送停车指令,以令智能小车停在所述指定位置。在该可选示例中,根据两个镜反射光电传感器的检测结果能够实现对智能小车进行两段速控制,以及对所述指定位置进行精确定位。另外,还可通过调节两段反光膜的长度、安装位置,灵活调整回原点时的定位精度。
4、控制器803在所述指定位置对所述增量型编码器进行回原点操作。
在本发明实施例中,通过控制器803执行步骤1至步骤3,能够在指定位置对增量型编码器进行回原点操作之前,对智能小车进行两段速控制,从而保证每次智能小车在两个第二定位传感器同时检测到被检测物时的速度一致性。另外,通过步骤1至步骤3中的两段速控制,不仅有助于提高回到所述指定位置的定位精度,而且有助于提高定位效率。
在一可选实施例中,控制器803执行的流程二包括:
i、在接收到针对目标储位的一次定位完成的信息之后,控制器803根据两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否到达目标储位。若是,则执行步骤iv,若否,则执行步骤ii和步骤iii。
其中,所述一次定位是在智能小车执行任务过程中,电机驱动器根据增量型编码器的反馈信息对目标储位进行的。关于具体如何进行一次定位,可参考图1所示实施例的相关内容。
在一优选实施方式中,所述两个第一定位传感器设置在智能小车的同一侧,且沿水平方向前后安装,并且所述两个第一定位传感器的安装间距小于相邻两个被检测体(比如相邻的两个定位孔或相邻的两个定位凸点)的间距。进一步,在该优选实施方式中,所述两个第一定位传感器的安装间距还满足:d=l+2M+D。其中,d为两个第一定位传感器的安装间距,l为被检测体的长度,M为定位精度,D为第一定位传感器所包括的光源的光斑直径。由此可见,在本发明实施例中,可通过调节两个第一定位传感器的安装间距,灵活调整智能小车的定位精度。
在以上优选实施方式中,步骤i具体包括:当所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值满足A=N且B=N-1时,控制器803确认所述智能小车到达目标储位;当所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值满足A=N且B=N,或者满足A=N-1且B=N-1时,控制器803确认所述智能小车未到达目标储位。其中,A为位于智能小车前端的第一定位传感器的探测信号的累计表示,B为位于后端的第一定位传感器的探测信号的累计表示,N为预先确定的至目标储位处被检测体的真实累计值。
例如,当所述两个第一定位传感器为位于智能小车前端的a漫反射光电传感器、和位于智能小车后端的b漫反射光电传感器,运行轨道上的被检测体为方孔,且至目标储位处方孔的真实累计值为20时,步骤i包括:当a漫反射光电传感器的探测信号累计值为20、且b漫反射光电传感器的探测信号累计值为19时,判断出智能小车到达目标储位;当a漫反射光电传感器的探测信号累计值为20、且b漫反射光电传感器的探测信号累计值为20时,判断出智能小车的行驶距离超出了目标储位的位置值;当a漫反射光电传感器的探测信号累计值为19、且b漫反射光电传感器的探测信号累计值为19时,判断出智能小车的行驶距离小于目标储位的位置值。
ii、在判断所述智能小车未到达目标储位的情况下,控制器803向所述电机驱动器发送第一行驶指令,以令所述智能小车以第一速度向所述目标储位移动。
其中,第一速度可设置成较低的速度值,以使智能小车低速移动至目标储位,具体包括:当智能小车的行驶距离超出了目标储位的位置值时,通过第一行驶指令使智能小车沿着原来行驶方向的反方向低速移动一些;当智能小车的行驶距离小于目标储位的位置值时,通过第一行驶指令使智能小车沿着原来行驶方向低速移动一些。
在具体实施时,可能由于轮子打滑或者轮子周长偏差等因素,使得一次定位结果与智能小车实际的行驶距离存在偏差,一次定位结果不准确。因此,通过控制器803执行步骤i,能够对一次定位结果进行校验,以进一步判断智能小车是否到达目标储位。并且,在通过控制器803判断出智能小车未到达目标储位时,可通过控制器803执行步骤ii至步骤iv,使智能小车向目标储位移动、并最终停在目标储位。
iii、控制器803根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否移动到目标储位。若是,则控制器执行步骤iv;若否,则控制器803再次执行步骤ii和步骤iii。
iv、控制器803向电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停车。
进一步,在流程二中,控制器803还可用于执行:在所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值的差值绝对值大于一时,或者在根据所述探测信号累计值得到的已行驶距离与根据电机编码器的反馈信息得到的已行驶距离的差值绝对值大于预设阈值时,控制器803进行报警提示并令所述智能小车停车。
例如,若a漫反射光电传感器的探测信号累计值为18、b漫反射光电传感器的探测信号为16,说明其中一个漫反射光电传感器有误动作发生,则进行报警提示并令所述智能小车停车。又例如,假设所述预设阈值为30厘米,若根据所述探测信号累计值得到的已行驶距离为200厘米、根据电机编码器的反馈信息得到的已行驶距离为250厘米,说明探测信号累计值与增量型编码器计数值之间的偏差超限,则控制器803进行报警提示并令所述智能小车停车。
在本发明实施例中,通过基于增量型编码器的一次定位与基于两个漫反射光电传感器的探测信号累计值的二次定位相结合,能够提高定位精度。另外,通过在一次定位完成之后再启用二次定位,能够有效减少智能小车的低速爬行时间,提高定位效率。通过根据两个定位传感器各自探测信号的累计值进行二次定位,能够有效检测出定位传感器的误动作,降低定位传感器误动作对定位精度的影响。另外,通过在缓存区的指定位置对增量型编码器进行回原点操作,能够有效避免“增量型编码器计数的偏差随智能小车作业时长增加”的问题,进而有助于提高定位精度。
图9是根据本发明一个实施例的定位传感器安装示意图。如图9所示,智能小车可以为穿梭车,在穿梭车的同一侧沿水平方向设置有两个第一定位传感器,分别是第一定位传感器901、第一定位传感器902。在穿梭车的同一侧沿水平方向设置有两个第二定位传感器,分别是第二定位传感器903、第二定位传感器904。另外,除了图9所示的水平安装方式之外,两个第二定位传感器也可以在穿梭车同一侧沿垂直方向上下设置。
附图中的流程图和框图,图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
作为另一方面,本发明还提供了一种计算机可读介质,该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时,使得该设备执行以下流程:在接收到针对目标储位的一次定位完成的信息之后,根据所述两个第一定位传感器各自的探测信号累计值判断所述智能小车是否到达目标储位;若是,则向电机驱动器发送停车指令,以令所述智能小车停车;其中,所述智能小车设置有两个第一定位传感器,并且在运行轨道上设置有与所述两个第一定位传感器配合使用的被检测体;所述一次定位是在智能小车执行任务过程中,电机驱动器根据电机编码器的反馈信息进行的定位。
上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,取决于设计要求和其他因素,可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。