地牛AGV对接的纠偏方法、装置、设备以及存储介质
技术领域
本申请涉及自动搬运技术领域,特别是涉及一种地牛AGV对接的纠偏方法、装置、计算机设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
随着科技的发展,科技的应用无处不在。目前,自动引导车(Automated GuidedVehicles,简称为AGV)由于其自动化程度高以及智能化水平高的特点,被广泛应用于自动搬运领域中。其中,地牛AGV(又称为堆垛地牛AGV、叉地牛AGV)具有双货叉特征,主要作用是搬运工厂场地内的空栈板或放有货物的栈板,栈板底部具有两个通道专门用于货叉进入和托举栈板,货叉进入栈板底部两个通道前,涉及到货叉与栈板的对接问题。若对接不好,地牛AGV的货叉有撞到栈板的风险,或进入通道后走歪,导致货叉撞击栈板通道内部。
在相关技术中,通过图像传感器拍摄获得的图像,通过分析拍摄的图像中的指引标志,来确定AGV到达目标状态之间的垂直距离、水平距离、AGV运行速度值以及AGV各驱动组件之间位置关系,然后再根据该垂直距离、到达目标状态需要运行的水平距离值、AGV运行速度值以及AGV各驱动组件之间位置关系来确定AGV从当前状态运行至目标状态需要的控制信息,在该控制信息的控制下运行AGV至目标状态,从而实现AGV到达目标状态中的路线进行纠偏。
发明人在研究过程中发现,上述方法实现了AGV在到达目标状态过程中的路线纠偏,但是,当AGV到达目标状态时,指引标志的位置没变,而待对接物体在放置时存在角度偏差,那么到达目标状态时与待对接物体进行对接会出现AGV上的货叉撞到栈板的风险。
发明内容
基于此,有必要针对相关技术中待对接物体在放置时存在角度偏差,导致地牛AGV到达目标状态时与待对接物体进行对接会出现AGV上的货叉撞到栈板的问题,提供一种地牛AGV对接的纠偏方法、装置、计算机设备以及计算机可读存储介质。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种地牛AGV对接的纠偏方法,包括:
控制地牛AGV运行到预设对接位置;
确定平行于所述地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角;
调整所述地牛AGV的朝向,以使得所述第一偏角在预设偏角范围内。
在一个实施例中,在控制地牛AGV运行到预设对接位置之前,所述方法还包括:
按照用户的控制指令调整所述地牛AGV的朝向;
确定平行于所述地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第二偏角D0;
确定所述预设偏角范围为[-|D0|,+|D0|]。
在一个实施例中,确定平行于所述地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角包括:
根据所述栈板的真实长度和所述真实长度在参考平面上的投影的投影长度,确定所述第一偏角,其中,所述参考平面是垂直于所述第一中心线的平面。
在一个实施例中,确定所述真实长度在参考平面上的投影的投影长度包括:
获取所述地牛AGV的TOF摄像机向所述地牛AGV的朝向拍摄的第一图像,其中,所述TOF摄像机位于所述第一中心线上;
识别所述第一图像中对应于所述栈板的第一栈板图像;
根据第一预设比例关系,确定所述第一栈板图像的长度对应的所述投影长度;
在一个实施例中,确定所述第一栈板图像的长度对应的所述投影长度之后,包括:
计算所述投影长度与所述栈板的真实长度的比值,得到所述第一偏角的余弦值;
确定所述余弦值对应的角度为所述第一偏角。
在一个实施例中,调整所述地牛AGV的朝向,以使得所述第一偏角在预设偏角范围内之后,所述方法包括:
确定所述第一中心线与所述第二中心线之间的第一距离;
调整所述地牛AGV的位置,以使得所述第一距离在预设距离范围内。
在一个实施例中,确定所述第一中心线与所述第二中心线之间的第一距离包括:
获取所述地牛AGV的TOF摄像机向所述地牛AGV的朝向拍摄的第二图像;
识别所述第二图像中对应于所述栈板的第二栈板图像;
确定所述第二栈板图像的中心线与所述第二图像的中心线之间的第二距离;
根据第二预设比例关系和所述第二距离,确定所述第一距离。
根据本发明实施例的另一个方面,还提供了一种地牛AGV对接的纠偏装置,包括:
控制模块,用于控制地牛AGV运行到预设对接位置;
第一确定模块,用于确定平行于所述地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角;
第一调整模块,用于调整所述地牛AGV的朝向,以使得所述第一偏角在预设偏角范围内。
在一个实施例中,所述装置还包括:
第二确定模块,用于确定所述第一中心线与所述第二中心线之间的第一距离;
第二调整模块,用于调整所述地牛AGV的位置,以使得所述距离在预设距离范围内。
根据本发明实施例的又一个方面,还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种地牛AGV对接的纠偏方法。
根据本发明的实施例的再一个方面,还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述的一种地牛AGV对接的纠偏方法。
与现有技术相比,本发明实施例所提供的一种地牛AGV对接的纠偏方法、装置、计算机设备以及存储介质,采用控制地牛AGV运行到预设对接位置;确定平行于地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角;调整地牛AGV的朝向,以使得第一偏角在预设偏角范围内的方式,解决了相关技术中待对接物体在放置时存在相应偏差,导致地牛AGV到达目标状态时与待对接物体进行对接会出现AGV上的货叉撞到栈板的问题,降低了地牛AGV货叉与栈板的碰撞风险,提高了地牛AGV与栈板对接的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例的一种地牛AGV对接的纠偏方法的流程图;
图2为本发明实施例的一种地牛AGV的结构示意图;
图3为本发明实施例的地牛AGV对接栈板的示意图;
图4为本发明实施例的地牛与栈板的对接状态的示意图;
图5为本发明实施例的地牛AGV对接的纠偏方法的流程图;
图6为本发明实施例的地牛AGV的TOF摄像机中心线与栈板中心线的偏离的示意图;
图7为本发明实施例的计算偏角的示意图;
图8为本发明实施例的一种地牛AGV对接的纠偏装置的结构示意图。
附图标记:1-TOF摄像机,2-地牛AGV本体,3-栈板。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,本发明实施例所涉及的术语“第一/第二/第三”仅仅是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序,可以理解地,“第一/第二/第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一/第二/第三”区分的对象在适当情况下可以互换,以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在一个实施例中提供了一种地牛AGV对接的纠偏方法。图1为本发明实施例的一种地牛AGV对接的纠偏方法的流程图,如图1所示,该流程包括:
步骤S102,控制地牛AGV运行到预设对接位置。
步骤S104,确定平行于地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角。
步骤S106,调整地牛AGV的朝向,以使得第一偏角在预设偏角范围内。
通过上述步骤,采用了确定平行于地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角,根据第一偏角去调整地牛AGV的朝向,从而将该第一偏角调整到预设偏角范围内的方法,解决了相关技术中AGV根据指引标志到达目标状态后,指引标志没变,而待对接的栈板存在着以指引标志为中心的旋转偏差,从而导致AGV与待对接物体在进行对接会出现AGV上的货叉撞到栈板的问题,进一步的降低了地牛AGV货叉与待对接的栈板的碰撞风险,提高了地牛AGV与栈板对接的安全性。
在本步骤中,预设对接位置是用于地牛AGV的货叉进入待对接的栈板的通道前,给地牛AGV一个判断平行于地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角是否在预设偏角范围内的位置。若该第一偏角不在预设偏角范围内,预设对接位置方便给地牛AGV提供一个调整过程的位置。其中,预设对接位置可根据实际情况来设定。
需要说明的是,上述的第一偏角是指第一中心线与第二中心线形成的角度,一般为锐角。
其中,在一个实施例中,在控制地牛AGV运行到预设对接位置之前,还包括:
按照用户的控制指令调整地牛AGV的朝向;
确定平行于地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第二偏角D0;
确定预设偏角范围为[-|D0|,+|D0|]。
在本实施中,用户控制地牛AGV的朝向,进而调整偏角大小,然后确定平行于地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第二偏角D0,假设用户确定的D0为3°,则设定的重合标准误差范围为-3°至3°,该误差范围即为上述的预设偏角范围。此外,用户可以根据待对接的栈板的不同规格尺寸,设定不同的预设偏角范围。通过上述方式,实现了用户在栈板自动对接前通过标定重合标准的方式设定预设偏角范围。
在一个实施例中,确定步骤S104中的第一偏角包括:根据栈板的真实长度和栈板真实长度在参考平面上的投影的投影长度,确定第一偏角,其中,参考平面是垂直于上述步骤S104中的第一中心线的平面。采用上述方式,提供了一种确定平行于地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角的方法,但上述第一偏角的确定方法不限于此。
由于摄像机拍摄图像的原理,是将物体投影到垂直于摄像机的中心线的参考平面上,并将投影图像缩放到固定尺寸的大小而得到拍摄图像。因此栈板的真实长度在参考平面上的投影的投影长度可以根据摄像机拍摄的图像按照一定的比例放大后来确定。在一个实施例中,栈板真实长度在参考平面上的投影的投影长度可以根据如下步骤来确定:
步骤1,获取地牛AGV的TOF摄像机向地牛AGV的朝向拍摄的第一图像,其中,TOF摄像机位于第一中心线上;
步骤2,识别第一图像中对应于栈板的第一栈板图像;
步骤3,根据第一预设比例关系,确定第一栈板图像的长度对应的投影长度。
其中,第一预设比例关系可根据预设对接位置的不同而分别设定。该第一预设比例关系是指在某个预设对接位置处,TOF摄像机拍摄到的固定尺寸的第一图像中表示栈板的第一栈板图像的长度与真实栈板在参考平面上投影的投影长度之间的比例关系,例如,某个预设对接位置处的第一预设比例为1:100时,TOF摄像机拍摄到的第一图像中长度为1cm的第一栈板图像代表了真实栈板在参考平面上的投影长度为100cm。
第一栈板图像在第一图像中的长度还可以使用像素来表示。例如,假设在预设对接位置处,TOF摄像机拍摄的第一图像是分辨率为1280×960的图像,识别出在第一图像中第一栈板图像的长度为960个像素,若用户预先设置的第一预设比例关系为5像素代表真实栈板在参考平面上的投影长度为1cm,则可以计算出真实栈板在参考平面上的投影长度为960像素÷5像素×1cm=192cm。采用上述方式,提供了确定真实栈板在参考平面上的投影长度的方法。
在通过第一图像中的栈板图像获得栈板真实长度在参考平面上的投影的投影长度之后,在一个实施例中,可以通过先计算投影长度与栈板的真实长度的比值,得到第一偏角的余弦值;然后确定余弦值对应的角度为第一偏角的方式,以确定平行于地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角。
可选地,在确定第一偏角的余弦值之后,根据下列公式计算第一偏角:
式中,D表示第一偏角,L表示栈板的真实长度在参考平面上的投影长度,Q为栈板的真实长度。
在本步骤中,根据反余弦来计算第一偏角,能够使得计算过程更加简便,逻辑更加清楚。
本发明实施例可以将第一偏角调整到预设偏角范围内,甚至将第一偏角调整到零或者接近于零,从而避免货叉进入栈板通道内之后撞击栈板通道的风险。然而,在一些情况下,第一中心线与第二中心线之间的第一偏角即使被调整到零,仍有可能出现第一中心线与第二中心线平行且距离较远而导致货叉撞击栈板的问题。为了解决这个问题,在一个实施例中,在调整地牛AGV的朝向,以使得第一偏角在预设偏角范围内之后,还可以确定第一中心线与第二中心线之间的第一距离;调整地牛AGV的位置,以使得第一距离在预设距离范围内。采用上述方式,能够避免第一中心线和第二中心线平行时第一距离太大,而导致对接时地牛AGV与待对接的栈板的碰撞,进一步避免了货叉与栈板撞击的风险。
在一个实施例中,确定第一中心线与第二中心线之间的第一距离包括:获取地牛AGV的TOF摄像机向地牛AGV的朝向拍摄的第二图像;识别第二图像中对应于栈板的第二栈板图像;确定第二栈板图像的中心线与第二图像的中心线之间的第二距离;根据第二预设比例关系和第二距离,确定第一距离。
其中,第二预设比例关系可根据预设对接位置的不同而分别设定。该第二预设比例关系是指在某个预设对接位置处,TOF摄像机拍摄到的固定尺寸的第二图像与第二图像中第二栈板图像的中心线之间的第二距离与第一距离的比例关系。例如,某个预设对接位置处的第一预设比例为1:100时,TOF摄像机拍摄到的第二图像的中心线与第二图像中第二栈板图像的中心线之间的第二距离为0.02cm,则根据第二预设比例关系可以得到第一距离为2cm。
第二距离还可以用像素来表示。例如,假设在预设对接位置,TOF拍摄的第二图像是分辨率为1280×960的图像,则第二图像的长度为1280个像素,对第二图像的长度方向上1280个像素从左到右进行编号1、2、3……1280,那么在TOF摄像机位于第一中心线上的情况下,第二图像的中心线穿过第二图像上的长度方向上第640个像素,此时,第二图像的中心线也就是上述的第一中心线。如果识别出第二图像中的第二栈板图像在第二图像的长度方向上第140个像素至第1100个像素之间,则可以将平行于第一中心线且穿过第二图像的长度方向上第(1100+140)÷2=620个像素的直线作为上述的第二中心线。在确定了第一中心线和第二中心线在第二图像中的位置后,进而可以计算出第一中心线与第二中心线之间的第二距离为640-620=20个像素。若用户预先设置的第二预设比例关系为5像素代表真实距离的1cm,则可以计算出第二距离为20像素÷5像素×1cm=4cm。采用上述方式,提供了确定第一中心线与第二中心之间的第一距离方法,进而对第一距离进行调整,进一步地避免第一中心线和第二中心线平行时第一距离太大,而导致货叉与栈板撞击的风险。
下面结合附图和优选实施方式,对本发明实施例进行描述和说明。
在本实施例中提供了一种地牛AGV的结构示意图,如图2所示,地牛AGV包括:TOF摄像机1和地牛AGV本体2,其中,TOF摄像机1在平行于地牛AGV的朝向的第一中心线上。
图3是地牛AGV对接栈板的示意图,如图3所示,栈板3底下具有两个通道,用于地牛AGV的两个货叉进入,然后地牛AGV托举栈板3,带着栈板3进行移动运输。
图4是地牛与栈板的对接状态的示意图,如图4所示,Q为栈板边线(由于栈板为标准尺寸,故Q长度为标准长度),A为栈板中心线,中心线A始终与栈板边线Q垂直,B为TOF摄像机1的中心线,E和F行程的夹角C为TOF摄像机1在水平方向的视场角范围,地牛AGV的左驱动轮、右驱动轮分别位于货叉底下。
图5是地牛AGV对接的纠偏方法的流程图,如图5所示,该流程包括如下步骤:
步骤S502:用户调整地牛AGV使得栈板在TOF摄像机视场角范围内。
步骤S504:用户控制左右驱动轮使得TOF摄像机中心线与栈板中心线大致重合;
由于重合存在一定偏差,在设定的预设偏差范围内可判定为重合,可以根据用户需要设定重合标准。因此,步骤S504的目的为人工标定重合标准为预设偏差范围,即在后续地牛AGV脱离用户干预执行自主对接任务之前,人工标定的预设偏差范围,为后续自动对接提供判断标准。
步骤S506:设定预设对接位置。
步骤S506的目的是设定地牛AGV开始自动执行栈板自动对接的起点。
栈板对接角度的偏差是依靠地牛AGV的驱动轮差速运行调整的,地牛AGV向前有一定位移,故预设对接位置设定的距离越远则栈板对接时地牛AGV可以调整的范围越大。
其中,上述步骤S504与步骤S506的执行顺序可以调换。
在本实施例中,预设对接位置可以根据需求调整。实施如上步骤S504和步骤S506,地牛AGV开始栈板对接的预设对接位置和对接成功(两轴线重合)的标准标定好之后,执行步骤S508。
步骤S508:地牛AGV开始自动运行。
步骤S510:地牛AGV抵达预设对接位置。
步骤S512:地牛AGV判断栈板中心线和TOF摄像机中心线之间的偏角是否在设定预设偏角范围内,若是,则执行步骤S514,若否,执行步骤S516。
步骤S514:地牛AGV货叉进入栈板通道,执行搬运任务。
步骤S516:地牛AGV控制左、右驱动轮执行差速运动进行纠偏,直到满足步骤S512,再执行步骤S514。
图6是地牛AGV的TOF摄像机中心线与栈板中心线的偏离的示意图,如图6所示,模拟了地牛AGV的TOF摄像机中心线B与栈板中心线A偏离,存在偏差角度D且大于预设偏差角度的情况,由于栈板中心线A与传感器中心线B之间的偏差角度D大于预设偏差角度,设备需要进行纠偏对接。
图7是计算偏角的示意图,如图7所示,由于栈板偏斜,TOF摄像机探测到的栈板长度为L(相当于栈板的真实长度投影到参考平面的投影长度),长度L与栈板的真实长度Q之间的夹角为偏转角度D。由于L和Q的长度已知,可以由几何关系,
计算出偏转的角度D,地牛AGV根据偏转角度D调整驱动轮进行纠偏。
在本实施例中还提供了一种地牛AGV对接的纠偏装置。图8为本发明实施例的一种地牛AGV对接的纠偏装置的结构示意图,如图8所示,该装置包括:
控制模块81,用于控制地牛AGV运行到预设对接位置;
第一确定模块82,耦合至控制模块81,用于确定平行于地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角;
第一调整模块83,耦合至第一确定模块82,用于调整地牛AGV的朝向,以使得第一偏角在预设偏角范围内。
与现有技术相比,用过本发明实施例所提供的一种地牛AGV对接的纠偏装置,通过控制模块81控制地牛AGV运行到预设对接位置;然后第一确定模块82确定平行于地牛AGV的朝向的第一中心线与待对接的栈板的第二中心线之间的第一偏角;最后第一调整模块83调整地牛AGV的朝向,以使得第一偏角在预设偏角范围内的方法,解决了相关技术中当AGV到达目标状态时,指引标志的位置没变,而对接物体在放置时存在相应偏差,到达目标状态时与待对接物体进行对接会出现AGV上的货叉有撞到栈板的问题,降低了地牛AGV货叉与栈板的碰撞风险,实现了地牛AGV与栈板对接的安全性。
在一个实施例中,第一确定模块82还用于:根据栈板的真实长度和真实长度在参考平面上的投影的投影长度,确定第一偏角,其中,参考平面是垂直于第一中心线的平面。
在一个实施例中,第一确定模块82还用于:获取地牛AGV的TOF摄像机向地牛AGV的朝向拍摄的第一图像,其中,TOF摄像机位于第一中心线上;
识别第一图像中对应于栈板的第一栈板图像;根据第一预设比例关系,确定第一栈板图像的长度对应的投影长度;计算投影长度与栈板的真实长度的比值,得到第一偏角的余弦值;确定余弦值对应的角度为第一偏角。
在一个实施例中,该装置还包括:第二确定模块,耦合至第一调整模块,用于确定第一中心线与第二中心线之间的第一距离;第二调整模块,耦合至第二确定模块,用于调整地牛AGV的位置,以使得距离在预设距离范围内。
在一个实施例中,第二确定模块还用于;获取地牛AGV的TOF摄像机向地牛AGV的朝向拍摄的第二图像;识别第二图像中对应于栈板的第二栈板图像;确定第二栈板图像的中心线与第二图像的中心线之间的第二距离;根据第二预设比例关系和第二栈板图像的中心线与第二距离,确定第一中心线与第二中心之间的第一距离。
本发明实施例的地牛AGV对接的纠偏装置与上述地牛AGV对接的纠偏方法一一对应,在上述地牛AGV对接的纠偏装置的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于地牛AGV对接的纠偏方法的实施例中。
在本实施例中还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器存储有可执行程序,处理器执行可执行程序时实现上述的地牛AGV对接的纠偏方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例用于地牛AGV对接的纠偏方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,程序可存储于一非易失性的计算机可读存储介质中,如实施例中,该程序可存储于计算机系统的存储介质中,并被该计算机系统中的至少一个处理器执行,以实现包括如上述一种地牛AGV对接的纠偏方法的实施例的流程。其中,存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。