CN112327314A - 一种重载型堆垛机的定位系统、定位方法及控制方法 - Google Patents

一种重载型堆垛机的定位系统、定位方法及控制方法 Download PDF

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CN112327314A CN202010711825.XA CN202010711825A CN112327314A CN 112327314 A CN112327314 A CN 112327314A CN 202010711825 A CN202010711825 A CN 202010711825A CN 112327314 A CN112327314 A CN 112327314A
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Abstract

本发明公开一种重载型堆垛机的定位系统、定位方法及控制方法，其中定位系统包括堆垛机地轨、反光板、激光测距仪、反射片、反射式光电传感器和控制器：堆垛机地轨平行于多个堆垛工位延伸方向设置，堆垛机滑动安装于堆垛机地轨上；反光板固定于堆垛机地轨的一侧；激光测距仪安装于堆垛机上，且激光测距仪的激光出射方向朝向反光板；反射片对应各堆垛工位沿堆垛机地轨长度方向顺次设置；反射式光电传感器安装于堆垛机上，且反射式光电传感器的信号收发端朝向堆垛机地轨；所述激光测距仪、反射式光电传感器的信号输出端分别连接控制器。利用本发明的系统和方法能够实现采用无位置反馈功能交流电机的堆垛机的定位控制，原理架构简单，准确性和可靠性较高。

Description

一种重载型堆垛机的定位系统、定位方法及控制方法
技术领域
本发明涉及交流电机控制技术领域，特别是一种利用交流电机的重载型堆垛机的定位系统、定位方法及控制方法。
背景技术
当前行业内，堆垛机使用的电机一般有两种：一是使用交流电机并通过变频器控制；另一种就是使用伺服电机并通过伺服驱动器控制。在载重较大的应用场合，交流电机相比伺服电机具有更高的性价比和实用性。
采用交流电机的重载型堆垛机，因电机本身不带有编码器位置反馈，必须外加一种定位设备进行辅助。目前堆垛机定位一般有绝对认址和相对认址两种方式，如条码定位、激光定位、编码器定位、反光片定位等。近年来，具有较高定位精度的激光定位使用较为普遍。
但是，就重载型堆垛机而言，即使采用激光测距这一比较先进的方式，并通过闭环速度曲线控制使得堆垛机相对平稳启停，仍然还是普遍存在以下几个问题：一、因堆垛机晃动和数据传输延时等的问题，导致定位精度相对不高；二、定位设备故障时，可能造成堆垛机的失控，从而引发事故；三、对于每个货位而言，堆垛机需要在控制器中预先设定好位置，且一般只能通过人工测量得出，对于大规模的仓储项目而言，调试工作量巨大。
发明内容
本发明的目的是提供一种重载型堆垛机的定位系统、定位方法及控制方法，能够实现采用无位置反馈功能交流电机的堆垛机的定位控制，原理架构简单，准确性和可靠性较高。
本发明采用的技术方案如下：
一方面，本发明提供一种重载型堆垛机的定位系统，包括：
堆垛机地轨，平行于多个堆垛工位延伸方向设置，堆垛机滑动安装于堆垛机地轨上；
反光板，固定于堆垛机地轨的一侧；
激光测距仪，安装于堆垛机上，且激光测距仪的激光出射方向朝向反光板；
反射片，沿堆垛机地轨长度方向顺次设置，且对应各堆垛工位分别设置至少一个反射片；
反射式光电传感器，安装于堆垛机上，且反射式光电传感器的信号收发端朝向堆垛机地轨，所述信号收发端与堆垛机地轨之间设有信号传输通道；
控制器，控制堆垛机驱动电机的运行，从而驱动堆垛机沿堆垛机地轨滑动；所述激光测距仪、反射式光电传感器的信号输出端分别连接控制器。
以上方案在应用时，堆垛机在地轨上滑动的过程中，通过激光测距仪与反光板的配合可测量堆垛机当前位置与反光板所在位置之间的距离，通过反射式光电传感器与反射片的配合，则可感应堆垛机到达某一堆垛工位的信号。控制器可利用激光测距仪测得的实时距离数据，以及反射式光电的感应信号实现对堆垛机驱动电机的定位和闭环反馈控制，并提升堆垛机的定位精度。
可选的，所述反射片对应各堆垛工位分别设置一个。
第二方面，本发明提供一种基于第一方面所述重载型堆垛机定位系统的定位方法，包括：
控制堆垛机驱动电机运行，以驱动堆垛机沿堆垛机地轨正向移动；
在正向移动的过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，记录激光测距仪的测距结果，将对应各堆垛工位的测距结果作为相应堆垛工位的第一位置数据；
控制堆垛机驱动电机运行，以驱动堆垛机沿堆垛机地轨反向移动；
在反向移动的过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，记录激光测距仪的测距结果，将对应各堆垛工位的测距结果作为相应堆垛工位的第二位置数据；
对于各堆垛工位，根据相应的第一位置数据和第二位置数据确定定位位置。
以上方案中，最终确定的定位位置用于供控制器记录并实现对堆垛机驱动电机的反馈控制，可根据目标堆垛工位确定目标定位位置，当实时测距位置达到目标定位位置时，即可控制确定电机停止运行。
可选的，定义对于n号堆垛工位，第一位置数据为Sn.1，第二位置数据为Sn.2，则根据相应的第一位置数据和第二位置数据确定的定位位置Sn为：
Sn＝(Sn.1+Sn.2)/2。
第三方面，本发明提供一种基于第二方面所述定位方法的堆垛机控制方法，包括：
获取目标堆垛工位信息以及当前堆垛机位置下的激光测距结果；
根据目标堆垛工位信息与当前激光测距结果，确定堆垛机移动方向、目标堆垛工位的定位位置、当前堆垛机所在工位的定位位置；
根据预设的对应各堆垛工位的反射计数参考值，计算堆垛机从当前位置移动到目标堆垛工位对应的反射计数参考值正负变化方向；
根据已确定的堆垛机移动方向控制驱动电机运行，以驱动堆垛机朝向目标堆垛工位移动；
将当前堆垛机所在工位对应的反射计数参考值作为预设反射计数标识的初始值，在堆垛机移动过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，则更新一次反射计数标识的值，更新后的反射计数值为在当前反射计数值的基础上按照已确定的正/负变化方向增加/减少设定间隔值；
响应于更新后的反射计数值等于目标堆垛工位的反射计数参考值，则控制驱动电机停止运行，以使得堆垛机停止移动。
在不考虑误差的情形下，当控制结束堆垛机停止移动时，堆垛机停止的位置即为目标堆垛工位的对应位置。
所述堆垛机从当前位置移动到目标堆垛工位对应的反射计数参考值正负变化方向即，反射计数参考值是减小还是增加，若为减小，则变化方向为负方向，若增加则变化方向为正方向。至于堆垛机的移动方向，可设置堆垛机朝向反光板移动的方向为正方向，或者设置堆垛机从反射计数参考值较小工位向反射计数参考值较大工位移动的方向为正方向。由于堆垛机的移动方向必然向着目标堆垛工位，因此无论定义哪个移动方向为正向，堆垛机的两个移动方向与反射计数参考值的两个变化方向都是一一对应的。
可选的，将堆垛机背向反光板的移动作为正向移动，所述预设对应各堆垛工位的反射计数参考值的设置方法为：从靠近反光板到远离反光板的各堆垛工位的反射计数参考值依次增大所述设定间隔值。所述设定间隔值与后续堆垛机移动过程中反射计数值的更新间隔相对应，皆可设置为数值1。这种实施方式中，当目标工位反射计数参考值较大，则堆垛机需要正向移动，同时激光测距的结果为逐渐变大。
可选的，本发明方法中，在控制堆垛机从当前堆垛工位向目标堆垛工位移动过程中，将全部控制过程分为四个阶段，依次为：第一阶段控制堆垛机加速至设定速度，第二阶段控制堆垛机以设定速度匀速移动，第三阶段控制堆垛机减速至设定最低速，第四阶段控制堆垛机以设定最低速移动，直至到达目标堆垛工位时停止。
可选的，方法还包括：计算堆垛机从当前堆垛工位移动到目标堆垛工位的反射计数变化量；根据反射计数变化量确定驱动电机的加速区间、匀速移动区间和减速区间的距离或时间长度。
以上方案中，若反射计数变化量较大，则加速区间和减速区间和相应的设置为较大的区间范围，减小电机功耗，方便堆垛机和驱动电机的平稳加速和平稳减速。
进一步的，在控制堆垛机从当前堆垛工位向目标堆垛工位移动过程中，响应于当前反射计数值与目标反射计数值之间的差值小于设定差值阈值，则控制驱动电机转速降低至预设最小转速，使得堆垛机以最低速度移动，直至当前反射计数值等于目标反射计数值时，控制驱动电机停转，堆垛机停止移动。
以上方案中，短距离状态下，较低的速度能够进一步保证在到达目标位置时立即停止，提升定位控制的精度。
可选的，方法还包括：实时获取堆垛机移动过程中的激光测距结果；
实时将当前反射计数值与各堆垛工位的反射计数参考值进行比较，确定相应的堆垛工位或相应的堆垛工位与即将到达的堆垛工位；
将所确定的堆垛工位对应的定位位置与激光测距结果进行比较，根据比较结果判断是否发生设备故障。
可选的，假设测距偏差为Δs，堆垛机朝背离反光板的方向移动过程中，当前反射计数值等于第i个堆垛工位的反射计数参考值为Ci，实时激光测距结果为S，第i个堆垛工位的定位位置为Si，堆垛机即将到达的堆垛工位的定位位置为Si+1；
则所述将所确定的堆垛工位对应的定位位置与激光测距结果进行比较为，判断是否满足以下公式：
Si+1+Δs≥S≥Si-Δs
若满足，则未发生设备故障，否则发生了设备故障。
以上方案能够实现对定位控制系统的实时校验，避免设备故障时造成控制不准确。当堆垛机朝向反光板方向移动时，原理相同，公式对应为：Si+Δs≥S≥Si-1-Δs。
第四方面，本发明还提供第二种基于第二方面所述定位方法的堆垛机控制方法，包括：
获取目标堆垛工位信息以及当前堆垛机位置下的激光测距结果；
根据目标堆垛工位信息与当前激光测距结果，确定堆垛机移动方向，以及预设反射计数标识的反射计数变化量和正负变化方向；
根据已确定的堆垛机移动方向控制驱动电机运行，以驱动堆垛机朝向目标堆垛工位移动；
在堆垛机移动过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，则更新一次反射计数标识的反射计数值，更新后的反射计数值为在当前反射计数值的基础上按照已确定的正/负变化方向增加/减少设定间隔值；
响应于更新后的反射计数值与堆垛机移动前的初始值之间的差值等于反射计数变化量，则控制驱动电机停止运行，以使得堆垛机停止移动。
在不考虑误差的情形下，当控制结束堆垛机停止移动时，堆垛机停止的位置即为目标堆垛工位的对应位置。
以上技术方案与第三方面相比，通过反射计数值变化量实现根据增量的控制，无需预先设置各堆垛工位的反射计数参考量，仅需设置反射计数值的初值，初值可设置为0或其他任何值。
可选的，根据目标堆垛工位信息与当前激光测距结果，确定预设反射计数标识的反射计数变化量和正负变化方向包括：
根据目标堆垛工位信息确定目标堆垛工位的定位位置；
根据当前激光测距结果确定当前堆垛机位置；
根据目标定位位置和当前堆垛机位置确定堆垛机移动方向；
根据目标定位位置与当前堆垛位置之间的堆垛工位数量确定反射计数标识的反射计数变化量，所述反射计数标识的正负变化方向为增加或减少。
可选的，方法还包括，预设反射计数变化量的正负变化方向与堆垛机移动方向之间的对应关系，根据已确定的堆垛机移动方向确定反射计数变化量的正负变化方向位增加或者减少。如假设堆垛机背离反光板移动为正向移动，对应关系可为堆垛机正向移动则每次接受到光电反射传感器上升沿信号时，在当前反射计数值上增加一设定间隔值，反向移动时，则每次减去一设定间隔值。同理可采用基于相同构思的其它对应关系设置方式。
具体的：方法中所述设定间隔值可为1；
在堆垛机正向移动过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，则反射计数标识的反射计数值加1；
在堆垛机反向移动过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号在反射计数标识的反射计数值减1。
可选的，本发明方法中，在控制堆垛机从当前堆垛工位向目标堆垛工位移动过程中，将全部控制过程分为四个阶段，依次为：第一阶段控制堆垛机加速至设定速度，第二阶段控制堆垛机以设定速度匀速移动，第三阶段控制堆垛机减速至设定最低速，第四阶段控制堆垛机以设定最低速移动，直至到达目标堆垛工位时停止。
可选的，方法还包括，根据反射计数标识的反射计数变化量确定驱动电机的加速区间、匀速移动区间和减速区间。若反射计数变化量较大，则加速区间和减速区间和相应的设置为较大的区间范围，减小电机功耗，方便堆垛机和驱动电机的平稳加速和平稳减速。
进一步的，响应于当前反射计数值与目标反射计数值之间的差值小于设定差值阈值，则控制驱动电机转速降低至预设最小转速，使得堆垛机以最低速度移动，直至当前反射计数值等于目标反射计数值时，控制驱动电机停转，堆垛机停止移动。短距离状态下，较低的速度能够进一步保证在到达目标位置时立即停止，提升定位控制的精度。
有益效果
本发明的定位系统通过激光测距仪与反光板的配合可测量堆垛机当前位置与反光板所在位置之间的距离，通过反射式光电传感器与反射片的配合，则可感应堆垛机到达某一堆垛工位的信号。控制器可利用激光测距仪测得的实时距离数据，以及反射式光电的感应信号实现对堆垛机驱动电机的定位和闭环反馈控制，并提升堆垛机的定位精度。
本发明的定位方法能够对堆垛机正确停靠在各堆垛工位时的位置进行预先定位，从而为实时控制提供参考。
在堆垛机运行时，利用本发明的两种控制方法均能有效实现堆垛机在各堆垛工位之间的切换，激光测距仪与光电反射传感器的设置，与控制逻辑的配合，不仅能够进行堆垛机的移动控制，同时能够实现运行过程的位置校验，避免设备故障造成的控制失效。
综上，本发明的堆垛机定位系统、定位方法和控制方法，能够实现堆垛机在运行工况下的定位控制，且控制可靠精度高。
附图说明
图1所示为本发明定位系统结构示意图，其中，1-堆垛机，2-堆垛机地轨，3-激光测距仪，4-反光板，5-反射式光电传感器，6-反光片；
图2所示为本发明一种堆垛机控制方法的实施例流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述。
实施例1
本实施例介绍一种重载型堆垛机的定位系统，参考图1所示，定位系统包括：
堆垛机地轨，平行于多个堆垛工位延伸方向设置，堆垛机滑动安装于堆垛机地轨上；
反光板，固定于堆垛机地轨的一侧；
激光测距仪，安装于堆垛机上，且激光测距仪的激光出射方向朝向反光板；
反射片，沿堆垛机地轨长度方向顺次设置，且对应各堆垛工位分别设置至少一个反射片；
反射式光电传感器，安装于堆垛机上，且反射式光电传感器的信号收发端朝向堆垛机地轨，所述信号收发端与堆垛机地轨之间设有信号传输通道；
控制器，控制堆垛机驱动电机的运行，从而驱动堆垛机沿堆垛机地轨滑动；所述激光测距仪、反射式光电传感器的信号输出端分别连接控制器。
以上所述信号传输通道可简单理解为反射式光电传感器所收发的信号能够穿过的通道，如允许红外线投射的光孔等。
如图1所示的实施例，反射片对应各堆垛工位分别设置一个。
在应用时，堆垛机在地轨上滑动的过程中，激光测距仪可对堆垛机与反光板之间的距离进行测量，当堆垛机途径某一货位(堆垛机工位)时，反射式光电传感器发出的信号被反光片反射，将向控制器发送上升沿信号，即控制器接收到反射式光电传感器的感应信号。可见通过激光测距仪与反光板的配合可测量堆垛机当前位置与反光板所在位置之间的距离，通过反射式光电传感器与反射片的配合，则可感应堆垛机到达某一堆垛工位的信号。控制器可利用激光测距仪测得的实时距离数据，以及反射式光电的感应信号实现对堆垛机驱动电机的定位和闭环反馈控制和位置校验，提升堆垛机的定位精度。
实施例2
本实施例与实施例1基于相同发明构思，介绍基于实施例1中重载型堆垛机定位系统的定位方法，包括：
控制堆垛机驱动电机运行，以驱动堆垛机沿堆垛机地轨正向移动；
在正向移动的过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，记录激光测距仪的测距结果，将对应各堆垛工位的测距结果作为相应堆垛工位的第一位置数据；
控制堆垛机驱动电机运行，以驱动堆垛机沿堆垛机地轨反向移动；
在反向移动的过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，记录激光测距仪的测距结果，将对应各堆垛工位的测距结果作为相应堆垛工位的第二位置数据；
对于各堆垛工位，根据相应的第一位置数据和第二位置数据确定定位位置。
以上正向移动和反向移动可任意规定，最终确定的定位位置用于供控制器记录并实现对堆垛机驱动电机的反馈控制，可根据目标堆垛工位确定目标定位位置，当实时测距位置达到目标定位位置时，即可控制确定电机停止运行。
定义对于n号堆垛工位，第一位置数据为Sn.1，第二位置数据为Sn.2，则根据相应的第一位置数据和第二位置数据确定的定位位置Sn为：
Sn＝(Sn.1+Sn.2)/2。
定位方法的具体步骤举例说明如下：
步骤S11，开始位置测量，首先堆垛机从地轨一端正向行走，直至到达地轨另一端，每次检测到反射光电上升沿时，记录位置信息S1.2S1.1、S2.1、...、S99.1、S100.1；
步骤S12，堆垛机从地轨另一端反向行走，每次检测到反射光电上升沿时，记录位置信息S100.2、S99.2、...、S2.2、S1.2；
步骤S13，计算位置信息，S1＝(S1.1+S1.2)/2,S2＝(S2.1+S2.2)/2,...，S100＝(S100.1+S100.2)/2，至此位置测量流程完成。
实施例3
与实施例1和2基于相同的发明构思，本实施例介绍一种堆垛机控制方法，包括：
获取目标堆垛工位信息以及当前堆垛机位置下的激光测距结果；
根据目标堆垛工位信息与当前激光测距结果，确定堆垛机移动方向、目标堆垛工位的定位位置、当前堆垛机所在工位的定位位置；
根据预设的对应各堆垛工位的反射计数参考值，计算堆垛机从当前位置移动到目标堆垛工位对应的反射计数参考值正负变化方向；
根据已确定的堆垛机移动方向控制驱动电机运行，以驱动堆垛机朝向目标堆垛工位移动；
将当前堆垛机所在工位对应的反射计数参考值作为预设反射计数标识的初始值，在堆垛机移动过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，则更新一次反射计数标识的值，更新后的反射计数值为在当前反射计数值的基础上按照已确定的正/负变化方向增加/减少设定间隔值；
响应于更新后的反射计数值等于目标堆垛工位的反射计数参考值，则控制驱动电机停止运行，以使得堆垛机停止移动。
以上目标堆垛工位信息可来源于工作人员通过人机交互接口输入至控制器。在不考虑误差的情形下，当控制结束堆垛机停止移动时，堆垛机停止的位置即为目标堆垛工位的对应位置。
本发明中，堆垛机从当前位置移动到目标堆垛工位对应的反射计数参考值正负变化方向即反射计数参考值是减小还是增加，若为减小，则变化方向为负方向，若增加则变化方向为正方向。至于堆垛机的移动方向，可设置堆垛机朝向反光板移动的方向为正方向，或者设置堆垛机从反射计数参考值较小工位向反射计数参考值较大工位移动的方向为正方向。由于堆垛机的移动方向必然向着目标堆垛工位，因此无论定义哪个移动方向为正向，堆垛机的两个移动方向与反射计数参考值的两个变化方向都是一一对应的。
假设将堆垛机背向反光板的移动作为正向移动，所述预设对应各堆垛工位的反射计数参考值的设置方法为：从靠近反光板到远离反光板的各堆垛工位的反射计数参考值依次增大所述设定间隔值。所述设定间隔值与后续堆垛机移动过程中反射计数值的更新间隔相对应，皆可设置为数值1。这种实施方式中，当目标工位反射计数参考值较大，则堆垛机需要正向移动，同时激光测距的结果为逐渐变大。
为了实现对堆垛机驱动电机的高效控制，本实施例在控制堆垛机从当前堆垛工位向目标堆垛工位移动过程中，将全部控制过程分为四个阶段，依次为：第一阶段控制堆垛机加速至设定速度，第二阶段控制堆垛机以设定速度匀速移动，第三阶段控制堆垛机减速至设定最低速，第四阶段控制堆垛机以设定最低速移动，直至到达目标堆垛工位时停止。
各阶段的堆垛机位移长度或移动时间可根据反射计数变化总量确定，反射计数变化总量即当前堆垛工位与目标堆垛工位的反射计数参考值的差值。若反射计数变化量较大，则加速区间和减速区间和相应的设置为较大的区间范围，减小电机功耗，方便堆垛机和驱动电机的平稳加速和平稳减速。
在控制堆垛机从当前堆垛工位向目标堆垛工位移动过程中，响应于当前反射计数值与目标反射计数值之间的差值小于设定差值阈值，则控制驱动电机转速降低至预设最小转速，使得堆垛机以最低速度移动，直至当前反射计数值等于目标反射计数值时，控制驱动电机停转，堆垛机停止移动。短距离状态下，较低的速度能够进一步保证在到达目标位置时立即停止，提升定位控制的精度。
本实施例驱动电机的加速区间、匀速移动区间和减速区间的设计可为这种设置：
假设堆垛机当前在0号货位，初始的反射计数值Cinitial为0，目标位置为100号货位，目标的反射计数参考值Ctarget为100，首先控制堆垛机平稳加速，加速距离区间设定为Sacc，使堆垛机在加速区间Sacc内均匀加速，直至加速到设定的最高速Vmax开始匀速行走；堆垛机行走过程中，每经过一个反光片，反射计数值C加1。当反射计数值C＝98时，根据计时时间均匀减速，设定为在计时3s内减速至最低速Vmin。当反射计数值C＝99时，无论是否已经减速到最低速，都以最低速Vmin开始行走，直至反射计数值C＝100时停止。。
为了避免设备故障造成的控制失效，本实施例方法还包括：
实时获取堆垛机移动过程中的激光测距结果；
实时将当前反射计数值与各堆垛工位的反射计数参考值进行比较，确定相应的堆垛工位或相应的堆垛工位与即将到达的堆垛工位；
将所确定的堆垛工位对应的定位位置与激光测距结果进行比较，根据比较结果判断是否发生设备故障。
假设测距偏差为Δs，堆垛机朝背离反光板的方向移动过程中，当前反射计数值等于第i个堆垛工位的反射计数参考值为Ci，实时激光测距结果为S，第i个堆垛工位的定位位置为Si，堆垛机即将到达的堆垛工位的定位位置为Si+1；
则所述将所确定的堆垛工位对应的定位位置与激光测距结果进行比较为，判断是否满足以下公式：
Si+1+Δs≥S≥Si-Δs
若满足，则未发生设备故障，否则发生了设备故障。
以上方案能够实现对定位控制系统的实时校验，避免设备故障时造成控制不准确。当堆垛机朝向反光板方向移动时，原理相同，公式对应为：Si+Δs≥S≥Si-1-Δs。
本实施例与实施例2结合的方法流程如图2所示，在实施例2的流程基础上，本实施例进行控制工况下的控制方法包括以下步骤：
步骤S21，系统启动后判断定位位置S1、S2、...是否已经测量，是则进入自动运行流程，否则进入S11-S13的定位流程；定位流程可在半自动工况下配合人工操作确认执行；
步骤S22，定位流程完成后，进入自动运行控制流程，堆垛机控制器等待上位机或者工作人员通过人机交互界面发送运行指令，运行指令中至少包括目标货位信息，如目标货位号等，还可包括堆垛机在移动时的最高速、最低速等参数；根据目标货位信息可确定堆垛机行走方向和反射计数值的正负变化方向；
步骤S23，根据激光测距值S和目标货位信息，确定初始位置反射计数值Cinitial、初始激光测距值Sinitial，和目标位置反射计数值Ctarget、激光测距值Starget即目标工位的反射计数参考值和已定位的位置数据；
步骤S24，堆垛机行走过程中，实时读取激光测距仪读数S，实时检测反射光电信号并更新反射计数值C，正向行走则在感应到反射光电上升沿时C加1，反向行走则减1；
步骤S25，在加速区间Sacc内均匀加速，直至加速到最大速度Vmax，然后以Vmax匀速行走；
步骤S26，实时校验S值：C为N时，对应的货位位置为Sn，下一货位位置为Sn+1，设定允许偏差为Δs，S值应大于Sn-Δs且小于Sn+1+Δs，否则立即停机报警；
步骤S27，实时监控反射计数值C的变化，当C＝Ctarget-2时，无论行走是在加速段还是在匀速段，必须开始减速，在较短时间内减速至最低速Vmin；当C＝Ctarget-1时，无论是否已经减速到最低速Vmin，都必须以Vmin匀速行走；也即如目标位置为相邻货位，则直接以最低速Vmin行走；
步骤S28，实时监控反射计数值C变化，当C＝Ctarget时，行走立即停止，定位控制完成。
实施例4
同样1-4基于相同的发明构思，本实施例介绍第二种基于实施例2定位方法的堆垛机控制方法，包括：
获取目标堆垛工位信息以及当前堆垛机位置下的激光测距结果；
根据目标堆垛工位信息与当前激光测距结果，确定堆垛机移动方向，以及预设反射计数标识的反射计数变化量和正负变化方向；
根据已确定的堆垛机移动方向控制驱动电机运行，以驱动堆垛机朝向目标堆垛工位移动；
在堆垛机移动过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，则更新一次反射计数标识的反射计数值，更新后的反射计数值为在当前反射计数值的基础上按照已确定的正/负变化方向增加/减少设定间隔值；
响应于更新后的反射计数值与堆垛机移动前的初始值之间的差值等于反射计数变化量，则控制驱动电机停止运行，以使得堆垛机停止移动。
目标堆垛工位信息可由工作人员通过上位机或者人机交互接口发送至控制器，其可包括目标货位号等，还可包括堆垛机在移动时的最高速、最低速等参数，控制器可预先设置货位号变化与反射计数变化量的对应逻辑，也即货位移动n个，反射计数变化量即为n；根据目标货位信息可确定堆垛机行走方向和反射计数值的正负变化方向。
在不考虑误差的情形下，当控制结束堆垛机停止移动时，堆垛机停止的位置即为目标堆垛工位的对应位置。
与实施例3不同的是，本实施例通过反射计数值变化量实现根据增量的控制，无需预先设置各堆垛工位的反射计数参考值，仅需设置反射计数值的初值，初值可设置为0或其他任何值。
本实施例中，根据目标堆垛工位信息与当前激光测距结果，确定预设反射计数标识的反射计数变化量和正负变化方向包括：
根据目标堆垛工位信息确定目标堆垛工位的定位位置；
根据当前激光测距结果确定当前堆垛机位置；
根据目标定位位置和当前堆垛机位置确定堆垛机移动方向；
根据目标定位位置与当前堆垛位置之间的堆垛工位数量确定反射计数标识的反射计数变化量，所述反射计数标识的正负变化方向为增加或减少。
本实施例方法还包括，预设反射计数变化量的正负变化方向与堆垛机移动方向之间的对应关系，根据已确定的堆垛机移动方向确定反射计数变化量的正负变化方向位增加或者减少。如假设堆垛机背离反光板移动为正向移动，对应关系可为堆垛机正向移动则每次接受到光电反射传感器上升沿信号时，在当前反射计数值上增加一设定间隔值，反向移动时，则每次减去一设定间隔值。同理可采用基于相同构思的其它对应关系设置方式。
具体的：方法中所述设定间隔值可为1；
在堆垛机正向移动过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，则反射计数标识的反射计数值加1；
在堆垛机反向移动过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号在反射计数标识的反射计数值减1。
本发明方法中，在控制堆垛机从当前堆垛工位向目标堆垛工位移动过程中，将全部控制过程分为四个阶段，依次为：第一阶段控制堆垛机加速至设定速度，第二阶段控制堆垛机以设定速度匀速移动，第三阶段控制堆垛机减速至设定最低速，第四阶段控制堆垛机以设定最低速移动，直至到达目标堆垛工位时停止。
本实施例方法还包括，根据反射计数标识的反射计数变化量确定驱动电机的加速区间、匀速移动区间和减速区间。若反射计数变化量较大，则加速区间和减速区间和相应的设置为较大的区间范围，减小电机功耗，方便堆垛机和驱动电机的平稳加速和平稳减速。
进一步的，响应于当前反射计数值与目标反射计数值之间的差值小于设定差值阈值，则控制驱动电机转速降低至预设最小转速，使得堆垛机以最低速度移动，直至当前反射计数值等于目标反射计数值时，控制驱动电机停转，堆垛机停止移动。短距离状态下，较低的速度能够进一步保证在到达目标位置时立即停止，提升定位控制的精度。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例2-4可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种重载型堆垛机的定位系统，其特征是，包括：
堆垛机地轨，平行于多个堆垛工位延伸方向设置，堆垛机滑动安装于堆垛机地轨上；
反光板，固定于堆垛机地轨的一侧；
激光测距仪，安装于堆垛机上，且激光测距仪的激光出射方向朝向反光板；
反射片，沿堆垛机地轨长度方向顺次设置，且对应各堆垛工位分别设置至少一个反射片；
反射式光电传感器，安装于堆垛机上，且反射式光电传感器的信号收发端朝向堆垛机地轨，所述信号收发端与堆垛机地轨之间设有信号传输通道；
控制器，控制堆垛机驱动电机的运行，从而驱动堆垛机沿堆垛机地轨滑动；所述激光测距仪、反射式光电传感器的信号输出端分别连接控制器。
2.一种基于权利要求1所述重载型堆垛机定位系统的定位方法，其特征是，包括：
控制堆垛机驱动电机运行，以驱动堆垛机沿堆垛机地轨正向移动；
在正向移动的过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，记录激光测距仪的测距结果，将对应各堆垛工位的测距结果作为相应堆垛工位的第一位置数据；
控制堆垛机驱动电机运行，以驱动堆垛机沿堆垛机地轨反向移动；
在反向移动的过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，记录激光测距仪的测距结果，将对应各堆垛工位的测距结果作为相应堆垛工位的第二位置数据；
对于各堆垛工位，根据相应的第一位置数据和第二位置数据确定定位位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，定义对于n号堆垛工位，第一位置数据为Sn.1，第二位置数据为Sn.2，则根据相应的第一位置数据和第二位置数据确定的定位位置Sn为：
Sn＝(Sn.1+Sn.2)/2。
4.一种基于权利要求2或3所述定位方法的堆垛机控制方法，其特征是，包括：
获取目标堆垛工位信息以及当前堆垛机位置下的激光测距结果；
根据目标堆垛工位信息与当前激光测距结果，确定堆垛机移动方向、目标堆垛工位的定位位置、当前堆垛机所在工位的定位位置；
根据预设的对应各堆垛工位的反射计数参考值，计算堆垛机从当前位置移动到目标堆垛工位对应的反射计数参考值正负变化方向；
根据已确定的堆垛机移动方向控制驱动电机运行，以驱动堆垛机朝向目标堆垛工位移动；
将当前堆垛机所在工位对应的反射计数参考值作为预设反射计数标识的初始值，在堆垛机移动过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，则更新一次反射计数标识的值，更新后的反射计数值为在当前反射计数值的基础上按照已确定的正/负变化方向增加/减少设定间隔值；
响应于更新后的反射计数值等于目标堆垛工位的反射计数参考值，则控制驱动电机停止运行，以使得堆垛机停止移动。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，还包括：实时获取堆垛机移动过程中的激光测距结果；
实时将当前反射计数值与各堆垛工位的反射计数参考值进行比较，确定相应的堆垛工位或相应的堆垛工位与即将到达的堆垛工位；
将所确定的堆垛工位对应的定位位置与激光测距结果进行比较，根据比较结果判断是否发生设备故障。
6.一种基于权利要求2或3所述定位方法的堆垛机控制方法，其特征是，包括：
获取目标堆垛工位信息以及当前堆垛机位置下的激光测距结果；
根据目标堆垛工位信息与当前激光测距结果，确定堆垛机移动方向，以及预设反射计数标识的反射计数变化量和正负变化方向；
根据已确定的堆垛机移动方向控制驱动电机运行，以驱动堆垛机朝向目标堆垛工位移动；
在堆垛机移动过程中，响应于接收到反射式光电传感器的感应信号，则更新一次反射计数标识的反射计数值，更新后的反射计数值为在当前反射计数值的基础上按照已确定的正/负变化方向增加/减少设定间隔值；
响应于更新后的反射计数值与堆垛机移动前的初始值之间的差值等于反射计数变化量，则控制驱动电机停止运行，以使得堆垛机停止移动。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，根据目标堆垛工位信息与当前激光测距结果，确定预设反射计数标识的反射计数变化量和正负变化方向包括：
根据目标堆垛工位信息确定目标堆垛工位的定位位置；
根据当前激光测距结果确定当前堆垛机位置；
根据目标定位位置和当前堆垛机位置确定堆垛机移动方向；
根据目标定位位置与当前堆垛位置之间的堆垛工位数量确定反射计数标识的反射计数变化量，所述反射计数标识的正负变化方向为增加或减少。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，还包括，预设反射计数变化量的正负变化方向与堆垛机移动方向之间的对应关系；
根据已确定的堆垛机移动方向确定反射计数变化量的正负变化方向位增加或者减少。
9.根据权利要求4至8任一项所述的方法，其特征是，在控制堆垛机从当前堆垛工位向目标堆垛工位移动过程中，将全部控制过程分为四个阶段，依次为：第一阶段控制堆垛机加速至设定速度，第二阶段控制堆垛机以设定速度匀速移动，第三阶段控制堆垛机减速至设定最低速，第四阶段控制堆垛机以设定最低速移动，直至到达目标堆垛工位时停止。
10.根据权利要求4至8任一项所述的方法，其特征是，在控制堆垛机从当前堆垛工位向目标堆垛工位移动过程中，响应于当前反射计数值与目标反射计数值之间的差值小于设定差值阈值，或者当前反射计数变化量与预先计算的反射计数变化量之间的差值小于设定差值阈值，则控制驱动电机转速降低至预设最小转速，使得堆垛机以最低速度移动，直至当前反射计数值等于目标反射计数值时，控制驱动电机停转，堆垛机停止移动。
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