CN113341838A - 一种叉孔高度识别的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叉孔高度识别的装置和方法，包括智能叉车和叉板，其特征在于：所述智能叉车的一端安装有叉臂，所述叉臂远离智能叉车的一侧连接有激光传感器，所述叉孔高度识别的方法包括：两个所述激光传感器分别发射光信号至叉孔和地面，所述叉孔和地面反射光信号至激光传感器后，激光传感器根据反射时间计算叉臂与地面、叉臂与叉孔的距离并反馈到IPC算法处理器；具体涉及高度识别技术领域。该叉孔高度识别的装置和方法，当叉臂上升时，拾取采集单元将采集的数据传递到IPC计算及对比单元，然后IPC算法处理器对拾取采集单元和IPC计算及对比单元分析，从而定位叉孔的高度和位置，避免叉臂因定位不准导致叉取失败的问题。
Description
技术领域
本发明属于叉孔高度识别技术领域，具体涉及一种叉孔高度识别的装置和方法。
背景技术
在中国推进智能制造大背景下，智能物流已成为制造企业迈向无人化、智能化转型的有效途径之一。"无人叉车"作为工业自动化物流的主要实现方式，被广泛应用在重复性搬运、搬运工作强度大、工作环境恶劣、环境要求高的领域。
其无人叉车在转运时，通常叉取货架上的货物或按照标准高度堆放的货物，当堆放的货物高度出现偏差或堆放的货物高度不一致，会造成无人叉车叉取失败。
发明内容
本发明的目的在于提供一种叉孔高度识别的装置和方法，以解决现有的无人叉车因货物高度出现偏差或堆放的货物高度不一致导致无人叉车叉取失败的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种叉孔高度识别的装置和方法，包括智能叉车和叉板，其特征在于：所述智能叉车的一端安装有叉臂，所述叉臂远离智能叉车的一侧连接有激光传感器，所述叉板靠近智能叉车的一侧开设有叉孔，所述叉孔高度识别的方法包括：
A)两个所述激光传感器分别发射光信号至叉孔和地面，所述叉孔和地面反射光信号至激光传感器后，激光传感器根据反射时间计算叉臂与地面、叉臂与叉孔的距离并反馈到IPC算法处理器；
B)所述IPC算法处理器将采样光信号转化为目标点云，所述目标点云与存储模块内部的源点云进行对比计算；
C)根据所述目标点云与源点云的集合，按照计算单元内部的约束条件，过滤和排除干扰点云集合，计算最优匹配参数并与源点云对比，采取误差最小的目标点云集合；
D)所述控制单元控制IPC算法处理器，所述IPC算法处理器随即下达指令驱动智能叉车运动，完成入叉动作。
优选的，所述激光传感器设置有数据传输线和电源线，所述数据传输线和电源线均与智能叉车电性连接。
优选的，包括拾取采集单元、IPC计算及对比单元和控制单元，所述拾取采集单元、IPC算法处理器、IPC计算及对比单元和控制单元的介绍如下：
拾取采集单元；用于采集所述激光传感器发射到叉孔和地面后，由叉孔和地面反射回激光传感器的光信号，然后将光信号反馈到IPC算法处理器；
IPC算法处理器：用于将拾取采集单元采样的光信号转化为目标点云，并与IPC算法处理器内部储存模块的源点云进行对比计算：
IPC计算及对比单元：根据目标点云和源点云的集合，按照IPC计算及对比单元内部设置的约束条件，过滤和排除目标点云的干扰集合，计算最优匹配参数并与源点云对比，采取误差最小的目标点云集合：
控制单元：目标点云集合传递到IPC算法处理器，然后控制IPC算法处理器下达指令驱动智能叉车运动，完成入叉动作。
优选的，所述目标点云集合分别在带匹配的目标点云和源点云中，找到目标点云与源点云最邻近点，然后通过最邻近点计算出最优匹配参数，使得误差函数最小。
优选的，所述叉臂的下方安装有传感器座，所述激光传感器安装于传感器座内部。
优选的，所述激光传感器远离传感器座的一端套设有移动套，所述移动套和传感器座的两侧壁均焊接有滑座，两个所述滑座的内部活动连接有导杆，所述导杆的两端均焊接有挡块，其中一个所述挡块的侧壁与滑座固定连接。
优选的，所述传感器座靠近移动套的一侧焊接有插销，所述移动套靠近传感器座的一侧开设有销孔，所述插销与销孔相匹配。
优选的，所述导杆与滑座为过盈配合。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)、该叉孔高度识别的装置和方法，当叉臂上升时，拾取采集单元将采集的数据传递到IPC计算及对比单元，然后IPC算法处理器对拾取采集单元和IPC计算及对比单元分析，从而定位叉孔的高度和位置，避免叉臂因定位不准导致叉取失败的问题。
(2)、该叉孔高度识别的装置和方法，通过设置有传感器座和移动套，可避免激光传感器因外部碰撞而损坏，实现激光传感器的保护作业，同时，通过导杆和滑座的设置可实现移动套的抽拉作业，继而实现了激光传感器的拆装功能，便于激光传感器检修作业的进行。
附图说明
图1为本发明的使用流程和方法图；
图2为本发明智能叉车和叉板的结构示意图；
图3为本发明的系统原理图；
图4为本发明传感器座的结构示意图；
图5为本发明导杆的结构示意图；
图中：1-智能叉车、2-叉臂、3-激光传感器、4-叉板、5-叉孔、6-IPC算法处理器、7-拾取采集单元、8-IPC计算及对比单元、9-控制单元、10-传感器座、11-移动套、12-导杆、13-滑座、14-销孔、15-插销、16-挡块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图5所示，本发明提供如下技术方案：一种叉孔高度识别的装置和方法，包括智能叉车1和叉板4，智能叉车1的一端安装有叉臂2，叉臂2远离智能叉车1的一侧连接有激光传感器3，叉板4靠近智能叉车1的一侧开设有叉孔5，叉孔高度识别的方法包括：
A)两个激光传感器3分别发射光信号至叉孔5和地面，叉孔5和地面反射光信号至激光传感器3后，激光传感器3根据反射时间计算叉臂2与地面、叉臂2与叉孔5的距离并反馈到IPC算法处理器6；
B)IPC算法处理器6将采样光信号转化为目标点云，目标点云与存储模块内部的源点云进行对比计算；
C)根据目标点云与源点云的集合，按照计算单元内部的约束条件，过滤和排除干扰点云集合，计算最优匹配参数并与源点云对比，采取误差最小的目标点云集合；
D)控制单元控制IPC算法处理器6，IPC算法处理器6随即下达指令驱动智能叉车1运动，完成入叉动作；控制单元控制IPC算法处理器6，IPC算法处理器6随即下达指令驱动智能叉车1运动，完成入叉动作；激光传感器3设置有数据传输线和电源线，数据传输线和电源线均与智能叉车1电性连接，包括拾取采集单元7、IPC计算及对比单元8和控制单元9，拾取采集单元7、IPC算法处理器6、IPC计算及对比单元8和控制单元9的介绍如下：
拾取采集单元7；用于采集激光传感器3发射到叉孔2和地面后，由叉孔2和地面反射回激光传感器3的光信号，然后将光信号反馈到IPC算法处理器6；
IPC算法处理器6：用于将拾取采集单元7采样的光信号转化为目标点云，并与IPC算法处理器6内部储存模块的源点云进行对比计算：
IPC计算及对比单元8：根据目标点云和源点云的集合，按照IPC计算及对比单元8内部设置的约束条件，过滤和排除目标点云的干扰集合，计算最优匹配参数并与源点云对比，采取误差最小的目标点云集合：
控制单元9：目标点云集合传递到IPC算法处理器6，然后控制IPC算法处理器6下达指令驱动智能叉车1运动，完成入叉动作；目标点云集合分别在带匹配的目标点云和源点云中，找到目标点云与源点云最邻近点，然后通过最邻近点计算出最优匹配参数，使得误差函数最小，叉臂2的下方安装有传感器座10，激光传感器3安装于传感器座10内部，激光传感器3远离传感器座10的一端套设有移动套11，移动套11和传感器座10的两侧壁均焊接有滑座13，两个滑座13的内部活动连接有导杆12，导杆12的两端均焊接有挡块16，其中一个挡块16的侧壁与滑座13固定连接，传感器座10靠近移动套11的一侧焊接有插销15，移动套11靠近传感器座10的一侧开设有销孔14，插销15与销孔14相匹配，导杆12与滑座13为过盈配合，当叉臂2上升时，拾取采集单元7将采集的数据传递到IPC计算及对比单元8，然后IPC算法处理器6对拾取采集单元7和IPC计算及对比单元8分析，从而定位叉孔5的高度和位置，避免叉臂2因定位不准导致叉取失败的问题。
工作时，在IPC计算及对比单元分析目标点云时，采取的方法是：通过均匀采样、随机采样和法矢采样三种方式，和点到点、点到投影、点到面三种点集确定方式，通过排列组合的形式计算出最优匹配参数并与源点云对比，采取误差最小的目标点云集合，即为IPC算法处理器从IPC计算及对比单元中选取最佳目标点云的方案。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种叉孔高度识别的装置和方法，包括智能叉车(1)和叉板(4)，其特征在于：所述智能叉车(1)的一端安装有叉臂(2)，所述叉臂(2)远离智能叉车(1)的一侧连接有激光传感器(3)，所述叉板(4)靠近智能叉车(1)的一侧开设有孔(5)，所述叉孔高度识别的方法包括：
A)两个所述激光传感器(3)分别发射光信号至叉孔(5)和地面，所述叉孔(5)和地面反射光信号至激光传感器(3)后，激光传感器(3)根据反射时间计算叉臂(2)与地面、叉臂(2)与叉孔(5)的距离并反馈到IPC算法处理器(6)；
B)所述IPC算法处理器(6)将采样光信号转化为目标点云，所述目标点云与存储模块内部的源点云进行对比计算；
C)根据所述目标点云与源点云的集合，按照计算单元内部的约束条件，过滤和排除干扰点云集合，计算最优匹配参数并与源点云对比，采取误差最小的目标点云集合；
D)所述控制单元控制IPC算法处理器(6)，所述IPC算法处理器(6)随即下达指令驱动智能叉车(1)运动，完成入叉动作。
2.根据权利要求1所述的一种叉孔高度识别的装置和方法，其特征在于：所述激光传感器(3)设置有数据传输线和电源线，所述数据传输线和电源线均与智能叉车(1)电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种叉孔高度识别的装置和方法，其特征在于：包括拾取采集单元(7)、IPC计算及对比单元(8)和控制单元(9)，所述拾取采集单元(7)、IPC算法处理器(6)、IPC计算及对比单元(8)和控制单元(9)的介绍如下：
拾取采集单元(7)；用于采集所述激光传感器(3)发射到叉孔(2)和地面后，由叉孔(2)和地面反射回激光传感器(3)的光信号，然后将光信号反馈到IPC算法处理器(6)；
IPC算法处理器(6)：用于将拾取采集单元(7)采样的光信号转化为目标点云，并与IPC算法处理器(6)内部储存模块的源点云进行对比计算：
IPC计算及对比单元(8)：根据目标点云和源点云的集合，按照IPC计算及对比单元(8)内部设置的约束条件，过滤和排除目标点云的干扰集合，计算最优匹配参数并与源点云对比，采取误差最小的目标点云集合：
控制单元(9)：目标点云集合传递到IPC算法处理器(6)，然后控制IPC算法处理器(6)下达指令驱动智能叉车(1)运动，完成入叉动作。
4.根据权利要求3所述的一种叉孔高度识别的装置和方法，其特征在于：所述目标点云集合分别在带匹配的目标点云和源点云中，找到目标点云与源点云最邻近点，然后通过最邻近点计算出最优匹配参数，使得误差函数最小。
5.根据权利要求4所述的一种叉孔高度识别的装置和方法，其特征在于：所述叉臂(2)的下方安装有传感器座(10)，所述激光传感器(3)安装于传感器座(10)内部。
6.根据权利要求5所述的一种叉孔高度识别的装置和方法，其特征在于：所述激光传感器(3)远离传感器座(10)的一端套设有移动套(11)，所述移动套(11)和传感器座(10)的两侧壁均焊接有滑座(13)，两个所述滑座(13)的内部活动连接有导杆(12)，所述导杆(12)的两端均焊接有挡块(16)，其中一个所述挡块(16)的侧壁与滑座(13)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种叉孔高度识别的装置和方法，其特征在于：所述传感器座(10)靠近移动套(11)的一侧焊接有插销(15)，所述移动套(11)靠近传感器座(10)的一侧开设有销孔(14)，所述插销(15)与销孔(14)相匹配。
8.根据权利要求6所述的一种叉孔高度识别的装置和方法，其特征在于：所述导杆(12)与滑座(13)为过盈配合。
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