CN113955360B - 基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统 - Google Patents

基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113955360B
CN113955360B CN202010698242.8A CN202010698242A CN113955360B CN 113955360 B CN113955360 B CN 113955360B CN 202010698242 A CN202010698242 A CN 202010698242A CN 113955360 B CN113955360 B CN 113955360B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel coil
vehicle
scanning
data
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010698242.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113955360A (zh
Inventor
陈欣
刘峰
唐中美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Baosight Software Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Baosight Software Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Baosight Software Co Ltd filed Critical Shanghai Baosight Software Co Ltd
Priority to CN202010698242.8A priority Critical patent/CN113955360B/zh
Publication of CN113955360A publication Critical patent/CN113955360A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113955360B publication Critical patent/CN113955360B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/0485—Check-in, check-out devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/16—Applications of indicating, registering, or weighing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C15/00—Safety gear
    • B66C15/06—Arrangements or use of warning devices
    • B66C15/065—Arrangements or use of warning devices electrical
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10861—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices sensing of data fields affixed to objects or articles, e.g. coded labels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/087—Inventory or stock management, e.g. order filling, procurement or balancing against orders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统，包括：步骤1：对具有车辆装载信息的车辆进行全车形状扫描；步骤2：在完成全车形状扫描后，发出卸车指令；步骤3：执行钢卷吊运，对钢卷的卷号进行身份扫描；步骤4：将完成身份扫描的钢卷的卷号身份扫描信息与车辆装载信息进行比对，若有不同，则发出警报；否则，完成钢卷入库；所述钢卷的外表面贴有钢卷身份扫描信息的标签，标签黏贴在钢卷上相对固定位置处。本发明在减少人力资源消耗的同时又保证了信息贯通的准确性，为实现上下游库区信息准确跟踪、自动化生产的安全保障做出了重要贡献。

Description

基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统
技术领域
本发明涉及无人起重机技术领域，具体地，涉及一种基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统。
背景技术
随着工业自动化的高速发展、工业4.0、“中国制造”等概念的提出，越来越多的钢制品仓库正逐步实现全自动的吊运和管理。在全自动钢制品仓库中，除了需要保障吊运的效率和安全性，其中信息流的贯通是智能仓库的前提。
在钢厂里，钢卷转库的方式有很多种，比如采用社会车辆、大头娃娃车、牵引车、车辆等来驳运钢卷实现转库。在人工操作的库区，在进行车辆驳运钢卷入库作业时，需要人工确认车辆及所驳运的钢卷信息并进行人工吊运钢卷入库的操作，最后还需人工更新库区信息。即便是在某些已经使用无人全自动行车作业的库区里，它的车辆驳运钢卷入库的作业流程大体为：车辆停靠到库区指定车位后→人工手持条码手持终端对车辆信息进行确认，并对钢卷表面的标签进行扫描→库区管理系统启动激光扫描系统进行车辆形状扫描以便获得车辆及车辆上钢卷的具体位置坐标，并同时比对手持机扫描到的钢卷信息→生成自动吊运指令，将钢卷自动吊运入库。可以看到，此时还是需要人工的介入，而人工的介入除了会影响吊运效率，给库区的自动化管理带来一些不便和不确定因素之外，还会增加人工成本。
这时，如果能在车辆自动入库的过程中，做到自动、准确地获取入库钢卷信息，这将十分有利于实现库区的自动化管理，保证本库区的生产信息准确，并大大降低人工成本，提高生产安全性。
现有技术公开了一种钢卷信息自动识别系统,包括二维码生成装置、图像采集装置、信息处理装置,所述的二维码生成装置设置于平整机作业区,将钢卷信息二维码生成纸质二维码并将纸质二维码粘贴在钢卷上；所述图像采集装置设置于重卷机组作业区,用于采集粘贴于钢卷的纸质二维码信息；所述信息处理装置用于接收图像采集装置采集到的二维码信息,并还原回钢卷信息,图像采集装置采用至少两个摄像头,摄像头为上下间隔设置。但是不涉及无人化起重机自动吊卷。
专利文献CN207497440U(申请号：201721305321.8)公开了一种钢卷自动入库装置，所述装置包括：第一识别设备，所述第一识别设备设置在天车的夹钳钳臂上；所述第一识别设备用于识别设置在所述钢卷内部的识别码并获得第一信息；车载终端，所述车载终端将所述第一信息和所述天车的定位系统产生的库位信息录入数据系统。但是不涉及对入库车辆的形状扫描识别，不适用于钢卷条码位置随机的情况。该专利在使用过程中，存在以下困难点：
困难点1：上述专利将识别设备安装在天车的夹钳钳臂上，考虑到天车在每次吊取钢卷的过程中，夹钳钳臂定会与钢卷本身发生机械碰撞，这样就会不可避免地导致识别设备的磨损，影响识别设备的寿命，需要时常检测其设备工作状态。
困难点2：上述专利将钢卷识别码贴在钢卷内部，由安装在天车夹钳钳臂上的识别设备进行识别。在这种情况下，识别设备与识别码之间的距离相隔较近，这就对钢卷识别码的贴标位置的精确度有较高要求，不允许其有较大偏差。同时，由于钢卷在生产出来后，会经过多次的吊运，不可避免的会造成钢卷的滚动，造成识别码的位置发生变化，影响识别的成功率。
困难点3：上述专利只优化了钢卷在倒垛过程中天车可以自动获取目标钢卷的信息以及及时更新库图，并未涉及对托运钢卷的外来车辆的位置形状识别和对车辆上的钢卷的自动抓取吊运的优化方案。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统。
根据本发明提供的基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法，包括：
步骤1：对具有车辆装载信息的车辆进行全车形状扫描；
步骤2：在完成全车形状扫描后，发出卸车指令；
步骤3：执行钢卷吊运，对钢卷的卷号进行身份扫描；
步骤4：将完成身份扫描的钢卷的卷号身份扫描信息与车辆装载信息进行比对，若有不同，则发出警报；否则，完成钢卷入库；
所述钢卷的外表面贴有钢卷身份扫描信息的标签，标签黏贴在钢卷上相对固定位置处。
优选的，所述步骤1包括：
采用二维激光扫描仪并配备第三维度的移动机构，实现三维扫描，对扫描的图像进行滤波、数据聚类分析，实现钢卷或鞍座尺寸的识别定位；
激光扫描仪发出的扇形激光矩形成的扫描平面是一个铅垂面，激光照射到待测物体表面返回，在扫描平面内形成由数据点组成的扫描图像；
根据激光扫描仪的特性，每条激光的检测值为被扫描物体点到激光头的距离，结合扫描精度值，建立二维坐标系，还原被扫描物体的物理坐标值；
通过采集到物理坐标值，进行数据处理，实现对被扫描对象的识别和定位，获得车辆和钢卷的外形尺寸和实时物理坐标。
优选的，所述数据处理包括：
数据预处理：进行数据转化、数据精简和数据三维还原，得到离散点云数据，并过滤异常数据信息；
数据分块：对目标物体和目标物体的背景的不同曲线特征，进行分割形成各自的数据子集；
特征提取：根据各数据子集提取对应数据子集的特征面参数信息。
优选的，提取的特征面参数信息包括矩面特征和曲面特征参数信息；
矩面特征参数信息提取流程包括矩面数据处理、特征曲线拟合和特征约束求解；
曲面特征参数信息提取流程包括特征曲面拟合和特征约束求解；
矩面数据处理根据钢卷中心点的值，提取出投影数据块的边界点；特征曲面拟合是将点云数据进行圆柱曲面拟合；特征约束求解是指计算圆柱面的尺寸和位姿。
优选的，钢卷上条码标签的位置不固定，将条码标签识别设备搭载在滑台上，通过滑台控制器控制滑台驱动器带动条码标签识别装置移动，增大扫描范围。
根据本发明提供的基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库系统，包括：
模块M1：对具有车辆装载信息的车辆进行全车形状扫描；
模块M2：在完成全车形状扫描后，发出卸车指令；
模块M3：执行钢卷吊运，对钢卷的卷号进行身份扫描；
模块M4：将完成身份扫描的钢卷的卷号身份扫描信息与车辆装载信息进行比对，若有不同，则发出警报；否则，完成钢卷入库；
所述钢卷的外表面贴有钢卷身份扫描信息的标签，标签黏贴在钢卷上相对固定位置处。
优选的，所述模块M1包括：
采用二维激光扫描仪并配备第三维度的移动机构，实现三维扫描，对扫描的图像进行滤波、数据聚类分析，实现钢卷或鞍座尺寸的识别定位；
激光扫描仪发出的扇形激光矩形成的扫描平面是一个铅垂面，激光照射到待测物体表面返回，在扫描平面内形成由数据点组成的扫描图像；
根据激光扫描仪的特性，每条激光的检测值为被扫描物体点到激光头的距离，结合扫描精度值，建立二维坐标系，还原被扫描物体的物理坐标值；
通过采集到物理坐标值，进行数据处理，实现对被扫描对象的识别和定位，获得车辆和钢卷的外形尺寸和实时物理坐标。
优选的，所述数据处理包括：
数据预处理：进行数据转化、数据精简和数据三维还原，得到离散点云数据，并过滤异常数据信息；
数据分块：对目标物体和目标物体的背景的不同曲线特征，进行分割形成各自的数据子集；
特征提取：根据各数据子集提取对应数据子集的特征面参数信息。
优选的，提取的特征面参数信息包括矩面特征和曲面特征参数信息；
矩面特征参数信息提取流程包括矩面数据处理、特征曲线拟合和特征约束求解；
曲面特征参数信息提取流程包括特征曲面拟合和特征约束求解；
矩面数据处理根据钢卷中心点的值，提取出投影数据块的边界点；特征曲面拟合是将点云数据进行圆柱曲面拟合；特征约束求解是指计算圆柱面的尺寸和位姿。
优选的，钢卷上条码标签的位置不固定，将条码标签识别设备搭载在滑台上，通过滑台控制器控制滑台驱动器带动条码标签识别装置移动，增大扫描范围。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明对车辆形状进行识别扫描，以获得车辆位置信息以及车上每个钢卷的位置信息，从而进行后续自动识别钢卷信息以及自动钢卷入库吊运的作业流程，可以让外来钢卷在被行车自动吊运入库时，实现对钢卷信息的自动获取；
2、本发明可以保证本库区信息流的稳定，提高本库区的自动管理效率，减少人工成本的投入；
3、本发明可以实现无人全自动行车对于通过车辆驳运入库的钢卷的条码信息自动识别和自动吊运入库，在减少人力资源消耗的同时又保证了信息贯通的准确性，为实现上下游库区信息准确跟踪、自动化生产的安全保障做出了重要贡献；
4、本发明将识别设备搭载在滑台上，并通过独立的控制器可控制其运动轨迹，增大识别设备的识别范围，也就增大了钢卷识别码的可贴范围，提高了识别成功率和生产效率；
5、针对专利文献CN207497440U的困难点1和困难点2，本发明的优化方案是将识别设备自成一套系统，不安装在天车上，这样不会因为天车的日常作业中不可避免的机械碰撞而对识别设备产生不必要的损耗；
6、针对专利文献CN207497440U的困难点3，本发明的优化方案是不局限于倒垛作业过程中的钢卷信息识别，而是对被运入库钢卷的车辆也进行车辆形状识别扫描，以获得车辆位置信息以及车上每个钢卷的位置信息，从而进行后续自动识别钢卷信息以及自动钢卷入库吊运的作业流程。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明系统架构示意图；
图2为钢卷条码标签示意图；
图3为三维扫描示意图；
图4为扫描成像示意图；
图5为扫描成像示意图；
图6为扫描装置架构示意图；
图7为库区的布置示意图；
图8为条码识别装置安装示意图；
图9为扫描仪移动区域示意图；
图10为识别装置的运动轨迹示意图；
图11为本发明方法流程示意图；
图12为条码识别装置安装示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
条码识别装置安装在半空中
钢卷的尺寸信息如下：
钢卷上的标签黏贴在上四分之一曲面，如图2所示。
库区的布置示意图如图7所示。
形状识别系统中的云台和扫描仪固定安装在房顶的平台上，车辆停车位中心位置的上方。
条码识别装置可根据库区结构选择固定安装在某一处房梁上，安装方式如图8所示，图中1表示扫描仪安装位置，黑色为房梁固定装置。
标签识别装置选型结果为：
扫描距离L/mm 扫描视野范围S/mm2
最大钢卷情况 Lmin：1925 Smin：550*550
最小钢卷情况 Lmax：2500 Smax：700*700
为了保证最好的识别效果，考虑到图像的畸变，识别装置的安装位置定于与水平方向呈45°，即α＝45°。此时各参数取值如下：
其中，测量h的参考地面为库区地面。具体的安装高度结合了现场实际库区情况和厂房的结构，最后定为：借助库区旁的门梁，将识别装置的中心安装在距离库区地面大约4米左右高的地方。
而搭载识别装置的轨道，我们根据现场实际生产要求，选择搭载一套十字型轨道来搭载识别装置。我们最终选用长度为1080mm、800mm的轨道进行搭建，将长为800mm的轨道作为X轴，将长为1080mm的轨道作为Y轴。此外，考虑到安装误差等一些机械部件之间无法消除的结构距离，我们认为扫描仪的中心可在图9所示的区域移动。
那么可以认为将扫描仪搭载在滑台上后，扫描范围可以扩大到：
扫描范围/mm2 目标扫描面积/mm2
最大钢卷情况 1550*1250 1450*1250
最小钢卷情况 1700*1400 640*900
显而易见，因为使用了滑台搭载了识别装置，使其识别范围得以扩大，这大大减小了因为标签位置不确定而带来的识别失败的可能。
易知，P、Q两点为条码识别装置安装位置的极限位置。
(1)若安装在P点，则此时目标扫描范围a为钢卷半径2R，b为钢卷宽度W；安装点距离地面高度为H＝(R+h)，距离钢卷圆心的水平距离为(L+R)，且扫描仪与水平线的夹角为0°；
(2)若安装在Q点，则此时目标扫描范围a为钢卷半径2R，b为钢卷宽度W；安装点距离地面高度为H＝(2R+h+L)，距离钢卷圆心的水平距离为0，且扫描仪与水平线的夹角为90°；
(3)若安装位置高度在PQ两点之间，如图上的P’点，扫描仪与水平方向呈α角度，则此时l＝(L+R)sinα，而此时a＝a’＝√{[(L+R)sinα]2+R2}；且a最大为√2*R；安装点距离地面高度为H＝(l+R+h)，距离钢卷圆心的水平距离为(L+R)cosα，且扫描仪与水平线的夹角为α；
我们在识别装置的运动轨迹中，选取如图10所示的6个点，其中：深灰色的横轴即固定在门梁上的固定轴，五角星为识别装置当前位置；A、B、E、F皆为识别装置移动的极限位置，C、D则表示固定轴处于活动轴的中间。
实施后车辆上钢卷自动入库的流程大致如下：车辆停靠到库区指定位置→L3发送UACS L2车辆装载信息→UACS进行车辆全车形状扫描→车辆离开停车位→UACS自动检测到车辆离开→当全车形状扫描完成并检测到车辆离开时，自动发出UACS卸车指令→UACS执行第1卷吊运→行车将第1卷吊运到钢卷身份扫描位置→卷号扫描完成(如果UACS L2无此卷，向L3请求钢卷信息)→将身份扫描完成的钢卷从身份扫描位置吊运入库→所有钢卷卸车完成后，UACS L2向L3发送车辆空信息→L3向运管机发送车辆空信息→如果一车的所有卷的卷号自动扫描信息与车辆装载信息有不一致之处(忽略顺序不一致，只比对总的一车卷号)，则在UACSL2与L3 HMI报警。
实施例2：
在地面的某一固定位置安装条码识别装置
如图12，此例理论计算和扫描仪的控制过程同实施例1，不同的是，条码识别过程中，钢卷不再由行车吊运至半空中进行扫描识别，而是先将目标钢卷吊至地面某一实际鞍座位，“信息识别位”由原来的三维坐标变成一个实际库位，而后再进行识别流程。
本实施例中车辆上钢卷自动入库的流程大致如下：车辆停靠到库区指定位置→L3发送UACS L2车辆装载信息→UACS进行车辆全车形状扫描→车辆离开停车位→UACS自动检测到车辆离开→当全车形状扫描完成并检测到车辆离开时，自动发出UACS卸车指令→UACS执行第1卷吊运→行车将第1卷吊运到可进行钢卷身份扫描的鞍座上→卷号扫描完成(如果UACS L2无此卷，向L3请求钢卷信息)→将身份扫描完成的钢卷从身份扫描鞍座上吊运入库→所有钢卷卸车完成后，UACS L2向L3发送车辆空信息→L3向运管机发送车辆空信息→如果一车的所有卷的卷号自动扫描信息与车辆装载信息有不一致之处(忽略顺序不一致，只比对总的一车卷号)，则在UACSL2与L3 HMI报警。
实施例3：
如图1，根据本发明提供的基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法方法，包括：
(1)黏贴有条码标签的钢卷；
(2)形状识别系统；
(3)条码识别装置；
(4)无人全自动行车；
(5)库区管理系统；
钢卷的外表面贴着带有钢卷信息的标签，标签黏贴在上四分之一曲面。
在实行自动化管理的钢卷库区内，对车载钢卷的准确识别和定位，是入库过程行车对钢卷准确起吊的前提和基础；对车辆鞍座的准确识别和定位，则是出库过程行车准确安放钢卷的前提和基础。
形状识别系统采用二维激光扫描仪并配备适合的第三维度的高精度移动机构，实现三维扫描功能，并结合图像处理技术，并综合采用滤波、数据聚类分析，实现钢卷或鞍座尺寸的识别定位。
如图3，一般来说，激光扫描仪与云台竖直安装在待扫描的物体上方(固定平台或者行车上)，云台可控制扫描仪转动。扫描仪发出的扇形激光矩形成的扫描平面是一个铅垂面，激光照射到待测物体表面返回，从而在扫描平面内形成由数据点组成的扫描图像，如图4、图5。
根据激光扫描仪的特性，每条激光的检测值为被扫描物体点到激光头的距离，结合扫描精度值，建立二维坐标系即可还原出被扫描物体的物理坐标值。
通过采集到物理坐标值，通过数据预处理、数据分块和特征提取的方法，实现对被扫描对象的精确识别和定位，获得车辆和钢卷的外形尺寸和实时物理坐标。
条码识别装置由条码识别设备、滑台和滑台控制器组成。
如图6，由于受钢卷尺寸、上游标签黏贴方式(自动/人工)、黏贴规范等因素的影响，钢卷上的标签位置并不处于一个固定位置，而条码识别设备的识别范围有限，为了最大限度地提高条码识别的范围，考虑将条码识别设备搭载在滑台上，通过滑台控制器(例如PLC)控制滑台驱动器带动条码识别装置移动，增大扫描范围。
无人全自动行车作为一个执行机构，实现钢卷的自动夹取及卸下。
作为库区管理的中枢系统，协调指挥各系统有序作业。
如图11，入库流程如下：
车辆停靠到库区指定位置→从MES接收车辆装载信息→形状识别系统进行车辆全车形状扫描→当全车形状扫描完成，自动发出卸车指令→无人全自动行车执行第1卷钢卷的夹取→无人全自动行车将第1卷吊运到条码识别装置识别位置→卷号扫描完成→完成钢卷信息的匹配→无人全自动行车将钢卷从卷号扫描位置吊运入库→执行下一卷的吊运作业→所有钢卷卸车完成后，库区管理系统向MES发送车辆空信息→MES进行车辆的调度。
如果一车的所有卷的卷号自动扫描信息与车辆装载信息有不一致之处(忽略顺序不一致，只比对总的一车卷号)，则进行报警。
需要注意的是，在自动吊运每个钢卷入库的时候，需要先将其吊至条码识别位进行条码扫描识别。在全车形状扫描完成后，因为此时并未获得车上钢卷的信息，故系统会对要吊运的钢卷先分配一个虚拟卷号再将其自动吊运钢卷至“信息识别位”，随后便启动自动识别装置对钢卷进行标签识别。(注意：此“信息识别位”只是一个三维坐标不是一个实际库位)。
根据本发明提供的基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库系统，包括：
模块M1：对具有车辆装载信息的车辆进行全车形状扫描；
模块M2：在完成全车形状扫描后，发出卸车指令；
模块M3：执行钢卷吊运，对钢卷的卷号进行身份扫描；
模块M4：将完成身份扫描的钢卷的卷号身份扫描信息与车辆装载信息进行比对，若有不同，则发出警报；否则，完成钢卷入库；
所述钢卷的外表面贴有钢卷身份扫描信息的标签，标签黏贴在钢卷上相对固定位置处。
优选的，所述模块M1包括：
采用二维激光扫描仪并配备第三维度的移动机构，实现三维扫描，对扫描的图像进行滤波、数据聚类分析，实现钢卷或鞍座尺寸的识别定位；
激光扫描仪发出的扇形激光矩形成的扫描平面是一个铅垂面，激光照射到待测物体表面返回，在扫描平面内形成由数据点组成的扫描图像；
根据激光扫描仪的特性，每条激光的检测值为被扫描物体点到激光头的距离，结合扫描精度值，建立二维坐标系，还原被扫描物体的物理坐标值；
通过采集到物理坐标值，进行数据预处理、数据分块和特征提取，实现对被扫描对象的识别和定位，获得车辆和钢卷的外形尺寸和实时物理坐标。
优选的，所述数据预处理包括数据转化、数据精简和数据三维还原，得到离散点云数据，并过滤异常数据信息；
所述数据分块包括：对目标物体和目标物体的背景的不同曲线特征，进行分割形成各自的数据子集；
所述特征提取包括：根据各数据子集提取对应数据子集的特征面参数信息。
优选的，提取的特征面参数信息包括矩面特征和曲面特征参数信息；
矩面特征参数信息提取流程包括矩面数据处理、特征曲线拟合和特征约束求解；
曲面特征参数信息提取流程包括特征曲面拟合和特征约束求解；
矩面数据处理根据钢卷中心点的值，提取出投影数据块的边界点；特征曲面拟合是将点云数据进行圆柱曲面拟合；特征约束求解是指计算圆柱面的尺寸和位姿。
优选的，钢卷上条码标签的位置不固定，将条码标签识别设备搭载在滑台上，通过滑台控制器控制滑台驱动器带动条码标签识别装置移动，增大扫描范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法，其特征在于，包括：
步骤1：对具有车辆装载信息的车辆进行全车形状扫描；
步骤2：在完成全车形状扫描后，发出卸车指令；
步骤3：执行钢卷吊运，对钢卷的卷号进行身份扫描；
步骤4：将完成身份扫描的钢卷的卷号身份扫描信息与车辆装载信息进行比对，若有不同，则发出警报；否则，完成钢卷入库；
所述钢卷的外表面贴有钢卷身份扫描信息的标签；所述步骤1包括：
采用二维激光扫描仪并配备第三维度的移动机构，实现三维扫描，对扫描的图像进行处理分析，实现钢卷或鞍座尺寸的识别定位；
二维激光扫描仪发出的扇形激光矩形成的扫描平面是一个铅垂面，激光照射到待测物体表面返回，在扫描平面内形成由数据点组成的扫描图像；
根据二维激光扫描仪的特性，每条激光的检测值为被扫描物体点到激光头的距离，结合扫描精度值，建立二维坐标系，还原被扫描物体的物理坐标值；
通过采集到物理坐标值，进行数据处理，实现对被扫描对象的识别和定位，获得车辆和钢卷的外形尺寸和实时物理坐标；
将条码标签识别设备搭载在滑台上，通过滑台控制器控制滑台驱动器带动条码标签识别设备移动；
所述数据处理包括：
数据预处理：进行数据转化、数据精简和数据三维还原，得到离散点云数据，并过滤异常数据信息；
数据分块：对目标物体和目标物体的背景的不同曲线特征，进行分割形成各自的数据子集；
特征提取：根据各数据子集提取对应数据子集的特征面参数信息；
提取的特征面参数信息包括矩面特征和曲面特征参数信息；
矩面特征参数信息提取流程包括矩面数据处理、特征曲线拟合和特征约束求解；
曲面特征参数信息提取流程包括特征曲面拟合和特征约束求解；
矩面数据处理根据钢卷中心点的值，提取出投影数据块的边界点；特征曲面拟合是将点云数据进行圆柱曲面拟合；特征约束求解是指计算圆柱面的尺寸和位姿。
2.一种基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库系统，用于执行权利要求1所述的基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法，其特征在于，包括：
模块M1：对具有车辆装载信息的车辆进行全车形状扫描；
模块M2：在完成全车形状扫描后，发出卸车指令；
模块M3：执行钢卷吊运，对钢卷的卷号进行身份扫描；
模块M4：将完成身份扫描的钢卷的卷号身份扫描信息与车辆装载信息进行比对，若有不同，则发出警报；否则，完成钢卷入库；
所述钢卷的外表面贴有钢卷身份扫描信息的标签；
所述模块M1包括：
采用二维激光扫描仪并配备第三维度的移动机构，实现三维扫描，对扫描的图像进行处理分析，实现钢卷或鞍座尺寸的识别定位；
二维激光扫描仪发出的扇形激光矩形成的扫描平面是一个铅垂面，激光照射到待测物体表面返回，在扫描平面内形成由数据点组成的扫描图像；
根据二维激光扫描仪的特性，每条激光的检测值为被扫描物体点到激光头的距离，结合扫描精度值，建立二维坐标系，还原被扫描物体的物理坐标值；
通过采集到物理坐标值，进行数据处理，实现对被扫描对象的识别和定位，获得车辆和钢卷的外形尺寸和实时物理坐标；
将条码标签识别设备搭载在滑台上，通过滑台控制器控制滑台驱动器带动条码标签识别设备移动。
3.根据权利要求2所述的基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库系统，其特征在于，所述数据处理包括：
数据预处理：进行数据转化、数据精简和数据三维还原，得到离散点云数据，并过滤异常数据信息；
数据分块：对目标物体和目标物体的背景的不同曲线特征，进行分割形成各自的数据子集；
特征提取：根据各数据子集提取对应数据子集的特征面参数信息。
4.根据权利要求3所述的基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库系统，其特征在于，提取的特征面参数信息包括矩面特征和曲面特征参数信息；
矩面特征参数信息提取流程包括矩面数据处理、特征曲线拟合和特征约束求解；
曲面特征参数信息提取流程包括特征曲面拟合和特征约束求解；
矩面数据处理根据钢卷中心点的值，提取出投影数据块的边界点；特征曲面拟合是将点云数据进行圆柱曲面拟合；特征约束求解是指计算圆柱面的尺寸和位姿。
CN202010698242.8A 2020-07-20 2020-07-20 基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统 Active CN113955360B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010698242.8A CN113955360B (zh) 2020-07-20 2020-07-20 基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010698242.8A CN113955360B (zh) 2020-07-20 2020-07-20 基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113955360A CN113955360A (zh) 2022-01-21
CN113955360B true CN113955360B (zh) 2024-01-23

Family

ID=79459536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010698242.8A Active CN113955360B (zh) 2020-07-20 2020-07-20 基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113955360B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114485437B (zh) * 2022-01-28 2023-09-05 中冶赛迪信息技术(重庆)有限公司 一种库区底层钢卷外径测算方法
CN114538047B (zh) * 2022-03-02 2024-01-23 乐美包装（昆山）有限公司 一种全自动物料转运系统及方法
CN114777673B (zh) * 2022-05-05 2023-05-23 中冶赛迪信息技术(重庆)有限公司 钢卷卷曲形态确定方法、系统、设备及介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012171750A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Toppan Printing Co Ltd 搬送速度制御システム
CN105205629A (zh) * 2014-06-30 2015-12-30 宝山钢铁股份有限公司 钢厂产成品仓储配送自动化控制方法
CN106327044A (zh) * 2015-06-30 2017-01-11 宝山钢铁股份有限公司 车载钢卷及车辆鞍座自动识别和定位装置及其方法
CN207182374U (zh) * 2017-09-22 2018-04-03 上海华常机电工程技术有限公司 一种无线智能标签扫描装置
CN108155915A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 上海宝信软件股份有限公司 智能钢卷库区吊运钢卷和库存钢卷防碰撞检测系统
CN208592250U (zh) * 2018-04-04 2019-03-12 本钢板材股份有限公司 一种连退机组扫码上卷系统
CN210038833U (zh) * 2019-06-26 2020-02-07 上海电器科学研究所（集团）有限公司 一种用于钢卷信息识别的装置
CN110835051A (zh) * 2018-08-16 2020-02-25 上海宝信软件股份有限公司 起重机夹钳定位方法、系统、装置及计算机可读存储介质

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012171750A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Toppan Printing Co Ltd 搬送速度制御システム
CN105205629A (zh) * 2014-06-30 2015-12-30 宝山钢铁股份有限公司 钢厂产成品仓储配送自动化控制方法
CN106327044A (zh) * 2015-06-30 2017-01-11 宝山钢铁股份有限公司 车载钢卷及车辆鞍座自动识别和定位装置及其方法
CN108155915A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 上海宝信软件股份有限公司 智能钢卷库区吊运钢卷和库存钢卷防碰撞检测系统
CN207182374U (zh) * 2017-09-22 2018-04-03 上海华常机电工程技术有限公司 一种无线智能标签扫描装置
CN208592250U (zh) * 2018-04-04 2019-03-12 本钢板材股份有限公司 一种连退机组扫码上卷系统
CN110835051A (zh) * 2018-08-16 2020-02-25 上海宝信软件股份有限公司 起重机夹钳定位方法、系统、装置及计算机可读存储介质
CN210038833U (zh) * 2019-06-26 2020-02-07 上海电器科学研究所（集团）有限公司 一种用于钢卷信息识别的装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113955360A (zh) 2022-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113955360B (zh) 基于全自动无人起重机的车辆上钢卷自动入库方法及系统
CN106327044B (zh) 车载钢卷及车辆鞍座自动识别和定位装置及其方法
CN104085794B (zh) 一种用于集装箱分布轮廓和位置智能化检测系统及方法
CN110304386B (zh) 机器人及机器人丢码后的重新定位方法
US20180365632A1 (en) Distributed Autonomous Robot Systems and Methods
CN106839985B (zh) 无人天车钢卷抓取的自动识别定位方法
CN112581451B (zh) 一种基于激光雷达的仓库线卷位置检测系统及方法
CN112149555A (zh) 一种基于全局视觉的多仓储agv追踪方法
CN112141734B (zh) 一种用于刮板取料机的取料控制系统及取料方法
CN111891927B (zh) 第一层集装箱放置方法及计算机可读存储介质
JP2021504262A (ja) 着地面上のコンテナのための着地ソリューションを生成するための方法およびシステム背景
CN112819894A (zh) 一种集卡引导定位系统及方法、计算机存储介质、龙门吊
CN112365538A (zh) 一种自动上卷系统的高效目标检测方法
CN116468791A (zh) 拆垛定位方法、装置、系统及存储介质
CN115773745A (zh) 无人集卡对位方法、装置、设备及可读存储介质
CN115600118A (zh) 基于二维激光点云的托盘腿识别方法及系统
CN206915592U (zh) 基于集装箱箱区轮廓三维识别的吊具安全防撞系统
CN112013838A (zh) 码头融合定位系统
CN115586552A (zh) 一种港口轮胎吊或桥吊下无人集卡精确二次定位方法
CN115027966A (zh) 一种汽车运输钢卷自动识别方法
CN114418430A (zh) 外排型排土场的无人调度系统及方法
CN210038833U (zh) 一种用于钢卷信息识别的装置
CN116882220B (zh) 起重机站位区域规划方法及装置、电子设备、存储介质
CN113859800A (zh) 3d视觉定位技术在集装箱锁具自动拆装系统中的集成与应用系统
CN112556687A (zh) 一种机器人启动定位方法、系统、电子设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant