CN115610896A - 基于视觉定位的货物位置校验方法及堆垛机 - Google Patents

Abstract

本公开属于仓库物流技术领域，具体涉及一种基于视觉定位的货物位置校验方法及堆垛机，包括：基于视觉定位获取仓储堆垛机的当前位置；获取货物位置的目标货物编号，确定仓储堆垛机的目标货物位置；基于仓储堆垛机的当前位置和目标货物位置，规划仓储堆垛机的移动路径；判断仓储堆垛机是否到达目标货物位置；当仓储堆垛机到达目标货物位置时，校验目标货物位置处的货物是否是目标货物，完成货物的移动。

Description

基于视觉定位的货物位置校验方法及堆垛机

技术领域

本公开属于仓库物流技术领域，具体涉及一种基于视觉定位的货物位置校验方法及堆垛机。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着经济的快速发展，商品的流通越来越快，物流仓储技术发展也越来越迅速，传统人工仓库已无法满足现代化仓储的需求，高运输率和高空间利用率的物流堆垛机仓库逐渐受到了企业的广泛追捧。

堆垛机仓库巷道每层货位数通常都在上百个，巷道长度通常都在数十米以上，调试过程中每个货位都需要人员手动操作堆垛机对正，费时费力；堆垛机行走电机为伺服电机，在急加速与急减速过程中，主动轮会与轨道产生轻微打滑，伺服电机上编码器记录的数据会与实际行走的距离产生偏差，导致定位不准，定位出现偏差后，控制器会进入故障模式，无法执行正常任务，需要人员处理，运行效率低。

据发明人了解，现有物流堆垛机存在以下问题：调试时需要人员手动操作堆垛机行走进行每一个货架定位，大型仓库需要耗费长时间调试，且危险性高，效率低下；堆垛机执行任务时定位精度低，经常无法对正货位，需要人员手动修正，故障率高，可靠性低；取货或放货时堆垛机无法核验货物是否正确，导致存储准确率低。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种基于视觉定位的货物位置校验方法及堆垛机，具有货架位置自学习、自校正的功能，能够减少正常取货放货过程的调试时间，使得行走定位更准确，自校验货物的正确性，存取更高效，提高生产运行效率，降低运行故障率。

根据一些实施例，本公开的第一方案提供了一种基于视觉定位的货物位置校验方法，采用如下技术方案：

一种基于视觉定位的货物位置校验方法，包括：

基于视觉定位获取仓储堆垛机的当前位置；

获取货物位置的目标货物编号，确定仓储堆垛机的目标货物位置；

基于仓储堆垛机的当前位置和目标货物位置，规划仓储堆垛机的移动路径；

判断仓储堆垛机是否到达目标货物位置；

当仓储堆垛机到达目标货物位置时，校验目标货物位置处的货物是否有目标货物，完成货物的取货或放货。

作为进一步的技术限定，在基于视觉定位获取获取仓储堆垛机的当前位置的过程中，采用视觉传感器采集所述仓储堆垛机位置处的货物位置，以确定仓储堆垛机的当前位置。

作为进一步的技术限定，在基于仓储堆垛机的当前位置和目标货物位置，规划仓储堆垛机的移动路径的过程包括，根据仓储堆垛机的当前位置和目标货物位置，确定仓储堆垛机的行走位置和升降位置，规划仓储堆垛机的移动路径。

具体的，仓储堆垛机的行走位置是指仓储堆垛机在水平方向上的位置变化，仓储堆垛机的升降位置是指仓储堆垛机在竖直方向上的位置变化。进一步的，在判断仓储堆垛机是否到达目标取货位置之前，根据所规划的仓储堆垛机的移动路径，仓储堆垛机内部的行走驱动器和升降驱动器先后动作，完成仓储堆垛机位置上的移动。

作为进一步的技术限定，当仓储堆垛机到达目标货物位置时，校验目标货物位置处的货物是否有目标货物的过程为：当仓储堆垛机到达目标货物位置时，结合视觉传感器获取目标货物位置处的货物编号，判断所获取的货物编号是否是目标货物编号。

进一步的，在判断所获取的货物编号是否是目标货物编号的过程中，获取目标货物位置处的货物编号图片，将所获取的货物编号图片与预存的满足货物精度要求的预设货物编号图片比对，判断所获取的目标货物位置处的货物编号图片的精度是否满足货物的精度要求，若满足，则直接判断所获取的货物编号是目标货物编号；否则，根据所获取的货位编号图片进行仓储堆垛机位置的自适应调整，并更新调整后的仓储堆垛机位置，实现仓储堆垛机位置的自适应学习。

进一步的，在所述判断所获取的目标货物位置处的货物编号图片的精度是否满足货物的精度要求的过程中，通过比对目标货物所处的货位编号的外框在所获取的货物编号图片成像中的位置，判断所获取的货物编号是否满足货物的精度要求；所述货物的精度要求是指在所获取的目标货物位置处的货物编号图片中，货位编号的外框外缘不超过整个图片边缘的±0.5％。

进一步的，在仓储堆垛机位置自适应学习的过程中，不需要标定货物的位置坐标，基于视觉传感器进行货物的视觉定位，根据所获取的货位编号，结合控制机构完成仓储堆垛机位置位置的自适应学习。

具体的，仓储堆垛机内设用于控制升降平台升降的控制器和用于执行升降平台升降的执行器，这均属于仓储堆垛机的控制机构。

作为进一步的技术限定，当仓储堆垛机到达目标货物位置时，基于视觉传感器对货物编号进行拍照校核，校验目标货物位置处是否有目标货物，确认无误后仓储堆垛机执行取货或放货任务。

根据一些实施例，本公开的第二方案提供了一种堆垛机，用于执行第一方案中所提供的基于视觉定位的货物位置校验方法，采用如下技术方案：

一种堆垛机，

包括仓储堆垛机和设置在所述仓储堆垛机上的提升平台；

所述提升平台呈竖直方向设置在所述仓储堆垛机上，其两侧均设置有视觉传感器。

作为进一步的技术限定，所述堆垛机还包括设置在所述提升平台上用于放置货物的板叉。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开解决了现有技术中取货或放货困难且效率低的难题，基于视觉定位进行目标货物编号的获取、仓储堆垛机货物路径的规划，以及取物，具有货架位置自学习、自校正的功能，能够减少正常取货放货过程的调试时间，使得行走定位更准确，自校验货物的正确性，存取更高效，提高生产运行效率，降低运行故障率。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1是本公开实施例一中的基于视觉定位的货物位置校验方法的流程图；

图2是本公开实施例一中的货物编号的示意图；

图3是本公开实施例二中的堆垛机的结构示意图；

其中，1、仓储堆垛机，2、视觉传感器，3、提升平台，4、板叉，5、货架。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本公开实施例一介绍了一种基于视觉定位的货物位置校验方法。

如图1所示的.一种基于视觉定位的货物位置校验方法，包括：

步骤S01：基于视觉定位获取仓储堆垛机的当前位置；获取货物位置的目标货物编号，确定仓储堆垛机的目标货物位置；

步骤S02：基于仓储堆垛机的当前位置和目标货物位置，规划仓储堆垛机的移动路径；

步骤S03：判断仓储堆垛机是否到达目标货物位置；

步骤S04：当仓储堆垛机到达目标货物位置时，校验目标货物位置处的货物是否有目标货物，完成货物的取货或放货。

作为一种或多种实施方式，在步骤S01中，堆垛机利用视觉传感器通过检测货位上编号即可确定当前堆垛机行走位置和升降位置(具体的，因在货架不同位置处的货位上编号不同，即货位上编号能够唯一的表示货架的不同位置，因此，能够通过检测货位上编号来确定堆垛机所处的位置，即堆垛机的行走位置和升降位置)；传统的堆垛机行走及升降均采用伺服驱动，堆垛机的控制器会记录堆垛机的当前货物位置，堆垛机接收到任务坐标后根据运算即可得知需要行走和升降的距离，堆垛机每次行走的精度在±5mm以内，行走前和行走后均没有办法核定位置，完全依靠伺服的可靠性进行定位，存在累计误差，时间久了位置就不准了。目前的解决办法是，堆垛机定时回原点(原点坐标0，0)通过传感器校核位置，一方面费时，另一方面执行任务前后都没有校核位置，存在很大的风险；移动货物时，若不校核位置，就存在着堆垛机提升平台所升降的位置不在货架货物位置的可能性，此时的货叉处于货物的中间位置或者是货架的位置，这将导致货叉直接插入货物或者是货叉插向货架，进而致使货物损坏或者是货叉损坏。

在本实施例中，货物编号的示意图如图2所示，以目标货物000244825为例展开详细的介绍：

基于堆垛机上的视觉传感器获取堆垛机的当前位置；获取目标货物000244825所对应的货位编号，即可得到货位编号为0305，即堆垛机的目标货物位置的货位编号为0305；根据所获取的堆垛机的当前位置和目标货物位置，根据堆垛机内部的控制器和执行器来规划并确定仓储堆垛机的移动路径；在伺服驱动的作用下，实现堆垛机的水平位置的行走和提升平台竖直位置的升降；堆垛机先根据所规划的货物路径进行行走到达目标货物的货架位置处，之后再进行提升平台位置的升降；在提升平台升降的过程中，通过视觉传感器判断提升平台是否到达目标货物位置，到达目标货物位置处之后，即到达0305货位编号的位置处，完成货物000244825的移动。

其他位置处的目标货物的移动过程与货位编号为0305的目标货物000244825的移动程完全一致，再此不再进行赘述。

在本实施例中，视觉堆垛机同样使用伺服驱动技术，不同的是控制器不必记录上次执行任务后的货物坐标。执行任务前利用视觉技术，对货位编号进行拍照，通过货位编号即可判断堆垛机在那个货物位置。

作为一种或多种实施方式，在步骤S02中，上位机下发任务坐标，控制器提取目标货物位置，并与当前位置比较，进行运算后即可知道行走和升降的驱动距离，行走驱动器和升降驱动器同时执行，即可达到目标的大概位置。

作为一种或多种实施方式，在步骤S03中，视觉判断是否到达目标位置，并利用视觉进行最终定位；堆垛机到达大概位置后，视觉传感器对货位编号进行拍照，校核货位编号是否是目标货位编号。同时，设定货位编号的外框在图片某一位置(在本实施例中，设定为不超过外框边缘的±0.5％)时即判定该位置满足货物精度要求，即通过在视觉传感器的处理器里预存一张满足货物精度要求的图片，用该图片与获得的图片进行比对。即比对货位编号的外框在成像中的位置，确定堆垛机的移动位置是否满足货物精度要求。如果不满足货物精度要求，根据图片自适应调整堆垛机位置，调整后的精确位置会记录更新在堆垛机控制器里，使堆垛机达到自适应学习的目的。

作为一种或多种实施方式，在步骤S04中，堆垛机到达目标位置后通过视觉传感器校验目标货物是否正确。堆垛机到达大概位置后，视觉传感器对货位编号进行拍照，此照片与步骤三里的照片是同一张照片，从照片中获取目标货物编号，此目标货物编号与仓库管理软件里的目标货物编号进行校核，确认无误后堆垛机即可执行取货或放货任务。

另外，传统堆垛机在调试阶段，需要对每个货物位置进行标定，即获取各个货位的坐标值，以便堆垛机获得每次任务的驱动距离。对于大型仓库，标定每个货位的坐标值费时费力；在本实施例中，不需要标定货位的坐标值，只需要在视觉传感器的作用下拍摄货物编号图片，根据所获取的货物编号图片进行仓储堆垛机位置的自适应调整，更新调整后的仓储堆垛机位置，实现仓储堆垛机位置上的自适应学习。

如因外力或故障或调试开始时，堆垛机不在货物移动位置上，即堆垛机不知道自己在哪。此时，堆垛机可以执行寻找附近任何一个货位坐标的程序，此时堆垛机以慢速驱动行走和升降，左右中的一个视觉传感器启动拍照功能，不断寻找识别货位编号，直到找到附近任意一个精确的货位编号为止。特别的，堆垛机行走和升降极限位置装有限位开关，不会因为执行寻找坐标程序而出现意外事故。

本实施例通过堆垛机利用视觉传感器通过检测货位上编号即可确定当前堆垛机行走和升降位置，即使定位出现偏差，控制器可以通过自校正功能进行二次对正，提高堆垛机的定位精度与准确度；堆垛机到达目标位置后通过视觉传感器校验料箱是否正确，进而完成货物移动作业。针对现有物流堆垛机，可以有效缩短调试时间，减轻调试工作量，减小堆垛机定位误差，提高定位的准确度，降低系统错误率，大幅提升运行工作效率。

实施例二

本公开实施例二介绍了一种堆垛机。

如图3所示的一种堆垛机，包括仓储堆垛机1以及设置在仓储堆垛机1上的视觉传感器2、提升平台3和板叉4；其中，提升平台3呈竖直方向设置在仓储堆垛机1上，且，提升平台3能够在仓储堆垛机1上实现竖直位置上的升降；视觉传感器2对称地设置在提升平台3的两侧；板叉4置于提升平台3上，随提升平台3一起升降。

在使用的过程中，堆垛机放置于相邻的货架5中间，提升平台3在竖直方向上升降，通过设置在提升平台3两侧的视觉传感器2来识别当前位置是否有目标货物编号，若通过视觉传感器2无法识别到目标货物编号，则需继续进行提升平台3的升降直至能够获取识别到目标货物编号时停止提升平台3的位置升降；识别完目标货物编号之后，确定仓储堆垛机1的目标货物位置；此时，根据仓储堆垛机1上的板叉4位置和所识别到的目标货物位置，进行仓储堆垛机1的货物路径规划；规划好货物路径之后，仓储堆垛机1先进行水平位置上的移动，达到规划好的货物路径的水平位置处之后，提升平台3进行竖直位置上的升降，进而带动着板叉4升降，到达规划好的货物路径的竖直位置时，提升平台3停止升降，此时，板叉4伸出，执行货物移动操作。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于视觉定位的货物位置校验方法，其特征在于，包括：

基于视觉定位获取仓储堆垛机的当前位置；

获取货物位置的目标货物编号，确定仓储堆垛机的目标货物位置；

基于仓储堆垛机的当前位置和目标货物位置，规划仓储堆垛机的移动路径；

判断仓储堆垛机是否到达目标货物位置；

当仓储堆垛机到达目标货物位置时，校验目标货物位置处的货物是否有目标货物，完成取货或放货。

2.如权利要求1中所述的一种基于视觉定位的货物位置校验方法，其特征在于，在基于视觉定位获取获取仓储堆垛机的当前位置的过程中，采用视觉传感器采集所述仓储堆垛机位置处的货物位置，以确定仓储堆垛机的当前位置。

3.如权利要求1中所述的一种基于视觉定位的货物位置校验方法，其特征在于，在基于仓储堆垛机的当前位置和目标货物位置，规划仓储堆垛机的移动路径的过程包括：根据仓储堆垛机的当前位置和目标货物位置，确定仓储堆垛机的行走位置和升降位置，规划仓储堆垛机的移动路径。

4.如权利要求1中所述的一种基于视觉定位的货物位置校验方法，其特征在于，当仓储堆垛机到达目标货物位置时，校验目标货物位置处的货物是否有目标货物的过程为：当仓储堆垛机到达目标货物位置时，结合视觉传感器获取目标货物位置处的货物编号，判断所获取的货物编号是否是目标货物编号。

5.如权利要求4中所述的一种基于视觉定位的货物位置校验方法，其特征在于，在判断所获取的货物编号是否是目标货物编号的过程包括：获取目标货物位置处的货物编号图片，将所获取的货物编号图片与预存的满足货物精度要求的预设货物编号图片比对，判断所获取的目标货物位置处的货物编号图片的精度是否满足货物的精度要求，若满足，则直接判断所获取的货物编号是目标货物编号；否则，根据所获取的货位编号图片进行仓储堆垛机位置的自适应调整，并更新调整后的仓储堆垛机位置，实现仓储堆垛机位置的自适应学习。

6.如权利要求5中所述的一种基于视觉定位的货物位置校验方法，其特征在于，在所述判断所获取的目标货物位置处的货物编号图片的精度是否满足货物的精度要求的过程中，通过比对目标货物所处的货位编号的外框在所获取的货物编号图片成像中的位置，判断所获取的货物编号是否满足货物的精度要求；所述货物的精度要求是指在所获取的目标货物位置处的货物编号图片中，货位编号的外框外缘不超过整个图片边缘的±0.5％。

7.如权利要求6中所述的一种基于视觉定位的货物位置校验方法，其特征在于，根据所获取的货位编号，结合控制机构完成仓储堆垛机位置的自适应学习。

8.如权利要求1中所述的一种基于视觉定位的货物位置校验方法，其特征在于，当仓储堆垛机到达目标货物位置时，基于视觉传感器对货物编号进行拍照校核，校验目标货物位置处是否有目标货物，确认无误后仓储堆垛机执行取货或放货任务。

9.一种堆垛机，用于执行所述权利要求1-8中任一项所述的基于视觉定位的货物位置校验方法，其特征在于，

包括仓储堆垛机和设置在所述仓储堆垛机上的提升平台；

所述提升平台呈竖直方向设置在所述仓储堆垛机上，其两侧均设置有视觉传感器。

10.如权利要求9中所述的一种堆垛机，其特征在于，还包括设置在所述提升平台上用于放置货物的板叉。

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