CN115903682A - 用于汽车智能制造的智能立体库管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其与汽车装配工位相互配合，以汽车装配工位的实时装配进度为基准，对立体库存放的零件进行准确的定位和抓取，保证快速准确地抓取得到合适的零件，和对抓取得到的零件进行备案记录，提高立体库中汽车零件的管理效率和可靠性。

Description

用于汽车智能制造的智能立体库管理系统

技术领域

本发明涉及汽车制造的技术领域，特别涉及用于汽车智能制造的智能立体库管理系统。

背景技术

汽车装配涉及的零件较多以及装配过程较为繁复，为了提高汽车装配的效率，现有汽车装配工厂通常会在固定的汽车装配工位上集中完成汽车装配全过程。为了最大限度规则存放不同类型的汽车零件，汽车装配工厂会设置立体库来方式所有汽车零件，立体库包括分层设置的多个存放空间，每个存放空间会单独存放同一类型的零件，便于在实际装配过程中能够抓取得到所需的零件。立体库中存在的汽车零件数量和类型众多，如何快速准确地抓取得到合适的零件，并且对抓取得到的零件进行备案记录显得尤为重要。目前，立体库仅仅用于存放汽车零件，并不存在对立体库中汽车零件的周转使用进行监控管理的系统，这降低了立体库中汽车零件的管理效率和可靠性。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其与汽车装配工位相互配合，其根据工位当前装配状态，确定所需的零件信息，以此获取立体库中相应存放空间的空间内部影像；对空间内部影像分析，确定当前装配操作的目标零件的存在状态信息，以此准确抓取目标零件并将其运输到汽车装配工位；再根据目标零件零件产品信息和所述汽车装配工位当前进行装配的汽车的汽车身份信息，生成相应的汽车-零件装配关联信息库，便于对汽车的装配过程进行全面记录，同时还根据立体库存放空间内部所有零件的存放状态信息，生成相应的零件库存提醒消息，其以汽车装配工位的实时装配进度为基准，对立体库存放的零件进行准确的定位和抓取，保证快速准确地抓取得到合适的零件，和对抓取得到的零件进行备案记录，提高立体库中汽车零件的管理效率和可靠性。

本发明提供用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其包括：

汽车装配零件确定模块，其用于根据汽车装配工位当前装配状态信息，确定汽车当前装配所需的零件信息；

汽车装配零件定位模块，其用于根据所述零件信息，确定汽车装配工位当前装配所需零件在立体库中的存放位置信息；

零件存放影像获取模块，其用于根据所述存放位置信息，获取所述立体库相应存放空间的空间内部影像；

零件确定模块，其用于对所述空间内部影像进行分析处理，确定用于汽车装配工位当前装配操作的目标零件的存在状态信息；

零件抓取模块，其用于根据所述存在状态信息，从所述存放空间抓取得到所述目标零件；

零件信息记录模块，其用于记录抓取得到的目标零件的零件产品信息；

零件运输模块，其用于根据所述零件产品信息，将抓取得到的目标零件运输至相应的汽车装配工位中；

零件验证模块，其用于对运输至所述汽车装配工位的目标零件进行验证处理，判断所述目标零件是否属于合格零件；

汽车装配信息生成模块，其用于根据所述合格零件的零件产品信息和所述汽车装配工位当前进行装配的汽车的汽车身份信息，生成相应的汽车-零件装配关联信息库；

零件库存预警模块，其用于根据所述存放空间内部所有零件的存放状态信息，生成相应的零件库存提醒消息。

进一步，所述汽车装配零件确定模块根据汽车装配工位当前装配状态信息，确定汽车当前装配所需的零件信息具体包括：

所述汽车装配零件确定模块从所述汽车装配工位的装配控制终端获取所述汽车装配工位的汽车装配进度信息，并根据所述汽车装配进度信息，确定所述汽车装配工位执行当前装配工序所需的零件型号信息；

汽车装配零件定位模块根据所述零件信息，确定汽车装配工位当前装配所需零件在立体库中的存放位置信息具体包括：

所述汽车装配定位模块将所述零件型号信息与立体库中的零件存放规则列表进行比对，确定所述汽车装配工位当前装配所需零件在所述立体库中的存放空间的空间编号信息，以此作为所述存放位置信息。

进一步，所述零件存放影像获取模块根据所述存放位置信息，获取所述立体库相应存放空间的空间内部影像具体包括：

所述零件存放影像获取模块根据所述空间编号信息，向安装于当前装配所需零件在所述立体库中的存放空间的摄像头发送摄像动作指令，指示所述摄像头对所述存放空间进行扫描拍摄，得到所述存放空间的空间内部影像。

进一步，所述零件确定模块对所述空间内部影像进行分析处理，确定用于汽车装配工位当前装配操作的目标零件的存在状态信息具体包括：

所述零件确定模块从所述空间内部影像提取得到所述存放空间内部存放的所有零件各自的零件轮廓信息；

对所述零件轮廓信息进行分析处理，确定所述存放空间内部存放的所有零件各自在所述存放空间的存放位置；

再根据所有零件各自在所述存放空间的存放位置，将与所述存放空间的开口距离最近的零件作为用于汽车装配工位当前装配操作的目标零件；并根据所述目标零件在所述空间内部影像中的零件轮廓信息，确定所述目标零件的在所述存放空间的放置位姿。

进一步，所述零件抓取模块根据所述存在状态信息，从所述存放空间抓取得到所述目标零件具体包括：

所述零件抓取模块包括零件抓取机械手和机械手控制器；

所述机械手控制器根据所述目标零件在所述存放空间的存放位置，指示所述零件抓取机械手移动到与所述目标零件间隔预定距离的区域；

所述机械手控制器再根据所述目标零件的在所述存放空间的放置位姿，指示所述零件抓取机械手以相应的抓取姿势从所述存放空间抓取得到所述目标零件。

进一步，所述机械手控制器根据所述目标零件在所述存放空间的存放位置，指示所述零件抓取机械手移动到与所述目标零件间隔预定距离的区域具体包括所述机械手控制器根据所述目标零件在所述存放空间的存放位置，筛选出所述目标零件的尖端位置坐标，再根据筛选出的所述目标零件的尖端位置坐标点和所述机械手初始位置的坐标点，控制所述机械手的移动方向和距离，

步骤A1，利用下面公式(1)，根据所述目标零件在所述存放空间的存放位置，筛选出所述目标零件的尖端位置坐标，

在上述公式(1)中，A表示所述目标零件的尖端位置坐标点的编号数组；(X₁,Y₁,Z₁)表示第一个筛选坐标点；(X₂,Y₂,Z₂)表示第二个筛选坐标点；(X₃,Y₃,Z₃)表示第三个筛选坐标点；(X₄,Y₄,Z₄)表示第四个筛选坐标点；n表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置包含的整数坐标点的个数；X(i1)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i1个整数坐标点的横坐标值；X(i4)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i4个整数坐标点的横坐标值；X(i7)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i7个整数坐标点的横坐标值；X(i10)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i10个整数坐标点的横坐标值；Y(i2)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i2个整数坐标点的纵坐标值；Y(i5)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i5个整数坐标点的纵坐标值；Y(i8)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i8个整数坐标点的纵坐标值；Y(i11)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i11个整数坐标点的纵坐标值；Z(i3)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i3个整数坐标点的竖坐标值；Z(i6)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i6个整数坐标点的竖坐标值；Z(i9)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i9个整数坐标点的竖坐标值；Z(i12)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i12个整数坐标点的竖坐标值；

表示将i1的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i2的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i3的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i4的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i5的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i6的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i7的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i8的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i9的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i10的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i11的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i12的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；[X(a),Y(a),Z(a)]表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第a个整数坐标点；L{→}表示求取→左右两端的坐标之间的距离值；

表示将a的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最小值时的a值，若存在多个a值则组成集合；{}表示将括号内的四行集合进行合并以及将相同的值只留取一个形成新的集合；

步骤A2，利用下面公式(2)，根据筛选出的所述目标零件的尖端位置坐标点以及所述机械手的初始位置坐标点，得到所述机械手的控制移动方向向量，

在上述公式(2)中，A(1)表示集合A中的第一个元素的数值；size(A)表示集合A中的元素总个数；A[size(A)]表示集合A中的第size(A)个元素的数值；(x₀,y₀,z₀)表示所述机械手的初始位置坐标点；L₀表示间隔预定距离；[X(b),Y(b),Z(b)]表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第b个整数坐标点；

表示将b的值从A(1)取值到A[size(A)]代入到括号内得到括号内的最小值时的b值；

控制所述机械手以(x₀,y₀,z₀)与[X(B),Y(B),Z(B)]坐标连线方向成θ角度，同时不触碰到所述目标零件的方向进行移动

步骤A3，利用下面公式(3)，根据筛选出的所述目标零件的尖端位置坐标点以及所述机械手的初始位置坐标点，得到所述机械手在控制移动方向上的移动距离，

在上述公式(3)中，l表示所述机械手在控制移动方向上的移动距离，即所述机械手控制器控制所述机械手在控制移动方向上的移动l的距离。

进一步，所述零件信息记录模块记录抓取得到的目标零件的零件产品信息具体包括：

所述零件信息记录模块对抓取得到的目标零件上预先设置的电子标签进行感应，以此从所述电子标签中读取得到所述目标零件的零件产品信息；其中，所述零件产片信息包括所述目标零件的零件类型信息和零件生产批次信息；

所述零件运输模块根据所述零件产品信息，将抓取得到的目标零件运输至相应的汽车装配工位中具体包括：

所述零件运输模块根据所述零件类型信息，确定所述目标零件的重量值；在根据所述重量值，将抓取得到的目标零件放置于相应的运输带上，从而将所述目标零件运输至相应的汽车装配工位中。

进一步，所述零件验证模块对运输至所述汽车装配工位的目标零件进行验证处理，判断所述目标零件是否属于合格零件具体包括：

所述零件验证模块包括双目摄像机和图像处理器；

所述双目摄像机用于对运输至所述汽车装配工位的目标零件进行双目拍摄，得到相应的目标零件双目影像；

所述图像处理器用于对所述目标零件双目影像进行双目视差计算，并根据所述双目视差计算的结果，得到所述目标零件的三维影像；再对所述三维影像进行分析处理，确定所述目标零件表面是否存在划痕或者凹陷；若不存在，则判断所述目标零件属于合格零件；若存在，则判断所述目标零件不属于合格零件；

所述汽车装配信息生成模块根据所述合格零件的零件产品信息和所述汽车装配工位当前进行装配的汽车的汽车身份信息，生成相应的汽车-零件装配关联信息库具体包括：

所述汽车装配信息生成模块构建所述合格零件的零件产品信息与所述之间的对应关系信息，并将所述对应关系信息作为汽车-零件装配关联信息库的信息项。

进一步，所述零件库存预警模块根据所述存放空间内部所有零件的存放状态信息，生成相应的零件库存提醒消息具体包括：

所述零件库存预警模块根据所述存放空间内部存放的所有零件各自的零件轮廓信息，确定所处存放空间当前存放的零件数量；若所述零件数量小于预设数量阈值，则向所述立体库的管理平台终端反馈零件库存提醒消息；其中，所述零件库存提醒消息包括所述存放空间在所述立体库中的空间编号信息以及所述存放空间放置的零件的零件类型信息。

相比于现有技术，该用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其与汽车装配工位相互配合，其根据工位当前装配状态，确定所需的零件信息，以此获取立体库中相应存放空间的空间内部影像；对空间内部影像分析，确定当前装配操作的目标零件的存在状态信息，以此准确抓取目标零件并将其运输到汽车装配工位；再根据目标零件零件产品信息和所述汽车装配工位当前进行装配的汽车的汽车身份信息，生成相应的汽车-零件装配关联信息库，便于对汽车的装配过程进行全面记录，同时还根据立体库存放空间内部所有零件的存放状态信息，生成相应的零件库存提醒消息，其以汽车装配工位的实时装配进度为基准，对立体库存放的零件进行准确的定位和抓取，保证快速准确地抓取得到合适的零件，和对抓取得到的零件进行备案记录，提高立体库中汽车零件的管理效率和可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的用于汽车智能制造的智能立体库管理系统的结构示意图。

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作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。

参阅图1，为本发明实施例提供的用于汽车智能制造的智能立体库管理系统的结构示意图。该用于汽车智能制造的智能立体库管理系统包括：

汽车装配零件确定模块，其用于根据汽车装配工位当前装配状态信息，确定汽车当前装配所需的零件信息；

汽车装配零件定位模块，其用于根据该零件信息，确定汽车装配工位当前装配所需零件在立体库中的存放位置信息；

零件存放影像获取模块，其用于根据该存放位置信息，获取该立体库相应存放空间的空间内部影像；

零件确定模块，其用于对该空间内部影像进行分析处理，确定用于汽车装配工位当前装配操作的目标零件的存在状态信息；

零件抓取模块，其用于根据该存在状态信息，从该存放空间抓取得到该目标零件；

零件信息记录模块，其用于记录抓取得到的目标零件的零件产品信息；

零件运输模块，其用于根据该零件产品信息，将抓取得到的目标零件运输至相应的汽车装配工位中；

零件验证模块，其用于对运输至该汽车装配工位的目标零件进行验证处理，判断该目标零件是否属于合格零件；

汽车装配信息生成模块，其用于根据该合格零件的零件产品信息和该汽车装配工位当前进行装配的汽车的汽车身份信息，生成相应的汽车-零件装配关联信息库；

零件库存预警模块，其用于根据该存放空间内部所有零件的存放状态信息，生成相应的零件库存提醒消息。

上述技术方案的有益效果为：该用于汽车智能制造的智能立体库管理系统与汽车装配工位相互配合，其根据工位当前装配状态，确定所需的零件信息，以此获取立体库中相应存放空间的空间内部影像；对空间内部影像分析，确定当前装配操作的目标零件的存在状态信息，以此准确抓取目标零件并将其运输到汽车装配工位；再根据目标零件零件产品信息和所述汽车装配工位当前进行装配的汽车的汽车身份信息，生成相应的汽车-零件装配关联信息库，便于对汽车的装配过程进行全面记录，同时还根据立体库存放空间内部所有零件的存放状态信息，生成相应的零件库存提醒消息，其以汽车装配工位的实时装配进度为基准，对立体库存放的零件进行准确的定位和抓取，保证快速准确地抓取得到合适的零件，和对抓取得到的零件进行备案记录，提高立体库中汽车零件的管理效率和可靠性。

优选地，该汽车装配零件确定模块根据汽车装配工位当前装配状态信息，确定汽车当前装配所需的零件信息具体包括：

该汽车装配零件确定模块从该汽车装配工位的装配控制终端获取该汽车装配工位的汽车装配进度信息，并根据该汽车装配进度信息，确定该汽车装配工位执行当前装配工序所需的零件型号信息；

汽车装配零件定位模块根据该零件信息，确定汽车装配工位当前装配所需零件在立体库中的存放位置信息具体包括：

该汽车装配定位模块将该零件型号信息与立体库中的零件存放规则列表进行比对，确定该汽车装配工位当前装配所需零件在该立体库中的存放空间的空间编号信息，以此作为该存放位置信息。

上述技术方案的有益效果为：汽车装配工位上设置有相应的汽车装配操作机械手和装配控制终端，装配控制终端根据相应的汽车装配工序流程指示汽车装配操作机械手执行不同装配工序，而不同装配工序具体是将不同汽车零件组装到汽车框架中，因此汽车装配工位当前执行的装配工序直接决定其装配的汽车零件型号，并且立体库是将不同类型的汽车零件规则地放置在不同存放空间。该汽车装配零件确定模块得到汽车装配工位执行当前装配工序所需的零件型号信息后，便于汽车装配定位模块根据零件型号信息，从立体库的汽车零件放置规则中，确定当前装配所需零件在该立体库中的存放空间的空间编号信息，使得后续能够快速从立体库中确定抓取汽车零件的操作空间位置。

优选地，该零件存放影像获取模块根据该存放位置信息，获取该立体库相应存放空间的空间内部影像具体包括：

该零件存放影像获取模块根据该空间编号信息，向安装于当前装配所需零件在该立体库中的存放空间的摄像头发送摄像动作指令，指示该摄像头对该存放空间进行扫描拍摄，得到该存放空间的空间内部影像。

上述技术方案的有益效果为：在实际应用中，立体库的每个存放空间均独立安装有摄像头，每个摄像头独立拍摄得到对应存放空间的空间内部影像，零件存放影像获取模块以接收到的空间编号信息为基准，指示相应的摄像头进行扫描拍摄，便于后续对存放空间内部所有零件的存放状态进行准确的标定。

优选地，该零件确定模块对该空间内部影像进行分析处理，确定用于汽车装配工位当前装配操作的目标零件的存在状态信息具体包括：

该零件确定模块从该空间内部影像提取得到该存放空间内部存放的所有零件各自的零件轮廓信息；

对该零件轮廓信息进行分析处理，确定该存放空间内部存放的所有零件各自在该存放空间的存放位置；

再根据所有零件各自在该存放空间的存放位置，将与该存放空间的开口距离最近的零件作为用于汽车装配工位当前装配操作的目标零件；并根据该目标零件在该空间内部影像中的零件轮廓信息，确定该目标零件的在该存放空间的放置位姿。

上述技术方案的有益效果为：以存放空间的空间内部影像为基础，得到存放空间内部存放的所有零件轮廓信息，继而确定所有零件的存放位置和存放位姿，这样便于后续控制零件抓取机械手准确移动接近到目标零件以及对目标零件进行准确稳定的抓取。

优选地，该零件抓取模块根据该存在状态信息，从该存放空间抓取得到该目标零件具体包括：

该零件抓取模块包括零件抓取机械手和机械手控制器；

该机械手控制器根据该目标零件在该存放空间的存放位置，指示该零件抓取机械手移动到与该目标零件间隔预定距离的区域；

该机械手控制器再根据该目标零件的在该存放空间的放置位姿，指示该零件抓取机械手以相应的抓取姿势从该存放空间抓取得到该目标零件。

上述技术方案的有益效果为：利用机械手控制器对零件抓取机械手进行移动和抓取姿势的控制，实现对目标零件的精准抓取，使得零件抓取机械手能够以稳定的姿势抓取目标零件，避免目标零件在抓取过程中发生掉落。

优选地，该机械手控制器根据该目标零件在该存放空间的存放位置，指示该零件抓取机械手移动到与该目标零件间隔预定距离的区域具体包括该机械手控制器根据该目标零件在该存放空间的存放位置，筛选出该目标零件的尖端位置坐标，再根据筛选出的该目标零件的尖端位置坐标点和该机械手初始位置的坐标点，控制该机械手的移动方向和距离，

步骤A1，利用下面公式(1)，根据该目标零件在该存放空间的存放位置，筛选出该目标零件的尖端位置坐标，

在上述公式(1)中，A表示该目标零件的尖端位置坐标点的编号数组；(X₁,Y₁,Z₁)表示第一个筛选坐标点；(X₂,Y₂,Z₂)表示第二个筛选坐标点；(X₃,Y₃,Z₃)表示第三个筛选坐标点；(X₄,Y₄,Z₄)表示第四个筛选坐标点；n表示该目标零件在该存放空间的存放位置包含的整数坐标点的个数；X(i1)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i1个整数坐标点的横坐标值；X(i4)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i4个整数坐标点的横坐标值；X(i7)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i7个整数坐标点的横坐标值；X(i10)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i10个整数坐标点的横坐标值；Y(i2)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i2个整数坐标点的纵坐标值；Y(i5)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i5个整数坐标点的纵坐标值；Y(i8)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i8个整数坐标点的纵坐标值；Y(i11)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i11个整数坐标点的纵坐标值；Z(i3)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i3个整数坐标点的竖坐标值；Z(i6)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i6个整数坐标点的竖坐标值；Z(i9)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i9个整数坐标点的竖坐标值；Z(i12)表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第i12个整数坐标点的竖坐标值；

表示将i1的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i2的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i3的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i4的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i5的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i6的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i7的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i8的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i9的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i10的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i11的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i12的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；[X(a),Y(a),Z(a)]表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第a个整数坐标点；L{→}表示求取→左右两端的坐标之间的距离值；

表示将a的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最小值时的a值，若存在多个a值则组成集合；{}表示将括号内的四行集合进行合并以及将相同的值只留取一个形成新的集合；

步骤A2，利用下面公式(2)，根据筛选出的该目标零件的尖端位置坐标点以及该机械手的初始位置坐标点，得到该机械手的控制移动方向向量，

在上述公式(2)中，A(1)表示集合A中的第一个元素的数值；size(A)表示集合A中的元素总个数；A[size(A)]表示集合A中的第size(A)个元素的数值；(x₀,y₀,z₀)表示该机械手的初始位置坐标点；L₀表示间隔预定距离；[X(b),Y(b),Z(b)]表示该目标零件在该存放空间的存放位置中的第b个整数坐标点；

表示将b的值从A(1)取值到A[size(A)]代入到括号内得到括号内的最小值时的b值；

控制该机械手以(x₀,y₀,z₀)与[X(B),Y(B),Z(B)]坐标连线方向成θ角度，同时不触碰到该目标零件的方向进行移动

步骤A3，利用下面公式(3)，根据筛选出的该目标零件的尖端位置坐标点以及该机械手的初始位置坐标点，得到该机械手在控制移动方向上的移动距离，

在上述公式(3)中，l表示该机械手在控制移动方向上的移动距离，即该机械手控制器控制该机械手在控制移动方向上的移动l的距离。

上述技术方案的有益效果为：利用上述公式(1)，根据该目标零件在该存放空间的存放位置，筛选出该目标零件的尖端位置坐标，从而避免机械手触碰到尖端部位，确保零件的完整；然后利用上述公式(2)，根据筛选出的该目标零件的尖端位置坐标点以及该机械手的初始位置坐标点，得到该机械手的控制移动方向向量，自动控制机械手体现了机械手自动精准移动的能力；最后利用上述公式(3)，根据筛选出的该目标零件的尖端位置坐标点以及该机械手的初始位置坐标点，得到该机械手在控制移动方向上的移动距离，从而达到机械手移动到与所述目标零件间隔预定距离的区域的目的。

优选地，该零件信息记录模块记录抓取得到的目标零件的零件产品信息具体包括：

该零件信息记录模块对抓取得到的目标零件上预先设置的电子标签进行感应，以此从该电子标签中读取得到该目标零件的零件产品信息；其中，该零件产片信息包括该目标零件的零件类型信息和零件生产批次信息；

该零件运输模块根据该零件产品信息，将抓取得到的目标零件运输至相应的汽车装配工位中具体包括：

该零件运输模块根据该零件类型信息，确定该目标零件的重量值；在根据该重量值，将抓取得到的目标零件放置于相应的运输带上，从而将该目标零件运输至相应的汽车装配工位中。

上述技术方案的有益效果为：每个汽车零件上均预设设置有RFIF芯片等电子标签，利用电子标签能够对每个汽车零件进行唯一性的标识。此外立体库与汽车装配工位之间可通过多个运输带进行连接，每个运输带只能运输相应重量范围的汽车零件，以及每一类型的汽车零件具有一定的零件重量值，这样能够保证目标零件被抓取后能够通过合适的运输带运输到汽车装配工位中，保证目标零件的运输可靠性。

优选地，该零件验证模块对运输至该汽车装配工位的目标零件进行验证处理，判断该目标零件是否属于合格零件具体包括：

该零件验证模块包括双目摄像机和图像处理器；

该双目摄像机用于对运输至该汽车装配工位的目标零件进行双目拍摄，得到相应的目标零件双目影像；

该图像处理器用于对该目标零件双目影像进行双目视差计算，并根据该双目视差计算的结果，得到该目标零件的三维影像；再对该三维影像进行分析处理，确定该目标零件表面是否存在划痕或者凹陷；若不存在，则判断该目标零件属于合格零件；若存在，则判断该目标零件不属于合格零件；

该汽车装配信息生成模块根据该合格零件的零件产品信息和该汽车装配工位当前进行装配的汽车的汽车身份信息，生成相应的汽车-零件装配关联信息库具体包括：

该汽车装配信息生成模块构建该合格零件的零件产品信息与该之间的对应关系信息，并将该对应关系信息作为汽车-零件装配关联信息库的信息项。

上述技术方案的有益效果为：该零件验证模块能够对目标零件的外形完好性进行判断，保证只有外形完好(即不存在划痕或者凹陷)的目标零件才会被用于汽车装配中，而外形存在缺陷的目标零件将会被弃用。此外，汽车装配信息生成模块构建该合格零件的零件产品信息与该之间的对应关系信息，并将该对应关系信息作为汽车-零件装配关联信息库的信息项，这样能够对汽车装配过程中零件的使用情况进行全面准确的溯源。

优选地，该零件库存预警模块根据该存放空间内部所有零件的存放状态信息，生成相应的零件库存提醒消息具体包括：

该零件库存预警模块根据该存放空间内部存放的所有零件各自的零件轮廓信息，确定所处存放空间当前存放的零件数量；若该零件数量小于预设数量阈值，则向该立体库的管理平台终端反馈零件库存提醒消息；其中，该零件库存提醒消息包括该存放空间在该立体库中的空间编号信息以及该存放空间放置的零件的零件类型信息。

上述技术方案的有益效果为：通过零件库存预警模块根据该存放空间内部存放的所有零件各自的零件轮廓信息，并在所处存放空间当前存放的零件数量小于预设数量阈值时，则向该立体库的管理平台终端反馈零件库存提醒消息，这样可以及时对立体库中的零件进行补充，保证汽车装配的可持续进行。

从上述实施例的内容可知，该用于汽车智能制造的智能立体库管理系统与汽车装配工位相互配合，其根据工位当前装配状态，确定所需的零件信息，以此获取立体库中相应存放空间的空间内部影像；对空间内部影像分析，确定当前装配操作的目标零件的存在状态信息，以此准确抓取目标零件并将其运输到汽车装配工位；再根据目标零件零件产品信息和所述汽车装配工位当前进行装配的汽车的汽车身份信息，生成相应的汽车-零件装配关联信息库，便于对汽车的装配过程进行全面记录，同时还根据立体库存放空间内部所有零件的存放状态信息，生成相应的零件库存提醒消息，其以汽车装配工位的实时装配进度为基准，对立体库存放的零件进行准确的定位和抓取，保证快速准确地抓取得到合适的零件，和对抓取得到的零件进行备案记录，提高立体库中汽车零件的管理效率和可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其特征在于，其包括：

汽车装配零件确定模块，其用于根据汽车装配工位当前装配状态信息，确定汽车当前装配所需的零件信息；

汽车装配零件定位模块，其用于根据所述零件信息，确定汽车装配工位当前装配所需零件在立体库中的存放位置信息；

零件存放影像获取模块，其用于根据所述存放位置信息，获取所述立体库相应存放空间的空间内部影像；

零件确定模块，其用于对所述空间内部影像进行分析处理，确定用于汽车装配工位当前装配操作的目标零件的存在状态信息；

零件抓取模块，其用于根据所述存在状态信息，从所述存放空间抓取得到所述目标零件；

零件信息记录模块，其用于记录抓取得到的目标零件的零件产品信息；零件运输模块，其用于根据所述零件产品信息，将抓取得到的目标零件运输至相应的汽车装配工位中；

零件验证模块，其用于对运输至所述汽车装配工位的目标零件进行验证处理，判断所述目标零件是否属于合格零件；

汽车装配信息生成模块，其用于根据所述合格零件的零件产品信息和所述汽车装配工位当前进行装配的汽车的汽车身份信息，生成相应的汽车-零件装配关联信息库；

零件库存预警模块，其用于根据所述存放空间内部所有零件的存放状态信息，生成相应的零件库存提醒消息。

2.如权利要求1所述的用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其特征在于：

所述汽车装配零件确定模块根据汽车装配工位当前装配状态信息，确定汽车当前装配所需的零件信息具体包括：

所述汽车装配零件确定模块从所述汽车装配工位的装配控制终端获取所述汽车装配工位的汽车装配进度信息，并根据所述汽车装配进度信息，确定所述汽车装配工位执行当前装配工序所需的零件型号信息；

汽车装配零件定位模块根据所述零件信息，确定汽车装配工位当前装配所需零件在立体库中的存放位置信息具体包括：

所述汽车装配定位模块将所述零件型号信息与立体库中的零件存放规则列表进行比对，确定所述汽车装配工位当前装配所需零件在所述立体库中的存放空间的空间编号信息，以此作为所述存放位置信息。

3.如权利要求2所述的用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其特征在于：

所述零件存放影像获取模块根据所述存放位置信息，获取所述立体库相应存放空间的空间内部影像具体包括：

所述零件存放影像获取模块根据所述空间编号信息，向安装于当前装配所需零件在所述立体库中的存放空间的摄像头发送摄像动作指令，指示所述摄像头对所述存放空间进行扫描拍摄，得到所述存放空间的空间内部影像。

4.如权利要求3所述的用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其特征在于：

所述零件确定模块对所述空间内部影像进行分析处理，确定用于汽车装配工位当前装配操作的目标零件的存在状态信息具体包括：

所述零件确定模块从所述空间内部影像提取得到所述存放空间内部存放的所有零件各自的零件轮廓信息；

对所述零件轮廓信息进行分析处理，确定所述存放空间内部存放的所有零件各自在所述存放空间的存放位置；

再根据所有零件各自在所述存放空间的存放位置，将与所述存放空间的开口距离最近的零件作为用于汽车装配工位当前装配操作的目标零件；并根据所述目标零件在所述空间内部影像中的零件轮廓信息，确定所述目标零件的在所述存放空间的放置位姿。

5.如权利要求4所述的用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其特征在于：

所述零件抓取模块根据所述存在状态信息，从所述存放空间抓取得到所述目标零件具体包括：

所述零件抓取模块包括零件抓取机械手和机械手控制器；

所述机械手控制器根据所述目标零件在所述存放空间的存放位置，指示所述零件抓取机械手移动到与所述目标零件间隔预定距离的区域；

所述机械手控制器再根据所述目标零件的在所述存放空间的放置位姿，指示所述零件抓取机械手以相应的抓取姿势从所述存放空间抓取得到所述目标零件。

6.如权利要求5所述的用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其特征在于：

所述机械手控制器根据所述目标零件在所述存放空间的存放位置，指示所述零件抓取机械手移动到与所述目标零件间隔预定距离的区域具体包括所述机械手控制器根据所述目标零件在所述存放空间的存放位置，筛选出所述目标零件的尖端位置坐标，再根据筛选出的所述目标零件的尖端位置坐标点和所述机械手初始位置的坐标点，控制所述机械手的移动方向和距离，

步骤A1，利用下面公式(1)，根据所述目标零件在所述存放空间的存放位置，筛选出所述目标零件的尖端位置坐标，

在上述公式(1)中，A表示所述目标零件的尖端位置坐标点的编号数组；(X₁，Y₁，Z₁)表示第一个筛选坐标点；(X₂，Y₂，Z₂)表示第二个筛选坐标点；(X₃，Y₃，Z₃)表示第三个筛选坐标点；(X₄，Y₂，Z₄)表示第四个筛选坐标点；n表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置包含的整数坐标点的个数；X(i1)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i1个整数坐标点的横坐标值；X(i4)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i4个整数坐标点的横坐标值；X(i7)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i7个整数坐标点的横坐标值；X(i10)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i10个整数坐标点的横坐标值；Y(i2)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i2个整数坐标点的纵坐标值；Y(i5)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i5个整数坐标点的纵坐标值；Y(i8)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i8个整数坐标点的纵坐标值；Y(i11)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i11个整数坐标点的纵坐标值；Z(i3)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i3个整数坐标点的竖坐标值；Z(i6)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i6个整数坐标点的竖坐标值；Z(i9)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i9个整数坐标点的竖坐标值；Z(i12)表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第i12个整数坐标点的竖坐标值；

表示将i1的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i2的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i3的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i4的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i5的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i6的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i7的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i8的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i9的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i10的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i11的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；

表示将i12的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；[X(a)，Y(a)，Z(a)]表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第a个整数坐标点；L{→}表示求取→左右两端的坐标之间的距离值；

表示将a的值从1取值到n代入到括号内得到括号内的最小值时的a值，若存在多个a值则组成集合；{}表示将括号内的四行集合进行合并以及将相同的值只留取一个形成新的集合；

步骤A2，利用下面公式(2)，根据筛选出的所述目标零件的尖端位置坐标点以及所述机械手的初始位置坐标点，得到所述机械手的控制移动方向向量，

在上述公式(2)中，A(1)表示集合A中的第一个元素的数值；size(A)表示集合A中的元素总个数；A[size(A)]表示集合A中的第size(A)个元素的数值；(x₀，y₀，z₀)表示所述机械手的初始位置坐标点；L₀表示间隔预定距离；[X(b)，Y(b)，Z(b)]表示所述目标零件在所述存放空间的存放位置中的第b个整数坐标点；

表示将b的值从A(1)取值到A[size(A)]代入到括号内得到括号内的最小值时的b值；

控制所述机械手以(x₀，y₀，z₀)与[X(B)，Y(B)，Z(B)]坐标连线方向成θ角度，同时不触碰到所述目标零件的方向进行移动

步骤A3，利用下面公式(3)，根据筛选出的所述目标零件的尖端位置坐标点以及所述机械手的初始位置坐标点，得到所述机械手在控制移动方向上的移动距离，

在上述公式(3)中，l表示所述机械手在控制移动方向上的移动距离，即所述机械手控制器控制所述机械手在控制移动方向上的移动l的距离。

7.如权利要求5所述的用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其特征在于：

所述零件信息记录模块记录抓取得到的目标零件的零件产品信息具体包括：

所述零件信息记录模块对抓取得到的目标零件上预先设置的电子标签进行感应，以此从所述电子标签中读取得到所述目标零件的零件产品信息；其中，所述零件产片信息包括所述目标零件的零件类型信息和零件生产批次信息；

所述零件运输模块根据所述零件产品信息，将抓取得到的目标零件运输至相应的汽车装配工位中具体包括：

所述零件运输模块根据所述零件类型信息，确定所述目标零件的重量值；在根据所述重量值，将抓取得到的目标零件放置于相应的运输带上，从而将所述目标零件运输至相应的汽车装配工位中。

8.如权利要求7所述的用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其特征在于：

所述零件验证模块对运输至所述汽车装配工位的目标零件进行验证处理，判断所述目标零件是否属于合格零件具体包括：

所述零件验证模块包括双目摄像机和图像处理器；

所述双目摄像机用于对运输至所述汽车装配工位的目标零件进行双目拍摄，得到相应的目标零件双目影像；

所述图像处理器用于对所述目标零件双目影像进行双目视差计算，并根据所述双目视差计算的结果，得到所述目标零件的三维影像；再对所述三维影像进行分析处理，确定所述目标零件表面是否存在划痕或者凹陷；若不存在，则判断所述目标零件属于合格零件；若存在，则判断所述目标零件不属于合格零件；

所述汽车装配信息生成模块根据所述合格零件的零件产品信息和所述汽车装配工位当前进行装配的汽车的汽车身份信息，生成相应的汽车-零件装配关联信息库具体包括：

所述汽车装配信息生成模块构建所述合格零件的零件产品信息与所述之间的对应关系信息，并将所述对应关系信息作为汽车-零件装配关联信息库的信息项。

9.如权利要求8所述的用于汽车智能制造的智能立体库管理系统，其特征在于：

所述零件库存预警模块根据所述存放空间内部所有零件的存放状态信息，生成相应的零件库存提醒消息具体包括：

所述零件库存预警模块根据所述存放空间内部存放的所有零件各自的零件轮廓信息，确定所处存放空间当前存放的零件数量；若所述零件数量小于预设数量阈值，则向所述立体库的管理平台终端反馈零件库存提醒消息；其中，所述零件库存提醒消息包括所述存放空间在所述立体库中的空间编号信息以及所述存放空间放置的零件的零件类型信息。

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