CN116793199B - 一种集中式多层货架四向车定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及货架四向车定位技术领域，提出了一种集中式多层货架四向车定位系统及方法，该系统包括磁点装置，设置于集中式多层货架中的每个仓位；磁力检测装置，设置于行驶在连接每个仓位的轨道上的四向车，配置为用于检测最近的磁点装置的磁感应强度信息；定位装置，存储有每个仓位的磁点装置的位置信息，配置为用于根据距离磁力检测装置最近的磁点装置的磁感应强度信息，获得磁点装置的距离信息，并基于距离信息和位置信息，确定四向车在集中式多层货架中的位置坐标。本发明通过磁力检测装置获得的磁感应强度信息和磁点装置定位形成的货架地图来准确定位四向车在集中式多层货架中的位置，具有准确性高、不易受干扰的优势。

Description

一种集中式多层货架四向车定位系统及方法

技术领域

本发明涉及货架四向车定位技术领域，尤其是一种集中式多层货架四向车定位系统及方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展，物流和仓储行业对于高效、节约空间的货物存储和管理越来越重要。传统的仓储方式往往需要大量的人力和物力投入，效率低下且占用大量的仓储空间。随着技术的进步，集中式高层货架和四向车应运而生。集中式高层货架通过将货物垂直堆放，可以充分利用垂直空间，从而提高仓库的货物存储量。而四向车则可以在集中式高层货架的狭小环境中自由行驶和搬运货物，为货物的快速处理和配送提供了便利。由于在集中式高层货架系统中四向车为自主运行，四向车需要时刻感知自身的位置，不准确的定位会导致货物搬运错误、车辆发生碰撞、车辆脱轨等事故的发生，因此四向车的定位是否精准关乎着货物搬运和仓库运作的效率和安全性。

针对集中式货架的四向车定位，现有技术主要为两种：条形码和光电开关，条形码定位是通过四向车装载的条形码扫描器读取货仓架上贴有条形码的位置信息，当四向车移动到特定位置时，条形码扫描器会扫描该位置上的条形码，并将位置信息传输给控制系统。光电开关定位时四向车与货架之间安装了一组光电开关，光电开关发射红外线或激光束，当货架上的反射板遮挡或接触到红外线或激光束时，光电开关会检测到，并发送信号给控制系统，通过检测光电开关的信号，可以确定四向车的位置。这两种方式都容易受到干扰，条形码容易受到划伤、污损或模糊的影响，条形码的损坏会导致信息无法识别，而光电开关在遇到强光、电磁干扰或黑暗环境时可能无法正常工作，这些干扰因素会导致定位失败或误判。

发明内容

为解决上述现有技术问题，本发明提供一种集中式多层货架四向车定位系统及方法，旨在解决现有技术中集中式货架的四向车定位容易受到干扰的问题。

本发明的第一方面，提供了一种集中式多层货架四向车定位系统，包括：

磁点装置，设置于集中式多层货架中的每个仓位；

磁力检测装置，设置于行驶在连接每个所述仓位的轨道上的四向车，配置为用于检测最近的磁点装置的磁感应强度信息；

定位装置，存储有每个仓位的磁点装置的位置信息，配置为用于根据距离所述磁力检测装置最近的磁点装置的磁感应强度信息，获得磁点装置的距离信息，并基于所述距离信息和所述位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标。

可选的，所述定位装置，具体包括：

磁感应强度提取模块；

距离检测模块；

其中，所述磁感应强度提取模块用于提取配置为磁力检测装置中磁感应强度传感器采集的最近的磁点装置的磁感应强度信息；

其中，所述距离检测模块用于根据提取的磁感应强度信息，确定距离最近的磁点装置的距离信息。

可选的，所述距离最近的磁点装置的距离信息包括：距离最近的磁点装置的距离值和方向值；所述距离检测模块，具体包括：

距离值确定单元；

方向值确定单元；

其中，所述距离值确定单元用于根据提取的磁感应强度信息中的磁感应强度值，在预存储的磁点装置磁感应强度值与距离值对照表中，匹配对应的距离值作为距离最近的磁点装置的距离值；

其中，所述方向值确定单元用于将提取的磁感应强度信息中的磁感应强度方向作为距离最近的磁点装置的方向值。

可选的，所述定位装置，具体包括：

最近磁点估测模块；

磁点位置确定模块；

定位模块；

其中，所述最近磁点估测模块用于获取所述四向车在所述集中式多层货架中的最新位置坐标，基于所述最新位置坐标和所述距离最近的磁点装置的距离信息，估测距离最近的磁点装置；

其中，所述磁点位置确定模块用于在存储的每个仓位的磁点装置的位置信息中匹配最近的磁点装置的位置坐标；

其中，所述定位模块用于根据所述最近的磁点装置的位置坐标和距离最近的磁点装置的距离值和方向值，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的当前位置坐标。

可选的，所述定位装置，还包括：

高度误差计算模块；

位置误差补偿模块；

其中，所述高度误差计算模块用于获取磁力检测装置和磁点装置的高度差值，根据所述高度差值和距离最近的磁点装置的距离信息，获得磁力检测装置与最近的磁点装置的真实距离信息，并基于所述距离信息和所述真实距离信息，确定位置误差补偿量；

其中，所述位置误差补偿模块用于利用所述位置误差补偿量对所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标进行误差补偿。

可选的，所述定位装置，包括：

定位模式判断模块；

磁力定位模块；

里程定位模块；

其中，所述定位模式判断模块用于提取配置为磁力检测装置中磁感应强度传感器采集的最近的磁点装置的磁感应强度信息，判断所述磁感应强度信息是否大于预设阈值，若是，关闭里程定位，启动磁力定位；若否，关闭磁力定位，启动里程定位；

其中，所述磁力定位模块用于根据距离所述磁力检测装置最近的磁点装置的距离信息和位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；

其中，所述里程定位模块用于根据所述四向车在关闭磁力定位时的位置坐标和所述四向车在启动里程定位时间内的四向车行驶状态数据，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标。

可选的，所述磁力检测装置配置为矩阵排布的9个磁力计；所述定位模式判断模块，具体包括：

磁感应强度矢量和计算单元；

阈值判断单元；

其中，所述磁感应强度矢量和计算单元用于获取9个磁力计的磁感应强度信息并计算磁感应强度矢量和，所述磁感应强度矢量和的表达式，具体为：

=/>

其中，为磁感应强度矢量和，/>为第/>个磁力计的磁感应强度矢量值，分别表示xyz三个方向的磁感应强度，/>分别表示第/>个磁力计与磁点装置的轴距离和/>轴距离，/>表示磁体的特性常数；

其中，阈值判断单元用于将计算获得的磁感应强度矢量和与预设阈值进行判断，若磁感应强度矢量和大于预设阈值，关闭里程定位，启动磁力定位；否则，关闭磁力定位，启动里程定位。

可选的，所述磁力定位模块，具体包括：

测量误差计算单元；

磁力定位补偿单元；

其中，所述测量误差计算单元根据xyz三个方向的实测磁感应强度和理论磁感应强度构造优化目标函数，利用所述优化目标函数采用LM法修正所述实测磁感应强度，获得修正磁感应强度；

其中，所述磁力定位补偿单元，根据修正磁感应强度，确定距离最近的磁点装置的距离信息，并根据距离所述磁力检测装置最近的磁点装置的距离信息和位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标。

可选的，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置的表达式，具体为：

其中，和/>为当前四向车所处位置坐标，/>和/>为关闭磁力定位时四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标，/>为四向车的平均速度，/>为四向车的角速度，为关闭磁力定位时的转向角，四向车约束于轨道，/>的值为/>和/>两种，/>为重新启用磁力定位时的时间，/>为里程定位关闭时的时间。

本发明的第二方面，提供了一种集中式多层货架四向车定位方法，包括：

获取距离四向车距离最近的磁点装置的磁感应强度信息；

获取每个仓位的磁点装置的位置信息；

根据距离四向车距离最近的磁点装置的磁感应强度信息，获得磁点装置的距离信息，并基于所述距离信息和所述位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标。

本发明的有益效果在于：提出了一种集中式多层货架四向车定位系统及方法，通过在集中式多层货架中的每个仓位设置磁点装置进行定位，利用设置于四向车上的磁力检测装置检测磁感应强度信息，基于磁感应强度信息和磁点装置定位形成的货架地图来准确定位四向车在集中式多层货架中的位置，具有准确性高、不易受干扰的优势。

附图说明

图1为本发明集中式多层货架四向车定位系统的结构示意图；

图2为本发明确定当前距离最近的磁点装置的其一示意图；

图3为本发明确定当前距离最近的磁点装置的其二示意图；

图4为本发明磁定位区域和里程定位区域的示意图；

图5为本发明集中式多层货架四向车定位方法的流程示意图。

附图标记：

10-磁点装置；20-磁力检测装置；30-定位装置。

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。

实施例1：

参照图1，图1为本发明实施例提供的一种集中式多层货架四向车定位系统的结构示意图。

如图1所示，一种集中式多层货架四向车定位系统，包括：磁点装置10、磁力检测装置20和定位装置30。

需要说明的是，所述磁点装置10设置于集中式多层货架中的每个仓位；所述磁力检测装置20设置于行驶在连接每个所述仓位的轨道上的四向车，配置为用于检测最近的磁点装置10的磁感应强度信息；所述定位装置30存储有每个仓位的磁点装置10的位置信息，配置为用于根据距离所述磁力检测装置20最近的磁点装置10的磁感应强度信息，获得磁点装置10的距离信息，并基于所述距离信息和所述位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标。

具体而言，磁点装置10配置为永磁体，可设置于集中式多层货架中每个仓位的支撑横梁的中点，集中式多层货架中的仓位通常采用多列多行的矩阵式排列方式，相邻行或列间设置用于四向车行驶的轨道，磁点装置10的安装方向可朝轨道方向设置，使得每个磁点装置10磁场最强方向相互连接形成一个二维网格。由此，可通过人为设定零坐标（例如四向车出发位置对应的磁点装置10为零坐标）确定二维网格对应的磁坐标系，相邻磁点装置10之间在/>轴的间隔为/>，/>轴的间隔为/>，由于相邻的两个磁点装置10的轴和/>轴间隔是固定的，因此每个磁点装置10在坐标系上的位置就确定了，从而可通过预先采集每个磁点装置10的位置来得到当前货架层的磁点地图，将该地图存储至每一台四向车中，即可实现对每个仓位的位置确定。磁力检测装置20配置为可以检测到工作范围内对应磁点装置10的磁感应强度信息，设置于四向车，以此，根据检测到的磁感应强度信息，实现对自身的定位。

由于四向车能够获知磁点地图中每个磁点装置10的位置信息，也能够获知当前四向车位置采集到的磁感应强度信息，因此，定位装置30可通过磁点装置10的位置信息和磁感应强度信息来确定四向车的位置。具体而言，四向车在磁坐标系中的位置等于距离磁跟踪子单元最近的磁点装置10坐标/>减去磁力检测装置20输出的距离磁力检测装置20最近的磁点装置10的距离/>。

本实施例中，利用磁点装置10替代现有技术中的条形码和光电开关，一方面，由于永磁体不受光、污渍、划伤的影响，因此克服了条形码和光电开关容易受到外界干扰的影响的缺点；另一方面，由于基于条形码的方法需要使用扫描仪扫描条形码，因此四向车在靠近条形码时需要处于一个较低的速度，这无疑影响了货架系统的运行效率；另外，虽然基于光电开关的方法对速度没有了限制，但光电开关成本较高，且当两辆四向车紧贴通过光电开关时可能会被误认为是一辆四向车通过，因此只会触发一次信号发送，从而导致定位信息丢失；而本实施例所提供的方法利用磁场进行定位，四向车在靠近磁点时不需要减速，且磁场感应依靠装载在四向车上的磁感应器，因此也不存在基于光电开关时的定位信息丢失的问题，从而进一步提高了集中式高层货架系统的运行效率。

在优选的实施例中，定位装置30，具体包括：磁感应强度提取模块和距离检测模块；所述磁感应强度提取模块用于提取配置为磁力检测装置20中磁感应强度传感器采集的最近的磁点装置10的磁感应强度信息；所述距离检测模块用于根据提取的磁感应强度信息，确定距离最近的磁点装置10的距离信息。

其中，磁力装置通常设置为仅在对应仓位周围一定区域内能够检测到的位置，即每个磁点装置10仅在一定区域内具有较强的磁感应信号，在该区域外的磁感应信号较弱，可以忽略，进而形成若干个独立且互不干扰的可检测磁感应信号的区域。由此，提供的磁力检测装置20中的磁感应强度传感器在检测到磁感应信号时，能够对应到某一个磁点装置10，也即距离该磁力检测装置20最近的磁点装置10。在这样的前提下，定位装置30利用磁感应强度提取模块可提取磁感应强度传感器采集的最近的磁点装置10的磁感应强度信息，再利用距离检测模块可确定距离最近的磁点装置10的距离。

本实施例中，通过独立且互不干扰地设置每个仓位的磁感应信号检测区域，以此在磁力检测装置20检测到磁感应信号时，能够直接对应该磁感应信号来源的某一个具体的磁点装置10，实现对磁点装置10的确定，以通过与该磁点装置10的距离来反向定位磁力检测装置20的位置。

在优选的实施例中，所述距离最近的磁点装置10的距离信息包括：距离最近的磁点装置10的距离值和方向值；所述距离检测模块，具体包括：距离值确定单元；方向值确定单元；所述距离值确定单元用于根据提取的磁感应强度信息中的磁感应强度值，在预存储的磁点装置10磁感应强度值与距离值对照表中，匹配对应的距离值作为距离最近的磁点装置10的距离值；所述方向值确定单元用于将提取的磁感应强度信息中的磁感应强度方向作为距离最近的磁点装置10的方向值。

其中，距离最近的磁点装置10的距离信息通常包括距离值和方向值，由此，在确定磁点装置10的位置坐标后，可直接通过该位置坐标以及距离该磁点装置10的距离值和方向值，确定磁力检测装置20的位置。而距离最近的磁点装置10的距离值和方向值，可通过磁力检测装置20检测到的磁感应强度信息这个矢量值来获取，磁感应强度信息包括了磁感应强度值和磁感应方向值，磁感应强度值可通过在预测量获得的磁感应强度值与距离值对照表中匹配获得，磁感应方向值直接作为距离该磁点装置10的方向值。

本实施例中，通过磁感应强度信息这个矢量值中包含的磁感应强度值和磁感应方向值来分别确定距离该磁点装置10的距离值和方向值，进而通过最近磁点装置10的位置信息进行反向推导，即可获得磁力检测装置20的位置信息，具有计算简单、准确率高的优势。

在优选的实施例中，所述定位装置30，具体包括：最近磁点估测模块、磁点位置确定模块和定位模块。所述最近磁点估测模块用于获取所述四向车在所述集中式多层货架中的最新位置坐标，基于所述最新位置坐标和所述距离最近的磁点装置10的距离信息，估测距离最近的磁点装置10；所述磁点位置确定模块用于在存储的每个仓位的磁点装置10的位置信息中匹配最近的磁点装置10的位置坐标；所述定位模块用于根据所述最近的磁点装置10的位置坐标和距离最近的磁点装置10的距离值和方向值，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的当前位置坐标。

其中，由于磁力检测装置20在检测到磁感应强度信息时，需要先确定该磁感应强度信息来源于哪一个磁点装置10，进而才能获知该磁点装置10的位置信息进行磁力检测装置20的位置信息推导。因此，定位装置30需要提前确定当前距离最近的磁点装置10是哪一个，具体而言，先获取所述四向车在所述集中式多层货架中的最新位置坐标，基于所述最新位置坐标和所述距离最近的磁点装置10的距离信息，估测距离最近的磁点装置10，该最新位置坐标为四向车上一单位时间在所述集中式多层货架中确定的位置坐标，若上一单位时间四向车的位置为起始位置，则以零点作为最新位置坐标。

在实际应用中，先根据最新位置坐标，确定上一单位时间四向车对应的最近磁点装置10和距离信息，例如：如图2所示，若最新位置坐标为（3,0.7），最近磁点装置10为编号3的磁点装置10，距离信息为（0.3,90°），0.3为距离值，90°为方向值；若获得当前时间单位获得的距离最近磁点装置10的距离信息为（0.1，90°），由于四向车的速度通常为一个固定值，且该速度通常无法满足在一个单位时间内从一个磁点装置10的距离信息（0.3,90°）变换为另一个磁点装置10的距离信息（0.1，90°），因此，可以认定该单位时间内最近磁点装置10没有变化，即四向车的位置坐标从（3,0.7）变换为（3，0.9）；如图3所示，若最新位置坐标为（3，1.3），最近磁点装置10为编号3的磁点装置10，距离信息为（0.3,270°），获得当前时间单位获得的距离最近磁点装置10的距离信息为（0.3,90°），根据四向车的速度推算，认为该单位时间内最近磁点装置10从编号3的磁点装置10变换为编号6的磁点装置10，即四向车的位置从（3,1.3）变换为（3,1.7）。由此，可通过对最新位置坐标和所述距离最近的磁点装置10的距离信息，估测距离最近的磁点装置10，并确定出所述四向车在所述集中式多层货架中的当前位置坐标。

在优选的实施例中，所述定位装置30，还包括：高度误差计算模块和位置误差补偿模块；所述高度误差计算模块用于获取磁力检测装置20和磁点装置10的高度差值，根据所述高度差值和距离最近的磁点装置10的距离信息，获得磁力检测装置20与最近的磁点装置10的真实距离信息，并基于所述距离信息和所述真实距离信息，确定位置误差补偿量；所述位置误差补偿模块用于利用所述位置误差补偿量对所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标进行误差补偿。

其中，磁点装置10可以看作是一个磁偶极子，由于磁偶极子模型不能提供绕其轴的旋转角度，因此磁轴与地面垂直，磁力计与磁点有固定高度差。由于四向车的运行约束于轨道，因此四向车与磁坐标系/>轴和/>轴的偏移角度为/>，因此磁跟踪子单元坐标与四向车的位置只相差一个位置误差补偿量，即平移量/>。在此基础上，四向车在磁坐标系中的位置等于距离磁力检测装置20最近的磁点装置10坐标/>减去磁力检测装置20的输出/>再补偿平移量/>，/>为距离磁力检测装置20最近的磁点装置10到磁力检测装置20的距离。

在优选的实施例中，所述定位装置30，包括：定位模式判断模块、磁力定位模块和里程定位模块；所述定位模式判断模块用于提取配置为磁力检测装置20中磁感应强度传感器采集的最近的磁点装置10的磁感应强度信息，判断所述磁感应强度信息是否大于预设阈值，若是，关闭里程定位，启动磁力定位；若否，关闭磁力定位，启动里程定位；所述磁力定位模块用于根据距离所述磁力检测装置20最近的磁点装置10的距离信息和位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；所述里程定位模块用于根据所述四向车在关闭磁力定位时的位置坐标和所述四向车在启动里程定位时间内的四向车行驶状态数据，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标。

其中，由于磁力检测装置20和磁点装置10的跟踪距离是有限的，两个磁点装置10之间的距离通常大于有效磁跟踪距离，因此，如图4所示，集中式多层货架中会出现有效磁跟踪距离形成的磁定位区域和有效磁跟踪距离之外形成的里程定位区域。具体而言，本实施例先通过定位模式判断模块最近的磁点装置10的磁感应强度信息是否大于预设阈值，以此来决定四向车采用什么样的定位模式。若采用磁力定位，则关闭里程定位，启动磁力定位，四向车通过磁力定位模块根据距离所述磁力检测装置20最近的磁点装置10的距离信息和位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；若采用里程定位，则关闭磁力定位，启动里程定位，四向车通过里程定位模块根据所述四向车在关闭磁力定位时的位置坐标和所述四向车在启动里程定位时间内的四向车行驶状态数据，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标。

由此，本实施例通过设置磁力定位和里程定位两种四向车定位模式，解决磁力检测装置20和磁点装置10的跟踪距离有限的限制，能够实现在集中式多层货架中整体区域的四向车定位。相比于仅使用磁力定位或传统方式中的仅使用里程定位，具有适应性好、准确性高等优势。

在优选的实施例中，所述磁力检测装置20配置为矩阵排布的9个磁力计；所述定位模式判断模块，具体包括：磁感应强度矢量和计算单元和阈值判断单元；所述磁感应强度矢量和计算单元用于获取9个磁力计的磁感应强度信息并计算磁感应强度矢量和，阈值判断单元用于将计算获得的磁感应强度矢量和与预设阈值进行判断，若磁感应强度矢量和大于预设阈值，关闭里程定位，启动磁力定位；否则，关闭磁力定位，启动里程定位。所述磁感应强度矢量和的表达式，具体为：

=/>

其中，为磁感应强度矢量和，/>为第/>个磁力计的磁感应强度矢量值，分别表示xyz三个方向的磁感应强度，/>分别表示第/>个磁力计与磁点装置10的/>轴距离和/>轴距离，/>表示磁体的特性常数。

本实施例中，设定磁力计的磁通密度的阈值/>，用于判断是否启用磁跟踪，当所有磁力计感应磁通密度的矢量和/>大于/>时，磁跟踪启用，否则磁跟踪关闭，使用编码器里程计，即里程定位。当磁跟踪持续启用时，/>，/>，/>在已知的前提下可以根据xyz三个方向的磁感应强度的表达式解出/>。

在优选的实施例中，所述磁力定位模块，具体包括：测量误差计算单元和磁力定位补偿单元。所述测量误差计算单元根据xyz三个方向的实测磁感应强度和理论磁感应强度构造优化目标函数，利用所述优化目标函数采用LM法修正所述实测磁感应强度，获得修正磁感应强度；所述磁力定位补偿单元，根据修正磁感应强度，确定距离最近的磁点装置10的距离信息，并根据距离所述磁力检测装置20最近的磁点装置10的距离信息和位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标。

需要说明的是，由于磁力计测量时会发生误差，因此磁力计实际测得的，/>，不能直接代入xyz三个方向的磁感应强度的表达式，还需进行迭代优化，为区分实测值和理论值，将实测值记为/>，/>，/>，优化目标函数为：

在初始时，四向车位于零点，人工计算该点的理论，/>，/>，随后使用上述优化目标函数通过LM法得到修正的实测值/>，/>，/>，将修正后的实测值代入xyz三个方向的磁感应强度的表达式中解出/>，取9个磁力计的/>的平均值为/>，根据四向车中存储的磁点地图即可得到四向车的在当前货架的位置。

在优选的实施例中，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置的表达式，具体为：

其中，和/>为当前四向车所处位置坐标，/>和/>为关闭磁力定位时四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标，/>为四向车的平均速度，/>为四向车的角速度，为关闭磁力定位时的转向角，四向车约束于轨道，/>的值为/>和/>两种，/>为重新启用磁力定位时的时间，/>为里程定位关闭时的时间。

当磁定位关闭，里程定位启动时，实测值，/>，/>为不可用数据，此时需要根据所述四向车在关闭磁力定位时的位置坐标（/>和/>）和所述四向车在启动里程定位时间内的四向车行驶状态数据（/>、/>和/>），确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标。由此，实现基于磁力定位和里程定位结合的集中式多层货架四向车定位方法，提供较高的定位准确性。

参照图5，图5为本发明实施例提供的一种集中式多层货架四向车定位方法的流程示意图。

如图5所示，一种集中式多层货架四向车定位方法，包括步骤：

S1：获取距离四向车距离最近的磁点装置的磁感应强度信息；

S2：获取每个仓位的磁点装置的位置信息；

S3：根据距离四向车距离最近的磁点装置的磁感应强度信息，获得磁点装置的距离信息，并基于所述距离信息和所述位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标。

本实施例中，通过在集中式多层货架中的每个仓位设置磁点装置进行定位，利用设置于四向车上的磁力检测装置检测磁感应强度信息，基于磁感应强度信息和磁点装置定位形成的货架地图来准确定位四向车在集中式多层货架中的位置，具有准确性高、不易受干扰的优势。

本申请集中式多层货架四向车定位方法的具体实施方式与上述集中式多层货架四向车定位系统各实施例基本相同，在此不再赘述。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”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发明和简化描述，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发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“~”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如：“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A~B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。

在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

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 (6)

1.一种集中式多层货架四向车定位系统，其特征在于，包括：

磁点装置，设置于集中式多层货架中的每个仓位；

磁力检测装置，设置于行驶在连接每个所述仓位的轨道上的四向车，配置为用于检测最近的磁点装置的磁感应强度信息；

定位装置，存储有每个仓位的磁点装置的位置信息，配置为用于根据距离所述磁力检测装置最近的磁点装置的磁感应强度信息，获得磁点装置的距离信息，并基于所述距离信息和所述位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；所述定位装置，包括：

磁力定位模块；

里程定位模块；

定位模式判断模块；

（1）其中，对于磁力定位模块：所述磁力定位模块用于根据距离所述磁力检测装置最近的磁点装置的距离信息和位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；所述磁力定位模块，具体包括：

测量误差计算单元；

磁力定位补偿单元；

其中，所述测量误差计算单元根据xyz三个方向的实测磁感应强度和理论磁感应强度构造优化目标函数，利用所述优化目标函数采用LM法修正所述实测磁感应强度，获得修正磁感应强度；

其中，所述磁力定位补偿单元，根据修正磁感应强度，确定距离最近的磁点装置的距离信息，并根据距离所述磁力检测装置最近的磁点装置的距离信息和位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；

（2）其中，对于里程定位模块：所述里程定位模块用于根据所述四向车在关闭磁力定位时的位置坐标和所述四向车在启动里程定位时间内的四向车行驶状态数据，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置的表达式，具体为：

；

其中，和/>为当前四向车所处位置坐标，/>和/>为关闭磁力定位时四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标，/>为四向车的平均速度，/>为四向车的角速度，/>为关闭磁力定位时的转向角，四向车约束于轨道，/>的值为0°和90°两种，/>为重新启用磁力定位时的时间，/>为里程定位关闭时的时间；

（3）其中，对于定位模式判断模块：所述定位模式判断模块用于提取配置为磁力检测装置中磁感应强度传感器采集的最近的磁点装置的磁感应强度信息，判断所述磁感应强度信息是否大于预设阈值，若是，关闭里程定位，启动磁力定位；若否，关闭磁力定位，启动里程定位；所述磁力检测装置配置为3×3矩阵排布的9个磁力计；所述定位模式判断模块，具体包括：

磁感应强度矢量和计算单元；

阈值判断单元；

其中，所述磁感应强度矢量和计算单元用于获取9个磁力计的磁感应强度信息并计算磁感应强度矢量和，所述磁感应强度矢量和的表达式，具体为：

；

；

；

其中，为磁感应强度矢量和，/>为第/>个磁力计的磁感应强度矢量值，/>分别表示xyz三个方向的磁感应强度，/>分别表示第/>个磁力计与磁点装置的/>轴距离和轴距离，/>表示磁体的特性常数；

其中，阈值判断单元用于将计算获得的磁感应强度矢量和与预设阈值进行判断，若磁感应强度矢量和大于预设阈值，关闭里程定位，启动磁力定位；否则，关闭磁力定位，启动里程定位。

2.根据权利要求1所述的集中式多层货架四向车定位系统，其特征在于，所述定位装置，具体包括：

磁感应强度提取模块；

距离检测模块；

其中，所述磁感应强度提取模块用于提取配置为磁力检测装置中磁感应强度传感器采集的最近的磁点装置的磁感应强度信息；

其中，所述距离检测模块用于根据提取的磁感应强度信息，确定距离最近的磁点装置的距离信息。

3.根据权利要求2所述的集中式多层货架四向车定位系统，其特征在于，所述距离最近的磁点装置的距离信息包括：距离最近的磁点装置的距离值和方向值；所述距离检测模块，具体包括：

距离值确定单元；

方向值确定单元；

其中，所述距离值用于确定单元根据提取的磁感应强度信息中的磁感应强度值，在预存储的磁点装置磁感应强度值与距离值对照表中，匹配对应的距离值作为距离最近的磁点装置的距离值；

其中，所述方向值用于确定单元将提取的磁感应强度信息中的磁感应强度方向作为距离最近的磁点装置的方向值。

4.根据权利要求3所述的集中式多层货架四向车定位系统，其特征在于，所述定位装置，具体包括：

最近磁点估测模块；

磁点位置确定模块；

定位模块；

其中，所述最近磁点估测模块用于获取所述四向车在所述集中式多层货架中的最新位置坐标，基于所述最新位置坐标和所述距离最近的磁点装置的距离信息，估测距离最近的磁点装置；

其中，所述磁点位置确定模块用于在存储的每个仓位的磁点装置的位置信息中匹配最近的磁点装置的位置坐标；

其中，所述定位模块用于根据所述最近的磁点装置的位置坐标和距离最近的磁点装置的距离值和方向值，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的当前位置坐标。

5.根据权利要求4所述的集中式多层货架四向车定位系统，其特征在于，所述定位装置，还包括：

高度误差计算模块；

位置误差补偿模块；

其中，所述高度误差计算模块用于获取磁力检测装置和磁点装置的高度差值，根据所述高度差值和距离最近的磁点装置的距离信息，获得磁力检测装置与最近的磁点装置的真实距离信息，并基于所述距离信息和所述真实距离信息，确定位置误差补偿量；

其中，所述位置误差补偿模块用于利用所述位置误差补偿量对所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标进行误差补偿。

6.一种集中式多层货架四向车定位方法，其特征在于，包括：

获取距离四向车距离最近的磁点装置的磁感应强度信息；

获取每个仓位的磁点装置的位置信息；

根据距离四向车距离最近的磁点装置的磁感应强度信息，获得磁点装置的距离信息，并基于所述距离信息和所述位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；

其中，基于所述距离信息和所述位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标步骤，具体包括：

定位模式判断：提取配置为磁力检测装置中磁感应强度传感器采集的最近的磁点装置的磁感应强度信息，判断所述磁感应强度信息是否大于预设阈值，若是，关闭里程定位，启动磁力定位；若否，关闭磁力定位，启动里程定位；

其中，所述磁力检测装置配置为3×3矩阵排布的9个磁力计；提取配置为磁力检测装置中磁感应强度传感器采集的最近的磁点装置的磁感应强度信息，判断所述磁感应强度信息是否大于预设阈值步骤，具体包括：

获取9个磁力计的磁感应强度信息并计算磁感应强度矢量和，所述磁感应强度矢量和的表达式，具体为：

；

；

；

其中，为磁感应强度矢量和，/>为第/>个磁力计的磁感应强度矢量值，/>分别表示xyz三个方向的磁感应强度，/>分别表示第/>个磁力计与磁点装置的/>轴距离和轴距离，/>表示磁体的特性常数；

将计算获得的磁感应强度矢量和与预设阈值进行判断，若磁感应强度矢量和大于预设阈值，关闭里程定位，启动磁力定位；否则，关闭磁力定位，启动里程定位；

磁力定位：根据距离所述磁力检测装置最近的磁点装置的距离信息和位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；具体包括：根据xyz三个方向的实测磁感应强度和理论磁感应强度构造优化目标函数，利用所述优化目标函数采用LM法修正所述实测磁感应强度，获得修正磁感应强度；根据修正磁感应强度，确定距离最近的磁点装置的距离信息，并根据距离所述磁力检测装置最近的磁点装置的距离信息和位置信息，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；

里程定位：根据所述四向车在关闭磁力定位时的位置坐标和所述四向车在启动里程定位时间内的四向车行驶状态数据，确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标；

确定所述四向车在所述集中式多层货架中的位置的表达式，具体为：

；

其中，和/>为当前四向车所处位置坐标，/>和/>为关闭磁力定位时四向车在所述集中式多层货架中的位置坐标，/>为四向车的平均速度，/>为四向车的角速度，/>为关闭磁力定位时的转向角，四向车约束于轨道，/>的值为0°和90°两种，/>为重新启用磁力定位时的时间，/>为里程定位关闭时的时间。