CN117208763A - 一种箱式货车吊装识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种箱式货车吊装识别方法，将自动吊臂作为原点，以吊装半径确定一个周向的识别范围，视觉识别模块对识别范围进行周向扫描获取特征标记后确定目标所在位置；其中，特征标记包括两第一定位标识、第二定位标识；当货车处于停滞状态进行装货、卸货流程时，控制模块通过视觉识别模识别形成卸货流程清单和装货流程清单，先按照卸货流程清单将载货平台上的货箱依次卸下后，再按照装货流程清单将货车外部的货箱依次吊装在载货平台上。本发明通过设有的定位标识的方式，能够针对现有的道路和仓库场景，通过在特定位置贴附贴纸形式的定位标识使其满足具有自动吊臂的货车进行自动装卸货箱，以低成本的方式实现道路运输物流。

Description

一种箱式货车吊装识别方法

技术领域

本发明属于物流运输技术领域，具体涉及一种箱式货车吊装识别方法。

背景技术

现代货车用于运载重物，而装卸重物的工作由外部的吊机承担，货车上的重物仅会存在竖直方向上的移动，则货车本身只需要考虑承重的问题。但随着技术发展，为了提高便捷性和多功能特性，一种自动装卸货物的货车开始应用，通过在现有货车结构上设置有专门的吊装结构，使得货车能够自行装卸货物，并将货物运输至目的地，从而降低使用成本。

这种带有机械吊臂的货车需要频繁将货厢取下或装上，则该货厢本身需要具备较好的可拆卸连接特性以及悬吊稳定性，能够方便抓取连接并吊起，放下时能够与车架本身形成限位连接，故这种货厢顶部和底部分别具有相应的连接件与对应结构进行连接。

普通悬吊货厢可类似现有的集装箱结构设计，具有通用的结构特征，还能够实现堆放，也具有较高的吊装稳定性。但这种集装箱结构为了保证其吊装稳定性，通常具有较大的自重。而上述带有机械吊臂的货车本身并不具备较大的载重属性，尤其是对于货厢结构本身，要能够被车载的较小起重重量的机械吊臂吊起，对于其重量要求较高，采用集装箱结构设计无法满足货厢的载重要求。而且，这种货车在城市中物流运输应用较多，但其机械吊臂的货车通常都由人来进行装卸货操作，故实际过程中需要由人进行参与。而随着自动驾驶技术和标准的逐渐成熟，同时AI技术的不断更新，之后的城市或所划定的特定区域内的车辆大部分采用自动驾驶的方式，尤其是针对具有固定路线的物流车辆来说，会首先采用自动驾驶技术提高物流的管控效率和稳定性。为了实现自动驾驶和自动装卸货物的目的，提出一种低成本的吊装识别技术是目前发展所需的。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种箱式货车吊装识别方法，主要针对现有具有自动吊臂的货运车辆，提供一种自动识别装卸货的方法，使其能够以较低的设置成本实现较为稳定的自动装卸货功能。

本发明所采用的技术方案为：

第一方面，本发明公开一种箱式货车吊装识别方法，基于具有自动吊臂的箱式货车，所述箱式货车包括载货平台和限位设置在载货平台上的若干货箱，所述自动吊臂具有连接货箱的连接机构，货车或自动吊臂上具有控制模块和视觉识别模块，通过连接机构与货箱的可拆卸连接将货箱吊起，通过视觉识别模块辅助自动吊臂进行货箱的进行卸/装货，所述识别方法具体如下：

将自动吊臂作为原点，以吊装半径确定一个周向的识别范围，视觉识别模块对识别范围进行周向扫描获取特征标记后确定目标所在位置；其中，特征标记包括两种，即设置在货箱上的第一定位标识，以及设置在货箱放置位置的第二定位标识；

当货车处于停滞状态进行装货、卸货流程时，控制模块通过视觉识别模块进行至少一次周向扫描获取到处于识别范围内的第一定位标识和第二定位标识，然后扫描确定载货平台上所具有的第一定位标识和第二定位标识，将载货平台上具有第一定位标识的货箱与识别范围内具有第二定位标识的货箱放置位置配对形成卸货流程清单，再将识别范围内具有的第一定位标识的货箱与载货平台上具有第二定位标识的货箱放置位置配对形成装货流程清单，先按照卸货流程清单将载货平台上的货箱依次卸下后，再按照装货流程清单将货车外部的货箱依次吊装在载货平台上。

结合第一方面，本发明提供第一方面的第一种实施方式，所述定位标识为具有颜色、图形区别的平面贴附结构，其表面具有反光涂层。

结合第一方面，本发明提供第一方面的第二种实施方式，所述货箱具有至少一个平整的顶面，货箱在顶面上具有该平整面上设有至少三个饶设置在顶面上与连接机构可拆卸连接的挂钩设置的第一定位标识，在装货流程中，由视觉识别模块从顶部对处于地面上且已经定位后的货箱的第一定位标识确定其顶面的空间法向量，然后调整自动吊臂上连接机构具有的参照平面角度，使参照平面与顶面平行后移动自动吊臂在保持平行状态下将连接机构与挂钩连接。

结合第一方面，本发明提供第一方面的第三种实施方式，还设置有货车停车区域，停车区域周围以设定的识别范围划定放置区域，在放置区域内货箱放置位，在货箱放置位上设置有第二定位标识；每次货车进入停车区域后由车上的自动吊臂将货箱在放置区域与载货平台之间进行转移，并在货车进入停车区域前，先依照确认的需要转移的货箱总数确定货箱放置位的货箱数量。

结合第一方面的第三种实施方式，本发明提供第一方面的第四种实施方式，进行装货、卸货流程的具体步骤如下：

首先货车进入停车区域停止后，由视觉识别模块对放置区域内具有第二定位标识的货箱放置位及具有第一定位标识的货箱进行数量和位置确认；

确认后由控制模块形成卸货流程清单和装货流程清单，并根据卸货流程清单将载货平台上的货箱放置在空置的货箱放置位上，卸货完成后再根据装货流程清单依次将地上的货箱吊装在载货平台上。

结合第一方面的第四种实施方式，本发明提供第一方面的第五种实施方式，在确认货箱数量和控制的货箱放置位置后，若所需的卸货货箱数量大于当前货箱放置位置后，但装货货箱数量小于载货平台上具有第二定位标识的数量，则先根据装货流程清单进行装货，装完后根据卸货流程进行卸货。

结合第一方面的第四种实施方式，本发明提供第一方面的第六种实施方式，在确认货箱数量和控制的货箱放置位置后，若所需的卸货货箱数量大于当前货箱放置位置，且装货货箱数量也大于载货平台上具有第二定位标识的数量时，则形成交替装卸货清单，以单次装货或卸货的货箱数量不超过对应区域的第二定位标识数量为条件完成装货和卸货。

结合第一方面，本发明提供第一方面的第七种实施方式，所述视觉识别模块为设置在货车上的双目摄像组件。

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过设有的定位标识的方式，能够针对现有的道路和仓库场景，通过在特定位置贴附贴纸形式的定位标识使其满足具有自动吊臂的货车进行自动装卸货箱，从而以低成本的方式实现以货箱为转移对象的道路运输物流；

(2)本发明通过设置的第一定位标识和第二定位标识来很好的区分空置位置和货箱之间的关系，方便控制模块通过视觉识别模块快速确定对应的识别区域内所具有的货箱数量以及控制位数量，并根据计划和具体的数量自动形成清单和流程计划，根据流程计划稳定地进行货箱的装卸，避免在装卸过程中任务计划与实际的货箱数量不对应时，能够根据实际情况进行调整；

(3)本发明通过对定位标识的设置进行优化，除了供视觉识别模块确定其对应的空间位置外，还能够通过多个定位标识来配合实现姿态检测，即确定具有挂钩的顶面法向，然后使得自动吊臂的连接机构能够对应该姿态调整后进行连接。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于实施例中所限定的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种基于具有自动吊臂的箱式货车吊装识别方法，本实施例中所涉及的货箱设置在带有自动吊臂的货车车架上，其中车架本身包含两条平行设置的大梁，该货箱设置在大梁上。用于短途运输物料，物料包括多种，特定的物料例如生鲜食材、工业产品、生活物品等物料进行运载，同时也针对不特定对象，例如快递物流进行装箱转移，采用具有固定容积的货箱进行装载，并在对应位置将货箱卸下后将物料取出再将该货箱装上运输至下一目的地。

其中，货箱为方形结构设计，货箱竖向侧面上设有开口且在开口上活动连接有厢门。货箱底部具有与车架可拆卸连接的固定连接件，顶部具有与自动吊臂可拆卸连接的挂钩，箱体包括为框架式结构，覆盖有瓦楞板或其他金属隔板结构进行封闭，本实施例中的货箱基本为平放方式，无法进行叠放。

同时，车架上以车架长度方向的中线为基准对称设置左、右两个区域，连个区域内设置有相同数量的空置位置，通过设有的可拆卸连接件连接货箱，这种可拆卸连接件在装卸过程中可由自动控制的设备进行自动锁定/解锁。本实施例中的车架的载货平台上也不限于设置固定数量的货箱，其中货箱的尺寸也有不同，例如载货平台的前侧设置有一个较大体积的货箱，该货箱宽度几乎与车架同宽。而后侧可在左右两个区域内设置相同数量的小货箱，则能够根据不同需求进行货物装卸。

而自动吊臂是设置在载货平台的中间位置，并具有特殊的底部支撑加强结构进行固定，包括立杆和横杆，立杆能够绕载货平台360°转动，同时横杆一侧端部与横杆顶部铰接，并通过油缸控制横杆可在一定角度范围内受控转动，而横杆的另一端部可向外伸出，伸出长度超过车辆边沿，方便其吊起处于车身外部的货箱。

本实施例中，为了保证货车本身的载重需求和自动吊臂的吊装需求，故自动吊臂本身仅能够将处于车身外第一层的货箱吊起，且为了减少自动吊臂的抬起高度增加稳定性，货车的载货平台的高度较低，小于最大尺寸的货箱整体高度的二分之一，故该自动吊臂无法在吊起一个货箱时从上部跨越另一货箱，其达到最高的吊装高度时货箱距离载货平台的高度与一个货箱的高度差距不大。

具体的，自动吊臂具有连接货箱的连接机构，该货车或自动吊臂上具有控制模块和视觉识别模块，通过连接机构与货箱的可拆卸连接将货箱吊起，通过视觉识别模块辅助自动吊臂进行货箱的进行卸/装货，其特征在于：所述识别方法具体如下：

将自动吊臂作为原点，以吊装半径确定一个周向的识别范围，视觉识别模块对识别范围进行周向扫描获取特征标记后确定目标所在位置；其中，特征标记包括两种，即设置在货箱上的第一定位标识，以及设置在货箱放置位置的第二定位标识；

当货车处于停滞状态进行装货、卸货流程时，控制模块通过视觉识别模块进行至少一次周向扫描获取到处于识别范围内的第一定位标识和第二定位标识，然后扫描确定载货平台上所具有的第一定位标识和第二定位标识，将载货平台上具有第一定位标识的货箱与识别范围内具有第二定位标识的货箱放置位置配对形成卸货流程清单，再将识别范围内具有的第一定位标识的货箱与载货平台上具有第二定位标识的货箱放置位置配对形成装货流程清单，先按照卸货流程清单将载货平台上的货箱依次卸下后，再按照装货流程清单将货车外部的货箱依次吊装在载货平台上。

需要说明的是，连接机构为设置在自动吊臂横杆端部的一个具有一定自由度的结构，由于吊装过程中货箱会产生晃动，若采用固定时连接的方式，整个连接机构的结构、自动吊臂与车辆的连接处所需的结构强度较高，故具有自由度的连接机构，能够随着货箱进行一定空间内的随动，例如通过球碗、球销的连接方式实现连接，在吊装时通过降低吊装速度减小摆动幅度，并能够使货箱在吊装过程中尽可能由重力影响保持竖直状态，避免货箱内的物料倾斜。

进一步的，定位标识为具有颜色、图形区别的平面贴附结构，其表面具有反光涂层。本实施例中，第一定位标识为具有反光涂料的立体十字贴，其材质为高分子材料，具有较高的耐磨和耐候性。所谓立体是指其具有填充物料，使其十字标识具有一定厚度突出于粘贴的平面。而第二定位标识为一字或其他符号表示的平面标识，一般贴在载货平台表面或地面上，其尺寸大于第一定位标识，方便视觉识别模块拍摄和定位。

本实施例中的视觉识别模块为设置在自动吊臂上的双目摄像头，同时可在货车上较高位置额外设置一组双目摄像头，通过货车上的双目摄像头扫描识别识别范围内的定位标识数量和所在空间位置，由自动吊臂的横杆外侧端部设有的双目摄像头近距离识别货箱放置姿态。双目摄像头可根据实时拍摄的多帧图片或视频数据获取定位标识的像素点特征值以及景深信息，根据特征值的景深信息确定距离以及特征值所在平扫画面中的位置确定其大致方位，然后将自动吊臂移动至对应位置处进行精确定位。

进一步地，货箱具有至少一个平整的顶面，货箱在顶面上具有该平整面上设有至少三个饶设置在顶面上与连接机构可拆卸连接的挂钩设置的第一定位标识，在装货流程中，由视觉识别模块从顶部对处于地面上且已经定位后的货箱的第一定位标识确定其顶面的空间法向量，然后调整自动吊臂上连接机构具有的参照平面角度，使参照平面与顶面平行后移动自动吊臂在保持平行状态下将连接机构与挂钩连接。

其中，一个第一定位标识就能够通过设置在自动吊臂上的视觉识别模块近距离确定其位置信息，并方便在吊装过程中将连接机构与货箱顶部的挂钩对齐连接。而三个第一定位标识能够通过在同一水平面上拍摄的照片中的景深信息确定其三个不同位置的相对距离，根据三个不同的相对距离确定该平面的法向量，然后通过调整自动吊臂的横杆抬起或降下、立杆的转动方向以及其端部的转动实现空间角度调整，使得连接机构能够与挂钩实现空间对齐。

需要说明的是，连接机构可设置实体的参照平面，但也可以具有虚拟的参照平面，自动吊臂上具有多个传感器，其中包括用于检测姿态和空间位置的陀螺仪，控制模块能够实时获取到自动吊臂的所在控制和姿态，根据视觉识别模块确定对象位置后进行匹配。

进一步地，还设置有货车停车区域，停车区域周围以设定的识别范围划定放置区域，在放置区域内货箱放置位，在货箱放置位上设置有第二定位标识；每次货车进入停车区域后由车上的自动吊臂将货箱在放置区域与载货平台之间进行转移，并在货车进入停车区域前，先依照确认的需要转移的货箱总数确定货箱放置位的货箱数量。

一种实施方式中，进行装货、卸货流程的具体步骤如下：

首先货车进入停车区域停止后，由视觉识别模块对放置区域内具有第二定位标识的货箱放置位及具有第一定位标识的货箱进行数量和位置确认；

确认后由控制模块形成卸货流程清单和装货流程清单，并根据卸货流程清单将载货平台上的货箱放置在空置的货箱放置位上，卸货完成后再根据装货流程清单依次将地上的货箱吊装在载货平台上。

其中，在确认货箱数量和控制的货箱放置位置后，若所需的卸货货箱数量大于当前货箱放置位置后，但装货货箱数量小于载货平台上具有第二定位标识的数量，则先根据装货流程清单进行装货，装完后根据卸货流程进行卸货。

在确认货箱数量和控制的货箱放置位置后，若所需的卸货货箱数量大于当前货箱放置位置，且装货货箱数量也大于载货平台上具有第二定位标识的数量时，则形成交替装卸货清单，以单次装货或卸货的货箱数量不超过对应区域的第二定位标识数量为条件完成装货和卸货。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (8)

1.一种箱式货车吊装识别方法，基于具有自动吊臂的箱式货车，所述箱式货车包括载货平台和限位设置在载货平台上的若干货箱，所述自动吊臂具有连接货箱的连接机构，货车或自动吊臂上具有控制模块和视觉识别模块，通过连接机构与货箱的可拆卸连接将货箱吊起，通过视觉识别模块辅助自动吊臂进行货箱的进行卸/装货，其特征在于：所述识别方法具体如下：

将自动吊臂作为原点，以吊装半径确定一个周向的识别范围，视觉识别模块对识别范围进行周向扫描获取特征标记后确定目标所在位置；其中，特征标记包括两种，即设置在货箱上的第一定位标识，以及设置在货箱放置位置的第二定位标识；

当货车处于停滞状态进行装货、卸货流程时，控制模块通过视觉识别模块进行至少一次周向扫描获取到处于识别范围内的第一定位标识和第二定位标识，然后扫描确定载货平台上所具有的第一定位标识和第二定位标识，将载货平台上具有第一定位标识的货箱与识别范围内具有第二定位标识的货箱放置位置配对形成卸货流程清单，再将识别范围内具有的第一定位标识的货箱与载货平台上具有第二定位标识的货箱放置位置配对形成装货流程清单，先按照卸货流程清单将载货平台上的货箱依次卸下后，再按照装货流程清单将货车外部的货箱依次吊装在载货平台上。

2.根据权利要求1所述的一种箱式货车吊装识别方法，其特征在于：所述定位标识为具有颜色、图形区别的平面贴附结构，其表面具有反光涂层。

3.根据权利要求1所述的一种箱式货车吊装识别方法，其特征在于：所述货箱具有至少一个平整的顶面，货箱在顶面上具有该平整面上设有至少三个饶设置在顶面上与连接机构可拆卸连接的挂钩设置的第一定位标识，在装货流程中，由视觉识别模块从顶部对处于地面上且已经定位后的货箱的第一定位标识确定其顶面的空间法向量，然后调整自动吊臂上连接机构具有的参照平面角度，使参照平面与顶面平行后移动自动吊臂在保持平行状态下将连接机构与挂钩连接。

4.根据权利要求1所述的一种箱式货车吊装识别方法，其特征在于：还设置有货车停车区域，停车区域周围以设定的识别范围划定放置区域，在放置区域内货箱放置位，在货箱放置位上设置有第二定位标识；每次货车进入停车区域后由车上的自动吊臂将货箱在放置区域与载货平台之间进行转移，并在货车进入停车区域前，先依照确认的需要转移的货箱总数确定货箱放置位的货箱数量。

5.根据权利要求4所述的一种箱式货车吊装识别方法，其特征在于：进行装货、卸货流程的具体步骤如下：

首先货车进入停车区域停止后，由视觉识别模块对放置区域内具有第二定位标识的货箱放置位及具有第一定位标识的货箱进行数量和位置确认；

确认后由控制模块形成卸货流程清单和装货流程清单，并根据卸货流程清单将载货平台上的货箱放置在空置的货箱放置位上，卸货完成后再根据装货流程清单依次将地上的货箱吊装在载货平台上。

6.根据权利要求5所述的一种箱式货车吊装识别方法，其特征在于：在确认货箱数量和控制的货箱放置位置后，若所需的卸货货箱数量大于当前货箱放置位置后，但装货货箱数量小于载货平台上具有第二定位标识的数量，则先根据装货流程清单进行装货，装完后根据卸货流程进行卸货。

7.根据权利要求5所述的一种箱式货车吊装识别方法，其特征在于：在确认货箱数量和控制的货箱放置位置后，若所需的卸货货箱数量大于当前货箱放置位置，且装货货箱数量也大于载货平台上具有第二定位标识的数量时，则形成交替装卸货清单，以单次装货或卸货的货箱数量不超过对应区域的第二定位标识数量为条件完成装货和卸货。

8.根据权利要求1所述的一种箱式货车吊装识别方法，其特征在于：所述视觉识别模块为设置在货车上的双目摄像组件。