CN117865015A - 一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，针对货叉结构复杂且具有多节伸缩臂的大型特种叉装平台车，通过4路传感器获取叉装平台车与待叉装货物、卸载平台之间的相对距离，通过3路广角视频摄像头获取叉装平台车与待叉装货物、卸载平台之间的相对姿态，形象直观，能够有效提示驾驶员当前的叉装作业状态和落叉作业状态，解决了大型特种叉装平台车在复杂场景下叉装或卸载大尺寸货物视野遮挡、瞄准困难的问题，能够有效的提高大型货物的搬运作业效率。

Description

一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统

技术领域

本发明属于叉装车辆辅助作业领域，尤其涉及一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统。

背景技术

叉装车辆在工程施工、企业物流仓储、大件物料装运等场景中广泛应用。随着自动化、人工智能和传感器等技术的发展，实际应用中对叉装车辆的智能辅助驾驶与作业技术的需求日趋明显，并且在一些搬运场景相对固定的轻量叉装作业中形成了规模化应用。然而，对于工程应用中的一些大型特种叉装车辆来说，由于应用场景复杂、车型结构特殊、叉装货物尺寸大等原因，其智能辅助驾驶与作业技术的发展相对较为滞后。针对大型特种叉装车辆，一种简单、准确、快速的辅助叉装作业方法一直是相关行业急需解决的疑难问题与关键技术。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，能够有效的提高大型货物的叉装作业效率。

一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，包括车载控制器、3路广角视频摄像头、4路传感器；

第一路广角视频摄像头为安装在左货叉侧臂沿着货叉延长线方向的左货叉前摄像头，第二路广角视频摄像头为安装在右货叉侧臂沿着货叉延长线方向的右货叉前摄像头，第三路广角视频摄像头为安装在货叉下移动导轨底部中心平面上的货叉底部摄像头；

第一路传感器为安装在货叉上移动导轨正前方中心平面上的货叉前方水平测距传感器，第二路传感器为安装在货叉下移动导轨底部中心平面上的货叉底部垂直测距传感器，第三路传感器为安装在货叉导轨连接处的货叉自动称重传感器；第四路传感器为安装在左货叉侧臂或者右货叉侧壁上的左右货叉横向间距传感器；

车载监控器具备显示与触摸输入控制功能，同时分别接收4路传感器的状态数据与3路广角视频摄像头的视频数据，并根据接收到的数据进行叉装作业和落叉作业。

进一步地，叉装平台车叉装货物时的入叉辅助瞄准作业的步骤为：

步骤1：实时读取货叉自动称重传感器数据，根据货叉自动称重传感器数据是否有效来判断当前货叉是否有货物，如果数据无效则表示未叉装货物，否则表示当前不可进行入叉瞄准辅助作业，并继续实时读取货叉自动称重传感器数据；

步骤2：如果当前未叉装货物，驾驶员则调整车身方位，并移动至待叉装货物正前方设定距离处；

步骤3：待叉装平台车移动至货物指定位置处后，需要驾驶员调整货叉姿态处于水平位置，保证货叉前方水平测距传感器能够有效的测得货叉处于水平位置时，货叉前端距离正前方待叉装货物的水平距离；

步骤4：驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近待叉装货物，同时，根据步骤2中的水平距离判断是否启动入叉辅助瞄准作业子线程，如果距离正前方待叉装货物的水平距离大于提前标定的阈值，则驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近待叉装货物；如果距离正前方待叉装货物的水平距离小于或等于提前标定的阈值，则车载监控器自动启动入叉辅助瞄准作业子线程；

步骤5：入叉辅助瞄准作业子线程启动后，驾驶员需要通过车载监控器中左货叉前摄像头、右货叉前摄像头的视频影像信息，观察当前左右货叉与货物托盘叉空的位置，并根据左右货叉横向间距传感器的数据调整左右货叉的水平横向间距，确保左右货叉在入叉前对准托盘叉空；

步骤6：驾驶员在做入叉操作前的调整工作的同时，入叉辅助瞄准作业子线程实时读取货叉前方水平测距传感器和左右货叉横向间距传感器的数据，根据距离数据，在左货叉前摄像头和右货叉前摄像头的视频图像中叠加入叉辅助瞄准线，入叉辅助瞄准线沿着左右货叉的水平延长线方向，并且根据货叉前方水平测距传感器的距离数据以不同颜色对距离进行标识，叠加了入叉辅助瞄准线的左货叉前摄像头、右货叉前摄像头视频图像经过拼接后实时显示于车载监控器，便于提示驾驶员当前的叉装作业状态。

进一步地，叉装平台车卸载货物时的落叉辅助瞄准作业的步骤为：

步骤1：实时读取货叉自动称重传感器数据，根据称重传感器数据是否有效来判断当前货叉是否有货物，如果数据有效则表示货叉有货物，否则表示当前不可进行落叉瞄准辅助作业，并继续实时读取货叉自动称重传感器数据；

步骤2：如果当前叉装有货物，驾驶员则调整车身方位，并移动至待卸载平台正前方设定距离处；

步骤3：待叉装平台车移动至卸载平台指定位置处后，需要驾驶员调整货叉姿态处于水平位置，保证货叉底部垂直测距传感器能够有效的测得货叉处于水平位置时，货叉底部与卸载平台之间的高度距离；

步骤4：驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近卸载平台，同时，根据步骤2中的高度距离判断是否启动落叉辅助瞄准作业子线程，如果货叉底部与卸载平台之间的高度距离大于提前标定的阈值，则驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近卸载平台；如果货叉底部与卸载平台之间的高度距离小于或等于提前标定的阈值，则车载监控器自动启动落叉辅助瞄准作业子线程；

步骤5：落叉辅助瞄准作业子线程启动后，驾驶员需要通过车载监控器中货叉底部摄像头的视频影像信息，实时观察当前货叉底部中心位置与卸载平台的位置关系，并适当调整货叉方位，确保货叉对准卸载平台上的空闲位置；

步骤6：驾驶员在做落叉操作前的调整工作的同时，落叉辅助瞄准作业子线程实时读取货叉底部垂直测距传感器的数据，根据距离数据，在货叉底部摄像头的视频图像中叠加落叉辅助瞄准线，落叉辅助瞄准线为货叉处于水平位置时货叉底部的十字中心线在卸载平台平面的投影，叠加了落叉辅助瞄准线的货叉底部摄像头视频图像实时显示于车载监控器，便于提示驾驶员当前的落叉作业状态。

进一步地，车载监控器分别通过CAN通信接口与4路传感器进行数据传输，通过视频通信接口与3路广角视频摄像头进行数据传输。

进一步地，一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，还包括数据采集控制器，数据采集控制器负责实时采集货叉前方水平测距传感器、货叉底部垂直测距传感器、左右货叉横向间距传感器和货叉自动称重传感器的数据信息，并传输给车载控制器。

有益效果：

1、本发明提供一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，针对货叉结构复杂且具有多节伸缩臂的大型特种叉装平台车，通过4路传感器获取叉装平台车与待叉装货物、卸载平台之间的相对距离，通过3路广角视频摄像头获取叉装平台车与待叉装货物、卸载平台之间的相对姿态，形象直观，能够有效提示驾驶员当前的叉装作业状态和落叉作业状态，解决了大型特种叉装平台车在复杂场景下叉装或卸载大尺寸货物视野遮挡、瞄准困难的问题，能够有效的提高大型货物的搬运作业效率。

2、本发明提供一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，给出了叉装平台车叉装货物时的入叉辅助瞄准作业的操作流程，这是一种快速可视化精准辅助瞄准作业方法，能够有效提示驾驶员当前的叉装作业状态，进而提高大型货物的叉装作业效率。

3、本发明提供一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，给出了叉装平台车卸载货物时的落叉辅助瞄准作业的操作流程，这是一种快速可视化精准辅助瞄准作业方法，能够有效提示驾驶员当前的落叉作业状态，进而提高大型货物的叉装作业效率。

附图说明

图1为快速可视化精准辅助瞄准作业方法硬件组成原理图；

图2为辅助瞄准作业方法中相关传感器和摄像头安装示意图；

图3为入叉辅助瞄准作业流程图；

图4为落叉辅助瞄准作业流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，包括车载控制器、3路广角视频摄像头、4路传感器；

如图2所示，第一路广角视频摄像头为安装在左货叉侧臂沿着货叉延长线方向的左货叉前摄像头M2，第二路广角视频摄像头为安装在右货叉侧臂沿着货叉延长线方向的右货叉前摄像头M3，第三路广角视频摄像头为安装在货叉下移动导轨底部中心平面上的货叉底部摄像头M4；

第一路传感器为安装在货叉上移动导轨正前方中心平面上的货叉前方水平测距传感器M1，第二路传感器为安装在货叉下移动导轨底部中心平面上的货叉底部垂直测距传感器M4(与货叉底部摄像头安装于同一位置)，第三路传感器为安装在货叉导轨连接处的货叉自动称重传感器M6；第四路传感器为安装在左货叉侧臂或者右货叉侧壁上的左右货叉横向间距传感器M5；

车载监控器具备显示与触摸输入控制功能，同时分别接收4路传感器的状态数据与3路广角视频摄像头的视频数据，并根据接收到的数据进行叉装作业和落叉作业。

需要说明的是，车载监控器作为主控制器，除了具备显示与触摸输入控制功能，还分别通过CAN通信接口与4路传感器进行数据传输，通过视频通信接口与3路广角视频摄像头进行数据传输；具体的，3路大广角高清视频摄像头分别通过独立的视频采集通道与车载监控器通信，实时采集左货叉前摄像头、右货叉前摄像头和货叉底部摄像头的视频信号；数据采集控制器负责实时采集货叉前方水平测距传感器、货叉底部垂直测距传感器、左右货叉横向间距传感器和货叉自动称重传感器的数据信息。

进一步地，所述的叉装平台车叉装货物时分为入叉辅助瞄准作业和卸载货物时的落叉辅助瞄准作业两个过程，其中，如图3所示，叉装平台车叉装货物时的入叉辅助瞄准作业的步骤为：

步骤1：实时读取货叉自动称重传感器数据，根据货叉自动称重传感器数据是否有效来判断当前货叉是否有货物，如果数据无效则表示未叉装货物，否则表示当前不可进行入叉瞄准辅助作业，并继续实时读取货叉自动称重传感器数据；

步骤2：如果当前未叉装货物，驾驶员则调整车身方位，并移动至待叉装货物正前方设定距离处；

步骤3：待叉装平台车移动至货物指定位置处后，需要驾驶员调整货叉姿态处于水平位置，保证货叉前方水平测距传感器能够有效的测得货叉处于水平位置时，货叉前端距离正前方待叉装货物的水平距离；

步骤4：驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近待叉装货物，同时，根据步骤2中的水平距离判断是否启动入叉辅助瞄准作业子线程，如果距离正前方待叉装货物的水平距离大于提前标定的阈值，则驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近待叉装货物；如果距离正前方待叉装货物的水平距离小于或等于提前标定的阈值，则车载监控器自动启动入叉辅助瞄准作业子线程；

步骤5：入叉辅助瞄准作业子线程启动后，驾驶员需要通过车载监控器中左货叉前摄像头、右货叉前摄像头的视频影像信息，观察当前左右货叉与货物托盘叉空的位置，并根据左右货叉横向间距传感器的数据调整左右货叉的水平横向间距，确保左右货叉在入叉前对准托盘叉空；

步骤6：驾驶员在做入叉操作前的调整工作的同时，入叉辅助瞄准作业子线程实时读取货叉前方水平测距传感器和左右货叉横向间距传感器的数据，根据距离数据，在左货叉前摄像头和右货叉前摄像头的视频图像中叠加入叉辅助瞄准线，入叉辅助瞄准线沿着左右货叉的水平延长线方向，并且根据货叉前方水平测距传感器的距离数据以不同颜色对距离进行标识，叠加了入叉辅助瞄准线的左货叉前摄像头、右货叉前摄像头视频图像经过拼接后实时显示于车载监控器，便于提示驾驶员当前的叉装作业状态。

如图4所示，叉装平台车卸载货物时的落叉辅助瞄准作业的步骤为：

步骤1：实时读取货叉自动称重传感器数据，根据称重传感器数据是否有效来判断当前货叉是否有货物，如果数据有效则表示货叉有货物，否则表示当前不可进行落叉瞄准辅助作业，并继续实时读取货叉自动称重传感器数据；

步骤2：如果当前叉装有货物，驾驶员则调整车身方位，并移动至待卸载平台正前方设定距离处；

步骤3：待叉装平台车移动至卸载平台指定位置处后，需要驾驶员调整货叉姿态处于水平位置，保证货叉底部垂直测距传感器能够有效的测得货叉处于水平位置时，货叉底部与卸载平台之间的高度距离；

步骤4：驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近卸载平台，同时，根据步骤2中的高度距离判断是否启动落叉辅助瞄准作业子线程，如果货叉底部与卸载平台之间的高度距离大于提前标定的阈值，则驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近卸载平台；如果货叉底部与卸载平台之间的高度距离小于或等于提前标定的阈值，则车载监控器自动启动落叉辅助瞄准作业子线程；

步骤5：落叉辅助瞄准作业子线程启动后，驾驶员需要通过车载监控器中货叉底部摄像头的视频影像信息，实时观察当前货叉底部中心位置与卸载平台的位置关系，并适当调整货叉方位，确保货叉对准卸载平台上的空闲位置；

步骤6：驾驶员在做落叉操作前的调整工作的同时，落叉辅助瞄准作业子线程实时读取货叉底部垂直测距传感器的数据，根据距离数据，在货叉底部摄像头的视频图像中叠加落叉辅助瞄准线，落叉辅助瞄准线为货叉处于水平位置时货叉底部的十字中心线在卸载平台平面的投影，叠加了落叉辅助瞄准线的货叉底部摄像头视频图像实时显示于车载监控器，便于提示驾驶员当前的落叉作业状态。

综上所述，本发明提供一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，主要由车载监控器、传感器数据采集控制器、左货叉前摄像头、右货叉前摄像头和货叉底部摄像头、货叉前方水平测距传感器、货叉底部垂直测距传感器、左右货叉横向间距传感器和叉装货物自动称重传感器；传感器数据采集控制器与车载监控器通过CAN总线进行数据传输，3路大广角高清视频摄像头分别通过独立的视频采集通道与车载监控器通信；瞄准作业包括叉装平台车叉装货物时的入叉辅助瞄准作业和和卸载货物时的落叉辅助瞄准作业两个过程；本发明解决了大型特种叉装平台车在复杂场景下叉装或卸载大尺寸货物视野遮挡、瞄准困难的问题，能够有效的提高大型货物的搬运作业效率。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，其特征在于，包括车载控制器、3路广角视频摄像头、4路传感器；

第一路广角视频摄像头为安装在左货叉侧臂沿着货叉延长线方向的左货叉前摄像头，第二路广角视频摄像头为安装在右货叉侧臂沿着货叉延长线方向的右货叉前摄像头，第三路广角视频摄像头为安装在货叉下移动导轨底部中心平面上的货叉底部摄像头；

第一路传感器为安装在货叉上移动导轨正前方中心平面上的货叉前方水平测距传感器，第二路传感器为安装在货叉下移动导轨底部中心平面上的货叉底部垂直测距传感器，第三路传感器为安装在货叉导轨连接处的货叉自动称重传感器；第四路传感器为安装在左货叉侧臂或者右货叉侧壁上的左右货叉横向间距传感器；

车载监控器具备显示与触摸输入控制功能，同时分别接收4路传感器的状态数据与3路广角视频摄像头的视频数据，并根据接收到的数据进行叉装作业和落叉作业。

2.如权利要求1所述的一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，其特征在于，叉装平台车叉装货物时的入叉辅助瞄准作业的步骤为：

步骤1：实时读取货叉自动称重传感器数据，根据货叉自动称重传感器数据是否有效来判断当前货叉是否有货物，如果数据无效则表示未叉装货物，否则表示当前不可进行入叉瞄准辅助作业，并继续实时读取货叉自动称重传感器数据；

步骤2：如果当前未叉装货物，驾驶员则调整车身方位，并移动至待叉装货物正前方设定距离处；

步骤3：待叉装平台车移动至货物指定位置处后，需要驾驶员调整货叉姿态处于水平位置，保证货叉前方水平测距传感器能够有效的测得货叉处于水平位置时，货叉前端距离正前方待叉装货物的水平距离；

步骤4：驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近待叉装货物，同时，根据步骤2中的水平距离判断是否启动入叉辅助瞄准作业子线程，如果距离正前方待叉装货物的水平距离大于提前标定的阈值，则驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近待叉装货物；如果距离正前方待叉装货物的水平距离小于或等于提前标定的阈值，则车载监控器自动启动入叉辅助瞄准作业子线程；

步骤5：入叉辅助瞄准作业子线程启动后，驾驶员需要通过车载监控器中左货叉前摄像头、右货叉前摄像头的视频影像信息，观察当前左右货叉与货物托盘叉空的位置，并根据左右货叉横向间距传感器的数据调整左右货叉的水平横向间距，确保左右货叉在入叉前对准托盘叉空；

步骤6：驾驶员在做入叉操作前的调整工作的同时，入叉辅助瞄准作业子线程实时读取货叉前方水平测距传感器和左右货叉横向间距传感器的数据，根据距离数据，在左货叉前摄像头和右货叉前摄像头的视频图像中叠加入叉辅助瞄准线，入叉辅助瞄准线沿着左右货叉的水平延长线方向，并且根据货叉前方水平测距传感器的距离数据以不同颜色对距离进行标识，叠加了入叉辅助瞄准线的左货叉前摄像头、右货叉前摄像头视频图像经过拼接后实时显示于车载监控器，便于提示驾驶员当前的叉装作业状态。

3.如权利要求1所述的一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，其特征在于，叉装平台车卸载货物时的落叉辅助瞄准作业的步骤为：

步骤1：实时读取货叉自动称重传感器数据，根据称重传感器数据是否有效来判断当前货叉是否有货物，如果数据有效则表示货叉有货物，否则表示当前不可进行落叉瞄准辅助作业，并继续实时读取货叉自动称重传感器数据；

步骤2：如果当前叉装有货物，驾驶员则调整车身方位，并移动至待卸载平台正前方设定距离处；

步骤3：待叉装平台车移动至卸载平台指定位置处后，需要驾驶员调整货叉姿态处于水平位置，保证货叉底部垂直测距传感器能够有效的测得货叉处于水平位置时，货叉底部与卸载平台之间的高度距离；

步骤4：驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近卸载平台，同时，根据步骤2中的高度距离判断是否启动落叉辅助瞄准作业子线程，如果货叉底部与卸载平台之间的高度距离大于提前标定的阈值，则驾驶员继续移动货叉或者车辆靠近卸载平台；如果货叉底部与卸载平台之间的高度距离小于或等于提前标定的阈值，则车载监控器自动启动落叉辅助瞄准作业子线程；

步骤5：落叉辅助瞄准作业子线程启动后，驾驶员需要通过车载监控器中货叉底部摄像头的视频影像信息，实时观察当前货叉底部中心位置与卸载平台的位置关系，并适当调整货叉方位，确保货叉对准卸载平台上的空闲位置；

步骤6：驾驶员在做落叉操作前的调整工作的同时，落叉辅助瞄准作业子线程实时读取货叉底部垂直测距传感器的数据，根据距离数据，在货叉底部摄像头的视频图像中叠加落叉辅助瞄准线，落叉辅助瞄准线为货叉处于水平位置时货叉底部的十字中心线在卸载平台平面的投影，叠加了落叉辅助瞄准线的货叉底部摄像头视频图像实时显示于车载监控器，便于提示驾驶员当前的落叉作业状态。

4.如权利要求1～3任一权利要求所述的一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，其特征在于，车载监控器分别通过CAN通信接口与4路传感器进行数据传输，通过视频通信接口与3路广角视频摄像头进行数据传输。

5.如权利要求1～3任一权利要求所述的一种大型特种叉装平台车可视化精准辅助瞄准作业系统，其特征在于，还包括数据采集控制器，数据采集控制器负责实时采集货叉前方水平测距传感器、货叉底部垂直测距传感器、左右货叉横向间距传感器和货叉自动称重传感器的数据信息，并传输给车载控制器。