CN206013592U - 一种智能光学定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光学定位系统，所述光学定位系统包括控制系统1、多方位运动平台2及定位光源3，依据实际使用情境，还可增加指示光源4或视频显示模组。本实用新型能够解决仓储货柜、药房药柜或图书馆书架等货架补货即取货物时，不易快速定位问题。本实用新型相比常规货架取货LED显示系统，可免每个货架进行布线及安装LED显示控制板，极大提高系统稳定性及后续硬件故障维修便利性。采用低成本，小体积的点光源实现定位方案，相比其他投射图案的方法更易大力推广。

Description

一种智能光学定位系统

技术领域

本实用新型涉及货架管理领域，尤其涉及仓储货柜、药房药柜或图书馆书架等货架补货及取货物时能快速定位的智能光学定位系统。

背景技术

随着社会的快速发展，大量货物品种的陆续推向市场，不管是大型公司的仓库库房管理，还是电商平台的物流仓储的货物管理，或是图书馆的图书管理，都面临一个货物存放及取货问题。针对仓库管理，目前有不少类似ERP、IWMS等仓库管理软件对出入库的货物进行有效管理，很方便进行仓库物品进行库存查询，货物及时补料等管理。可是针对一些大型仓库，存放的物料有上万件，在如此大的一个空间内如何能快速找到想要的货物的确是一个难题，目前比较常用的方法是采用一些LED指示、显示屏指示或RFID标签等方法进行辅助定位。而这些方法会面临供电、布线等困难，一旦发生硬件故障，维修会比较麻烦，而且后续的维护及升级很不方便。

为了克服上述货架物品定位困难的问题，本实用新型提出一种智能光学定位方法，能够依据货物的相关信息，快速定位货物的位置，而且能够适应多个取料员同时进入仓库取料状况。

本实用新型提出采用低成本LD或LED等其他光源，一方面降低成本，一方面缩减空间体积，很容易大力推广实现。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种应用于货架货物管理的智能光学定位系统；能解决货物的入库放料及出库取料快速定位问题，能广泛应用在大型公司仓库管理应用领域，物流仓储出入库管理应用领域，医院药房药柜管理应用领域，图书馆书本上下书架应用领域。

为了解决多种货物存放货架仓库的出入库问题，本实用新型采用如下技术方案：

提供一种智能光学定位系统，包括用于定位的发光单元、可用于指示的指示灯单元、可多方位运动平台单元、控制单元：

所述用于定位的发光单元，可以采用激光（LD）光源，也可采用LED光源，也可采用其他灯泡式光源，用于定位的发光单元采用光束准直技术，依据实际应用场合调整光束尺寸大小。

所述指示的指示灯单元采用多颗不同颜色LED，或能发出不同颜色光源的光源，用于向不同取料员提示各自所对应取料区域，指示灯单元可采用单点或多点方式，便于取料员从不同方位观察。不同于定位光源，定位光源需要准直，指示光源只需显示不同颜色，安装在底座部分。

所述可多方位运动平台单元至少包含一个电动控制运动平台及手动机械调节方位平台，定位光源安装在该平台上。手动机械调节方位平台便于使定位光源安装在库房顶部或货柜上方侧部等不同部位时能有最佳的空间分辨率。

所述控制单元，包括手持终端对定位系统的控制或PC计算机端对定位系统的控制，通过有线或无线通讯方式，实现对多方位运动平台的任意控制，确保定位光源能准确照射在待定位的货架。

本实用新型提供的智能光学定位系统装置还包括如下技术特征：

所述智能光学定位系统可通过手持终端控制多方位运动平台任意调整定位光源指向方位，并能记录对应方位的地址编码信息，便于下次依此地址编码信息快速定位。

所述多方位运动平台具有坐标原点定位修正功能，能确保运动平台经过多次运动后，能及时返回原点进行坐标修正。

所述多方位运动平台可通过手持终端采用有线或无线通讯方式进行远程控制，其中有线方式可采用RS485/RS422总线方式,Can总线等方式进行组网通讯；无线方式可采用Zigbee, Antplus, BLE, LORA,Wifi等方式进行组网通讯。

所述指示灯单元为对不同取料员取料进行区分，采用多颗不同颜色LED或采用RGB三色LED进行不同比例混光达到显示不同颜色效果。

所述智能光学定位系统的手持终端显示的待取物品颜色可设定为与指示灯单元颜色一致。

所述智能光学定位系统的手持终端依据待取工单依次点亮待取货物，取料员取完点亮位置的货物后，在手持终端点击已取货确认键，系统会指向工单的下一笔待取货物，并依据系统保存的对应地址编码控制多方位运动平台，将定位光源指向下一个待取货物。

本实用新型提出的光学定位系统，充分结合了物联网节点组网技术、多轴运动控制技术、光学准直定位技术，开创性地解决了智能仓储行业中的快速取货目标导向问题。

与常规货架安装LED指示灯技术相比，本实用新型的有益技术效果是：1、极大减少各个货架的LED硬件布线及点亮LED所需的配置的诸多控制电路板资源；2、因一个带多方位运动平台的定位光源可涵盖很大一面货柜区域，后续货架扩容变更很方便；3、非常方便后续设备维护，譬如针对上万种类的货物，若采用每个货架配备对应LED指示灯，将需准备大量LED，若因硬件故障造成LED不能正常点亮，需要花很大精力进行故障排查，而采用本实用新型提出的智能光学定位系统，若某个定位光源不能正常工作，会很快定位到故障节点，并能快速排查故障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面对所需的附图做简单介绍，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而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的一种智能光学定位系统示意框图；

图2是本实用新型针对多用户同时操作而增加指示光源的的智能光学定位系统示意框图；

图3是本实用新型单个定位光源实际应用的示意图；

图4是货架编号示意图；

图5是多货柜多套智能光学定位系统示意图；

图6是多方位运动控制台不同角度投射定位光源示意图。

具体实施方式

下面结合附图及最佳实施例，对本实用新型做进一步详细说明。

图1示出了本实用新型提供的一种智能光学定位系统示意框图。

本实用新型所提出的智能光学定位系统，主要用于对货架存放货物的快速定位，通过对仓储货柜的不同货架进行编号，并将定位光源依次设定不同定位地址编码，使得这些地址编码与不同编号的货架进行绑定，不同货架在不同时期可存放不同种类货物，当进行存放货物进行数据库录入时，会将货物相关资讯（譬如产品名称、料号、厂商等）与对应货架绑定，系统会先判定是已有料号物品还是重新创建的新品，若是已有料号物品的增补，系统会调用该货架对应的定位光源地址编码，及时指向该货架，便于作业员及时找到该货架并进行补料，若是需重新创建的新品，系统会分配一个空闲的货架给该物品，并调用对应存储格定位光源的地址编码信息，及时点亮该货架对应的定位光源，指引作业员将货物存放至定位光源指向的货架。

图1所示为单个作业员出入库的基本定位光源系统，1是控制系统，用来控制多方位运动平台3的运动及定位光源2的打开及关闭。因该使用情境是单个作业员，所以可不需图2所示的指示光源4.

图2所示是针对多作业员同时作业的应用场合，譬如工厂仓库取料，如果是多个作业员同时处理多个工单，此时需要启用指示光源4，通过显示不同颜色指示灯用以区分不同工单，譬如有3个作业员（譬如甲/乙/丙）执行取料动作，每个作业员手上会有一个智能平板或手机设备，在这些智能设备上显示3种颜色（譬如红R/绿G/蓝B），这三种颜色对应3个作业员的不同工单（譬如甲对应红色，乙对应绿色，丙对应蓝色）。

当作业员甲点击图3所示的智能终端6上工单对应的物品时，指示光源4会显示红色，同时调用数据库保存的定位光源坐标，通过控制多方位运动平台3旋转运动至定位光源坐标位置，开启定位光源2指向对应货架，指引甲及时取货，当甲取完工单上的一个货物时，需要在智能终端6界面上点击确认键，系统将会指向工单下一个待取货物。另外两个作业员乙及丙因指示光源4会显示不同颜色指示光源进行区分，因而同时可以并行作业而不会干扰，若遇到两个作业员同时使用同一定位光源时，可采取交替显示方式完成定位功能或采取排队等候方式，对于先到的需求，先显示与即将取货作业员手持终端同色的指示光源，而排队等候的颜色在指示光源中以闪烁方式显示。为便于取料员观察指示光源，指示光源可采用环形多点分布方式便于取料员从不同角度观察。

图4是本实用新型所用货架5编号示意图，当一个仓储空间完成货架及本发明所提出的智能光学定位系统时，需要对各货架进行编号，并同时对多个光学定位系统单元进行编号，图4所示是一个四行N列货柜的示意图，我们按矩阵编码方式进行编码，最上面一行的货架依次为11,12,13，…1N；第二行货架依次为21，22，23，…2N；最下面一行货架依次为41，42，43，…4N。譬如要设定图4所示544位置，可通过智能终端界面控制多方位运动平台的上下级左右运动控制按钮，将定位光源照射在544所在位置，然后点击保存定位坐标，系统自动将544货架位置与负责货柜5的定位光源指向544时的定位坐标进行绑定，后续若查阅数据库发现待取货物存放在544货架位置，则会调用绑定的对应定位坐标点亮定位光源照射544货架。

图5所示是多个货柜多套智能光学定位系统示意图，每套智能光学定位系统管理一定范围内的货柜，不同的货架大小及货柜间距将决定所需的智能光学定位系统数量，若货柜间距较大，将智能光学定位系统安置在两货柜之间，便可实现一套智能光学定位系统对这两个货柜相对的两面货架进行定位照射，若货柜间距较小，为便于定位光源进行照射，最好由一个定位光源负责照射一面货架，而不用照射两面货架。

图6所示为多方位运动控制台不同角度投射定位光源示意图，分析了本发明在水平及垂直运动电控平台基础上增加了一个手动机械调节方位平台的优点。手动机械调节方位平台便于使定位光源安装在库房顶部或货柜上方侧部等不同部位时能有最佳的空间分辨率。

以市面监控云台设备为例，通常底部是一个能360度旋转的平台，然后再垂直底座平台的平面内有180度旋转的平台，受机构设计影响，垂直平面内很难做到360度的旋转，图6所示的A面为水平旋转的平面，L线束为垂直面可旋转的定位光源，不妨称定位光源与360度旋转的水平面A的夹角为θ，由图中可看到当0°<θ<45°（或135°<θ<180°）区间，定位光束扫描L1的区间有较高的空间分辨率，而当45°<θ<135°区间，分辨率会较低，特别是θ接近90°时，定位光源L2所能定位的区域将限缩为一个点，本发明提出的增加一个手动机械调节方位平台便于使定位光源安装在库房顶部或货柜上方侧部等不同部位时能有最佳的空间分辨率。这种灵活的调整方案，能够让无吊顶空间的仓库多了一个将定位光源装置安装在货柜上方侧部的选择。

除了上述实施例中采用的指示光源，定位光源，多方位运动平台外，还可增加影像功能，通过装配摄像头显示定位单元所呈现的影像信号。

如上所述，本实用新型提出的智能光学定位系统带来的有益效果是，在仓储货柜或图书馆书架等货架管理方面，能极大减少作业员货物入库及出库时间，有效节省了人力成本，相比目前市面有些厂商给每个货架配置LED显示方案，本发明提出的方案成本低，后期维护方便，避免在货架上进行大量布线，有效提高系统的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光学定位系统，其特征在于，所述光学定位系统包括控制系统，光学定位光源，光学指示光源，多方位运动平台，其中：所述控制系统包括手持终端对定位系统的控制或PC计算机端对定位系统的控制；所述光学定位光源包括低成本的准直后的LD或LED点光源；所述光学指示光源包括单点或多点光源，便于观测者能在不同方位辨识，不同于定位光源，定位光源需要准直，指示光源只需显示不同颜色，安装在底座部分；所述多方位运动平台包括有至少一路电动控制运动平台及手动机械调节方位平台；手动机械调节方位平台便于使定位光源安装在库房顶部或货柜上方侧部等不同部位时能有最佳的空间分辨率。

2.如权利要求1所述光学定位系统，其特征在于，所述控制系统，采用的通讯技术包含有线总线通讯技术及无线组网通讯技术，其中有线总线通讯技术包含RS485/422,Can总线通讯技术，无线组网通讯技术包含Wifi, BLE, Zigbee,Antplus,Lora。

3.如权利要求1所述光学定位系统，其特征在于，所述光学定位光源，采用的光源是LED光源或LD光源，或是以上两种多波长光源组合的可进行混光调配的能显示多种颜色的混光光源。

4.如权利要求1所述光学定位系统，其特征在于，所述多方位运动平台至少包含一轴可电动控制运动的平台，采用的运动平台是X轴，Y轴，Z轴或任意轴组合的运动台。

5.如权利要求1所述光学定位系统，其特征在于，所述多方位运动平台支持有线通讯方式或无线通讯方式，能够通过远程终端发送运动指令并执行相应运动动作。