CN212541100U - 一种用于物流分拣定位的智能车系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于智能控制技术领域，具体涉及一种用于物流分拣定位的智能车系统，包括：OpenMV核心板、蓝牙模块、WiFi图传模块、用户移动端、机器视觉寻迹模块、机器视觉追踪模块、电机驱动模块、红外光敏模块与舵机；所述OpenMV核心板分别电气连接蓝牙模块、WiFi图传模块、机器视觉寻迹模块、机械臂、机器视觉追踪模块、电机驱动模块与红外光敏模块、舵机；本系统能够自动识别货物、路径和存放地点，从而实现全自动的货物搬运，大大提高了货物搬运的速度和效率。

Description

一种用于物流分拣定位的智能车系统

技术领域

本实用新型属于智能控制技术领域，具体涉及一种用于物流分拣定位的智能车系统。

背景技术

现如今快递物流行业的发展，快速地推动了当今社会网络购物的普及。然而，庞大的快递数量和复杂的信息量，给物流行业的工作人员带来了很大的工作压力，搬运的效率和速度对生产和交易过程产生直接影响。传统技术中，货物的搬运主要依赖于人力和叉车等传统搬运设备，以至于出现“暴力分拣”等不良事件的发生，不仅威胁到了消费者的合法权益，也严重制约了快递行业的发展和效率。因此，需要一种能够自动化搬运货物的系统，减少人力的使用，降低风险的同时提高搬运的效率和速度。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于物流分拣定位的智能车系统。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种用于物流分拣定位的智能车系统，包括：OpenMV核心板、蓝牙模块、 WiFi图传模块、用户移动端、机器视觉寻迹模块、机器视觉追踪模块、电机驱动模块、红外光敏模块与舵机；所述OpenMV核心板分别电气连接蓝牙模块、WiFi图传模块、机器视觉寻迹模块、机器视觉追踪模块、电机驱动模块与红外光敏模块；所述蓝牙模块、WiFi图传模块分别无线连接用户移动端；所述机器视觉寻迹模块与机器视觉追踪模块用于分别采集位置信息与条码信息，并发送至OpenMV核心板，所述 OpenMV核心板用于接收位置信息与条码信息并进行处理后，发送控制指令至电机驱动模块、红外光敏模块与舵机。

进一步的，所述OpenMV核心板电气连接有MPU6050姿态模块与超声波避障模块。

进一步的，所述机器视觉寻迹模块与机器视觉追踪模块均为OpenMV机器视觉摄像头。

进一步的，所述电机驱动模块还电气连接有四组电机用来控制智能车的移动。

进一步的，红外光敏模块还电气连接有多组LED灯。

进一步的，所述舵机为三组用以控制智能车上的机械臂。

进一步的，OpenMV核心板为相互串口连接的2组，用以分别各自连接2组 OpenMV机器视觉摄像头，一组OpenMV核心板电气连接电机驱动模块、红外光敏模块、MPU6050姿态模块与超声波避障模块，另一组OpenMV核心板电气连接蓝牙模块、WiFi图传模块与舵机。

本实用新型的有益效果：

1.能够使用自身的摄像头进行识别物体，而像AGV小车则需要外加摄像头模块，这样就增加了数据传输所消耗的时间，减小了效率。

2.我们的小车相对与常见的分拣系统来说，小巧灵活，易于操作，能够较为简单地更改小车活动。

3.我们小车上的机械臂，相比AGV小车，我们的小车能够在识别物体后迅速做出判断是否分拣该物体，实现识别分拣一体化，节省空间。不仅如此，该智能车对于双线工作能够使用两个机械臂进行同时同步工作，大大地提升了自身效率

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本系统原理示意图。

图2是智能车结构示意图。

图中：1-前夹爪，2-前爪舵机，3-副连杆，4-主连杆，5-副连杆舵机，6-主连杆舵机，7-货物存放台，8-L298N电机驱动模块，9-底盘舵机，10-小车底座， 11-备用轮胎，12-轮毂，13-轮胎，14-避障装置，15-路径追踪摄像头及_OpenMV主板，16-驱动电机，17-LED补光灯，18-信息识别摄像头及_OpenMV主板，19-WiFi 无线图传及蓝牙模块，20-MPU6050姿态模块。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

如图1所示，一种用于物流分拣定位的智能车系统，包括：OpenMV核心板、蓝牙模块、WiFi图传模块、用户移动端、机器视觉寻迹模块、机器视觉追踪模块、电机驱动模块、红外光敏模块与舵机；OpenMV核心板分别电气连接、WiFi图传模块及蓝牙模块、机器视觉寻迹模块、机器视觉追踪模块、电机驱动模块与红外光敏模块；蓝牙模块、WiFi图传模块分别无线连接用户移动端；机器视觉寻迹模块与机器视觉追踪模块用于分别采集位置信息与条码信息，并发送至OpenMV核心板， OpenMV核心板用于接收位置信息与条码信息并进行处理后，发送控制指令至电机驱动模块、红外光敏模块与舵机。

OpenMV核心板电气连接有MPU6050姿态模块与超声波避障模块，MPU6050姿态模块包含有三轴陀螺仪、三轴加速度传感器和三轴磁力计，能获取并将这些信息输入机器视觉寻迹模块的OpenMV核心板获取搬运小车的姿态信息。

机器视觉寻迹模块与机器视觉追踪模块均为OpenMV机器视觉摄像头。

电机驱动模块为L298N电机驱动模块，且电气连接有四组电机用来控制轮子进而控制智能车的移动。

红外光敏模块还电气连接有多组LED灯。

舵机为三组用以控制智能车上的机械臂。

OpenMV核心板为相互串口连接的2组，用以分别连接2组OpenMV机器视觉摄像头，一组OpenMV核心板与OpenMV机器视觉摄像头实现路径追踪，一组 OpenMV核心板与OpenMV机器视觉摄像头实现信息识别；电机驱动模块、红外光敏模块、MPU6050姿态模块与超声波避障模块分别电气连接实现路径追踪的OpenMV核心板；蓝牙模块、WiFi图传模块与舵机分别电气连接实现信息识别的OpenMV核心板。

电机设置为直流减速电机，舵机设置为金属齿轮35kg扭矩舵机。

机器视觉寻迹模块与机器视觉追踪模块的摄像头都与OpenMV核心板电气连接，L298N电机驱动模块与机器视觉寻迹模块的OpenMV核心板电气连接，舵机与 OpenMV核心板电气连接。姿态感应装置与OpenMV核心板电气连接。四个车轮平均分为两组，其中两个为前轮，另外两个为后轮，L298N电机驱动电路用于控制两个前轮的驱动单元和用于控制两个后轮的驱动单元。

本系统所基于的智能车结构如图2所示，包括小车底座10，小车底座10上固定设置有底盘舵机9，底盘舵机9的内活动嵌设有备用轮胎11，底盘舵机9的上方固定连接有机械臂底座，机械臂底座处设有姿态感应装置20与避障装置14，避障装置 14设置为超声波避障模块，机械臂底座上方设有副连杆舵机5与主连杆舵机6，副连杆舵机5与主连杆舵机6分别连接副连杆3与主连杆4一端，副连杆3与主连杆4的另一端活设有前爪舵机2；前爪舵机2还连接有前夹爪1；底盘舵机9 的上还设有货物存放台7，货物存放台7位于机械臂底座后方，底盘舵机9的后端设有L298N电机驱动模块8，小车底座10的前端设有避障装置14，避障装置14的前端设有路径追踪摄像头及主板15，路径追踪摄像头及主板15的上方设有驱动电机16，底盘舵机9的前端设有WiFi无线图传模块19，WiFi无线图传模块19的前端设有信息识别摄像头及主板18，信息识别摄像头及主板18的两侧设有LED补光灯17，车身的内部设置有电源；当光线较暗时，光敏模块会控制LED 17进行照明，同时启动路径追踪摄像头15用于检测处理所述引导线，信息识别摄像头18与车身平行，路径追踪摄像头15的拍摄角度稍向下倾斜与地面夹角约60度。信息识别摄像头18和路径追踪摄像头15均设置为 OpenMV机器视觉摄像头，OpenMV核心板内置STM32F407处理器，支持编程识别多种图形和图像并将它们处理成需要的数据传给其他控制器，并且成本低廉、使用方便。信息识别摄像头18与路径识别摄像头15分别与2组OpenMV 核心板电气连接。机械臂装置设置在两个摄像头的后方，可以避免分拣是造成的视觉影响，从而保证分拣搬运小车可以正常运行。驱动电机16设置为二相四线步进电机，驱动电机16与路径追踪摄像头15所在的OpenMV主板之间通过 L298N驱动电路相连接。

车体的底部设置有四个驱动电机，每个驱动电机16连接有一个车轮12，四个车轮12平均分为两组，其中两个为前轮，另外两个为后轮。第二驱动电机 11设置为直流减速电机，L298N中中有两个驱动的单元，包括前轮的前轮驱动单元和用于控制两个后轮的后轮驱动单元。轮毂12和轮胎13设置为麦克纳姆轮，麦克纳姆轮的轮毂与辊子之间的夹角为45°，从而使车体能够沿任意方向运动或者使车体沿中心轴自旋转，小车轮子可以实现全向移动，转弯自由度大，在掉头的时候不会占用太多空间。

WiFi无线图传装置19可直接与OpenMV核心板桥接，分拣搬运小车在信息识别摄像头18得到的图像信息情况下，将信息传至OpenMV核心板的 STM32F407单片机，之后ATWINC1500WiFi无线图传模组开始对图像信息的传递。要求移动用户端与WiFi图传模组连接在同一个WiFi情况下，在移动用户端输入具体的网址端口可实现图像的实时传递。

使用过程中物流货物上设置的条形信息码、设置在货物卸载地面上的 AprilTag二维码和设置在地面的引导线。其中条形信息码标识用于表征货物的形状和颜色等信息以实现自动入库。ID标识可以采用现有的条码等标识，也可以根据实际需要自行设计，只需要能将不同的货物区分开即可。地面上的 AprilTag二维码用于表征仓库内该位置分类存放的货物信息，AprilTag二维码可利用AprilTag生成器生成AprilTag二维码并打印出来后贴附在卸货地点处。地面上的引导线用于指引搬运小车的移动方向，引导线可以采用胶带贴附在地面上，或者采用油漆刷在地面上，为了更加方便还可以采用带颜色的LED灯照明；车身的内部固定了WiFi图传及蓝牙连接装置19和姿态感应装置20，车身的下部设置有四个驱动电机，每个驱动电机连接有一个车轮，信息识别摄像头用于识别货物表面的条形码信息以及检测地面上设置的AprilTag二维码路标。路径追踪摄像头用于追踪地面上提前布置好的路线。车身上底座与机械臂底盘通过螺丝相连，机械臂底盘用于机械臂装置角度的变换，副连杆3连接前夹爪 1用于对货物的夹取。机械臂底盘由底盘舵机9驱动，主连杆4由主连杆舵机6 驱动，副连杆3由副连杆舵机5驱动，前夹爪1由前爪舵机2驱动。

路径追踪摄像头15拍摄引导线并对图像进行处理得到路径信息，之后将路径信息传递到OpenMV核心板的STM32F407单片机内部，单片机经过PID算法来控制驱动电机16来控制4个车轮13转动，使搬运小车沿引导线运动。

信息识别摄像头18寻找并拍摄贴在货物上的物流信息ID条形码，找到物流信息ID条形码后进行分析得出货物应在的货架。同时将当前位置信息回传，单片机通过分析得到货物的空间三维坐标并通过PID精确控制机械臂的舵机进行抓取。

之后小车通过路径追踪摄像头寻找带标记的位置信息的AprilTag二维码，循迹到达该货物应在的货架。途中可以通过超声波避障模块自主避障。检测到达到目标位置后操纵机械臂将货物放下，之后小车返回预设地点，寻找新的货物重复以上工作。若小车在返回的途中为寻找到AprilTag二维码，车身将旋转90 度寻找AprilTag二维码，直到找到为止。

小车在预设地点时，若能寻找到新的货物，则重复上述工作将货物归置；若预设地点无新的货物时搬运小车自动停车。

本方案采用的是wifi模块，也可以采用NB模组，这也就意味着可以由用户移动端转为PC端进行操作控制。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于物流分拣定位的智能车系统，其特征在于：包括：OpenMV核心板、蓝牙模块、WiFi图传模块、用户移动端、机器视觉寻迹模块、机器视觉追踪模块、电机驱动模块、红外光敏模块与舵机；所述OpenMV核心板分别电气连接蓝牙模块、WiFi图传模块、机器视觉寻迹模块、机器视觉追踪模块、电机驱动模块与红外光敏模块；所述蓝牙模块、WiFi图传模块分别无线连接用户移动端；所述机器视觉寻迹模块与机器视觉追踪模块用于分别采集位置信息与条码信息，并发送至OpenMV核心板，所述OpenMV核心板用于接收位置信息与条码信息并进行处理后，分别发送控制指令至电机驱动模块、红外光敏模块与舵机。

2.根据权利要求1所述的一种用于物流分拣定位的智能车系统，其特征在于：所述OpenMV核心板电气连接有MPU6050姿态模块与超声波避障模块。

3.根据权利要求1所述的一种用于物流分拣定位的智能车系统，其特征在于：所述机器视觉寻迹模块与机器视觉追踪模块均为OpenMV机器视觉摄像头。

4.根据权利要求1所述的一种用于物流分拣定位的智能车系统，其特征在于：所述电机驱动模块为L298N电机驱动模块，且电气连接有四组电机用来控制智能车的移动。

5.根据权利要求1所述的一种用于物流分拣定位的智能车系统，其特征在于：红外光敏模块还电气连接有多组LED灯。

6.根据权利要求1所述的一种用于物流分拣定位的智能车系统，其特征在于：所述舵机分为三组，用以控制智能车上的机械臂。

7.根据权利要求1所述的一种用于物流分拣定位的智能车系统，其特征在于：所述OpenMV核心板为相互串口连接的2组，用以分别各自连接2组OpenMV机器视觉摄像头，一组OpenMV核心板电气连接电机驱动模块、红外光敏模块、MPU6050姿态模块与超声波避障模块，另一组OpenMV核心板电气连接蓝牙模块、WiFi图传模块与舵机。

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