一种基于气动直角型复合运动平台的归位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于气动直角型复合运动平台的归位方法，所述方法以“中位为先”的算法结构，只对中区域模块进行扫描，识别模块特征进行判定，利用气动机械手和辅助推动气缸分别对模块进行抓取和推进，对相同特征的模块采用向相同特征区域靠拢的方式进行处理，不断判定当前模块的归位标志位和能动标志位，对所有模块进行循环判定，满足条件结束程序，被打乱的模块恢复至原状态，达到归位效果。本发明专利技术方法在处理仓储管理中的满仓状态的自动化搬运系统中具有优先应用价值。

Homing method based on pneumatic right angle type composite moving platform

The invention discloses a method for homing pneumatic angle type composite motion platform based on the method of \algorithm structure for the first and only scans in the area module, identification module features are determined, using pneumatic manipulator and auxiliary driving cylinder respectively to grab and push for modules. The characteristics of the same module using the same way closer to the characteristics of regional processing, continue to determine the current module homing flag and active flag for all modules of cycle determination, to meet the conditions to end the program module, recovery was disrupted by the return to the original state, to achieve its effects. The method of the invention has the priority application value in the automatic handling system for handling the full warehouse status in the warehouse management.

【技术实现步骤摘要】
一种基于气动直角型复合运动平台的归位方法
本专利技术涉及机器人自动识别领域，尤其是一种排列识别归位方法。
技术介绍
在仓储管理中，不同货物分区分类是基本功能，多种货物的搬运及位置调换是不可避免的问题。现在大多数货物管理还依靠人工登记然后给出解决方案再进行搬运的落后管理方式，效率低下，浪费了大量的人力物力。尤其是在货仓满空间的状况下，货物调运更是令人头疼的问题，处理不好极其容易发生混乱。因此，建立计算机自动识别并自动给出调运方案的智能化的自动管理系统是解决问题的最好选择。
技术实现思路
本专利技术目的在于为搬运物资自动化控制系统提供一种能够有效处理满仓状态货物调运的基于气动直角型复合运动平台的归位方法。为实现上述目的，采用了以下技术方案：本专利技术主要包括货物、气动机械手，所述货物安放位置共分为上区域、左区域、中区域、右区域、下区域5个区域，每个区域各有9个货物位置，5个区域呈“十”字型魔方排列；每个区域中的9个货物位置呈九宫格格式并按从左到右、从上到下的顺序依次进行数字编号，所有货物位置的数字编号顺序按照上区域、左区域、中区域、右区域、下区域的区域顺序依次进行编号，所有货物位置共有45个编号；在“十”字型魔方排列的上、下、左、右区域外侧分别各安装3个辅助推动气缸，且对12个辅助推动气缸进行编号，辅助推动气缸推动货物运动；设定魔方上区域的货物代表颜色为红色、魔方左区域的货物代表颜色为黑色、魔方中区域的货物代表颜色为蓝色、魔方右区域的货物代表颜色为绿色、魔方下区域的货物代表颜色为黄色；所述归位方法只对中间区域的魔方进行判定，该判定按从左至右、从上至下的顺序进行，为该判定过程加入一个标志，设为“能动标志”，能动标志初始为0，且每次开始中间区域魔方的判定时都重置为0；如果被判定的魔方是红色，则判断该魔方所处列的上方区域(红色归位区域)的3个位置是否都是红色，若是，则直接进行下一个魔方的判定；若否，则将该魔方向红色靠拢，并使能动标志加1；如被判定的魔方是黄色，理同红色；如果被判定的魔方是黑色，则判断该魔方所处行的左边区域(黑色归位区域)的3个位置是否都是黑色，若是，则直接进行下一个魔方的判定；若否，则该魔方向黑色靠拢，并使能动标志加1；如果被判定的魔方是绿色，理同黑色；所述方法的具体步骤如下：步骤1，魔方中的货物呈十字型随机分布；步骤2，利用摄像头采集魔方位置分布信息，将处理后的图像划分为若干个区域，使每个魔方都有各自对应的区域，对魔方所处区域中各像素的颜色进行判定并储存；系统的魔方共5种颜色，4种颜色的魔方都归位后，剩下的那种颜色的魔方必然归位，只需考虑4种颜色的归位情况，以周围4个方向的颜色为基准，只对中间的魔方进行判定，若为红色，则移往红色魔方区域；若为黑色，则移往黑色魔方区域；若为绿色，则移往绿色魔方区域；若为黄色，则移往黄色魔方区域；步骤3，令当魔方归位标志位等于0时，结束程序；程序运行开始令魔方归位标志位置1，能动标志位置0；按从左至右从上到下的顺序对中区域19-27号位置依次进行颜色扫描判别，假如扫描到第一个非蓝魔方颜色为红色，则令此魔方向上区域(红色区域)靠拢；向红色区域靠拢的具体方法是将被抓取的魔方上方第一个魔方的颜色给到被抓取的魔方，将被抓取的魔方上方第二个魔方的颜色给到被抓取的魔方上方的第一个魔方，以此类推，最后将被抓取的魔方的颜色给到位于顶端的魔方，其靠拢实施是靠四周行和列对应的12个辅助推动气缸的伸出推动来实现的；若扫描的魔方为黑色，则令此魔方向左区域(黑色区域)靠拢，若扫描的魔方为绿色，则令此魔方向右区域(绿色区域)靠拢，若扫描的魔方为黄色，则令此魔方向下区域(黄色区域)靠拢，靠拢方法的实施方式与向红色区域靠拢方法相同；步骤4，当中区域所有的魔方都扫描判定并向对应位置靠拢之后，对十字型全部的45个魔方按1～45号位置依次重新进行扫描来判别魔方是否已经全部归位，若全部归位，魔方归位标志位置0，结束程序；若未全部归位，魔方归位标志位依然置1，记录首个位置不对的魔方位置序号，该位置序号为十字型45个位置对应编号，为方便描述，记为m；判断能动标志位是否为0，若不为0，结束程序，若为0，则获取与m号魔方颜色相同的首个未归位魔方的位置序号记为n；当m号魔方是红色或黄色时，获取m号魔方的列号和n号魔方的行号，若行号大于6，则将此魔方向黄色区域靠拢；若不大于6，则继续判别，若m号的列大于n号的列，则相应魔方向黑色区域靠拢；若m号的列不大于n号的列，则相应魔方向绿色区域靠拢；若m号魔方不是红色或黄色，获取n号魔方的列号和m号魔方的行号，判别列是否大于6，若大于6，则令相应魔方向绿色区域靠拢，若不大于6，则继续判别；若m号魔方的行号大于n号魔方的行号，则令相应魔方向红色区域靠拢，若不大于，则令相应魔方向黄色区域靠拢；步骤5，当45个魔方货物位置全部依次扫描一遍后，重新扫描，若魔方未全部归位，重复步骤4；若魔方全部归位，魔方归位标志位置0，结束程序。进一步的，创建一个数组SZ[45]，依次对应1-45号位置，该数组用于存储相应魔方位置的颜色，通过改变各个位置的颜色来体现魔方的移动过程，获取魔方的初始位置序列即对数组SZ[45]赋初值；从Matlab中获取处理后的图像的RGB三色数据的矩阵，然后根据RGB三原色数据识别出该图上各魔方对应位置的颜色，并将其值赋予数组SZ[45]中对应的元素，从而获得魔方的初始状态；再将数组SZ[45]中各元素的值更新到界面对应的各魔方位置上，以显示魔方的初始状态。进一步的，将抓取中间的某个魔方放入上方区域(红色归位区域)顶端那行的行为称之为向红色靠拢；同理，移往左边区域(黑色归位区域)称之为向黑色靠拢；移往右边区域(绿色归位区域)称之为向绿色靠拢；移往下方区域(黄色归位区域)称之为向黄色靠拢；所述的向红色靠拢的方法：将被抓取的魔方上方第一个魔方的颜色给到被抓取的魔方，将被抓取的魔方上方第二个魔方的颜色给到被抓取的魔方上方的第一个魔方，以此类推，最后将被抓取的魔方的颜色给到位于顶端的魔方；向其他各色靠拢的方法与向红色靠拢的方法基本一致，只是逐次给色的方向不同。进一步的，在判断所有魔方是否都已归位的过程中，如果魔方没有全部归位，就记录首个没有归位的魔方位置对应的颜色储存数组元素的下标，为方便说明暂且将该下标记为a，将该魔方记为A；再确认A所处的区域，然后找到该区域外的首个颜色与该区域归位颜色相同的魔方(查找顺序与判断魔方全部归位的顺序相同)，记录其对应的颜色储存数组元素的下标，同样为方便说明暂记该下标为b，记该魔方为B；根据下标a、b的值确定魔方A、B所处的行列，找到两者行列交叉处的魔方；如果魔方A是红色或黄色，那么判断魔方A、B所处的列哪个大，若A的列大，则将两者行列交叉处的魔方向左边区域(黑色归位区域)靠拢；若B的列大，则将两者行列交叉处的魔方向右边区域(绿色归位区域)靠拢；如果魔方A是黑色、绿色或蓝色，那么判断魔方A、B所处的行哪个大，若A的行大，则将两者行列交叉处的魔方向上方区域(红色归位区域)靠拢；若B的列大，则将两者行列交叉处的魔方向下方区域(黄色归位区域)靠拢；进一步的，所述魔方A和B同时出现在中间3行或中间3列时，需要另外考虑；魔方A、B同时出现在中间3列的情况只会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于气动直角型复合货物运动平台的归位方法，主要包括货物、气动机械手，其特征在于：所述货物安放位置共分为上区域、左区域、中区域、右区域、下区域5个区域，每个区域各有9个货物位置，5个区域呈“十”字型魔方排列；每个区域中的9个货物位置呈九宫格格式并按从左到右、从上到下的顺序依次进行数字编号，所有货物位置的数字编号顺序按照上区域、左区域、中区域、右区域、下区域的区域顺序依次进行编号，所有货物位置共有45个编号；在“十”字型魔方排列的上、下、左、右区域外侧分别各安装3个辅助推动气缸，且对12个辅助推动气缸进行编号，辅助推动气缸推动货物运动；设定魔方上区域的货物代表颜色为红色、魔方左区域的货物代表颜色为黑色、魔方中区域的货物代表颜色为蓝色、魔方右区域的货物代表颜色为绿色、魔方下区域的货物代表颜色为黄色；所述归位方法只对中间区域的魔方进行判定，该判定按从左至右、从上至下的顺序进行，为该判定过程加入一个标志，设为“能动标志”，能动标志初始为0，且每次开始中间区域魔方的判定时都重置为0；如果被判定的魔方是红色，则判断该魔方所处列的上方区域(红色归位区域)的3个位置是否都是红色，若是，则直接进行下一个魔方的判定；若否，则将该魔方向红色靠拢，并使能动标志加1；如被判定的魔方是黄色，理同红色；如果被判定的魔方是黑色，则判断该魔方所处行的左边区域(黑色归位区域)的3个位置是否都是黑色，若是，则直接进行下一个魔方的判定；若否，则该魔方向黑色靠拢，并使能动标志加1；如果被判定的魔方是绿色，理同黑色；所述方法的具体步骤如下：步骤1，魔方中的货物呈十字型随机分布；步骤2，利用摄像头采集魔方位置分布信息，将处理后的图像划分为若干个区域，使每个魔方都有各自对应的区域，对魔方所处区域中各像素的颜色进行判定并储存；系统的魔方共5种颜色，4种颜色的魔方都归位后，剩下的那种颜色的魔方必然归位，只需考虑4种颜色的归位情况，以周围4个方向的颜色为基准，只对中间的魔方进行判定，若为红色，则移往红色魔方区域；若为黑色，则移往黑色魔方区域；若为绿色，则移往绿色魔方区域；若为黄色，则移往黄色魔方区域；步骤3，令当魔方归位标志位等于0时，结束程序；程序运行开始令魔方归位标志位置1，能动标志位置0；按从左至右从上到下的顺序对中区域19‑27号位置依次进行颜色扫描判别，假如扫描到第一个非蓝魔方颜色为红色，则令此魔方向上区域(红色区域)靠拢；向红色区域靠拢的具体方法是将被抓取的魔方上方第一个魔方的颜色给到被抓取的魔方，将被抓取的魔方上方第二个魔方的颜色给到被抓取的魔方上方的第一个魔方，以此类推，最后将被抓取的魔方的颜色给到位于顶端的魔方，其靠拢实施是靠四周行和列对应的12个辅助推动气缸的伸出推动来实现的；若扫描的魔方为黑色，则令此魔方向左区域(黑色区域)靠拢，若扫描的魔方为绿色，则令此魔方向右区域(绿色区域)靠拢，若扫描的魔方为黄色，则令此魔方向下区域(黄色区域)靠拢，靠拢方法的实施方式与向红色区域靠拢方法相同；步骤4，当中区域所有的魔方都扫描判定并向对应位置靠拢之后，对十字型全部的45个魔方按1～45号位置依次重新进行扫描来判别魔方是否已经全部归位，若全部归位，魔方归位标志位置0，结束程序；若未全部归位，魔方归位标志位依然置1，记录首个位置不对的魔方位置序号，该位置序号为十字型45个位置对应编号，为方便描述，记为m；判断能动标志位是否为0，若不为0，结束程序，若为0，则获取与m号魔方颜色相同的首个未归位魔方的位置序号记为n；当m号魔方是红色或黄色时，获取m号魔方的列号和n号魔方的行号，若行号大于6，则将此魔方向黄色区域靠拢；若不大于6，则继续判别，若m号的列大于n号的列，则相应魔方向黑色区域靠拢；若m号的列不大于n号的列，则相应魔方向绿色区域靠拢；若m号魔方不是红色或黄色，获取n号魔方的列号和m号魔方的行号，判别列是否大于6，若大于6，则令相应魔方向绿色区域靠拢，若不大于6，则继续判别；若m号魔方的行号大于n号魔方的行号，则令相应魔方向红色区域靠拢，若不大于，则令相应魔方向黄色区域靠拢；步骤5，当45个魔方货物位置全部依次扫描一遍后，重新扫描，若魔方未全部归位，重复步骤4；若魔方全部归位，魔方归位标志位置0，结束程序。...

【技术特征摘要】
1.一种基于气动直角型复合货物运动平台的归位方法，主要包括货物、气动机械手，其特征在于：所述货物安放位置共分为上区域、左区域、中区域、右区域、下区域5个区域，每个区域各有9个货物位置，5个区域呈“十”字型魔方排列；每个区域中的9个货物位置呈九宫格格式并按从左到右、从上到下的顺序依次进行数字编号，所有货物位置的数字编号顺序按照上区域、左区域、中区域、右区域、下区域的区域顺序依次进行编号，所有货物位置共有45个编号；在“十”字型魔方排列的上、下、左、右区域外侧分别各安装3个辅助推动气缸，且对12个辅助推动气缸进行编号，辅助推动气缸推动货物运动；设定魔方上区域的货物代表颜色为红色、魔方左区域的货物代表颜色为黑色、魔方中区域的货物代表颜色为蓝色、魔方右区域的货物代表颜色为绿色、魔方下区域的货物代表颜色为黄色；所述归位方法只对中间区域的魔方进行判定，该判定按从左至右、从上至下的顺序进行，为该判定过程加入一个标志，设为“能动标志”，能动标志初始为0，且每次开始中间区域魔方的判定时都重置为0；如果被判定的魔方是红色，则判断该魔方所处列的上方区域(红色归位区域)的3个位置是否都是红色，若是，则直接进行下一个魔方的判定；若否，则将该魔方向红色靠拢，并使能动标志加1；如被判定的魔方是黄色，理同红色；如果被判定的魔方是黑色，则判断该魔方所处行的左边区域(黑色归位区域)的3个位置是否都是黑色，若是，则直接进行下一个魔方的判定；若否，则该魔方向黑色靠拢，并使能动标志加1；如果被判定的魔方是绿色，理同黑色；所述方法的具体步骤如下：步骤1，魔方中的货物呈十字型随机分布；步骤2，利用摄像头采集魔方位置分布信息，将处理后的图像划分为若干个区域，使每个魔方都有各自对应的区域，对魔方所处区域中各像素的颜色进行判定并储存；系统的魔方共5种颜色，4种颜色的魔方都归位后，剩下的那种颜色的魔方必然归位，只需考虑4种颜色的归位情况，以周围4个方向的颜色为基准，只对中间的魔方进行判定，若为红色，则移往红色魔方区域；若为黑色，则移往黑色魔方区域；若为绿色，则移往绿色魔方区域；若为黄色，则移往黄色魔方区域；步骤3，令当魔方归位标志位等于0时，结束程序；程序运行开始令魔方归位标志位置1，能动标志位置0；按从左至右从上到下的顺序对中区域19-27号位置依次进行颜色扫描判别，假如扫描到第一个非蓝魔方颜色为红色，则令此魔方向上区域(红色区域)靠拢；向红色区域靠拢的具体方法是将被抓取的魔方上方第一个魔方的颜色给到被抓取的魔方，将被抓取的魔方上方第二个魔方的颜色给到被抓取的魔方上方的第一个魔方，以此类推，最后将被抓取的魔方的颜色给到位于顶端的魔方，其靠拢实施是靠四周行和列对应的12个辅助推动气缸的伸出推动来实现的；若扫描的魔方为黑色，则令此魔方向左区域(黑色区域)靠拢，若扫描的魔方为绿色，则令此魔方向右区域(绿色区域)靠拢，若扫描的魔方为黄色，则令此魔方向下区域(黄色区域)靠拢，靠拢方法的实施方式与向红色区域靠拢方法相同；步骤4，当中区域所有的魔方都扫描判定并向对应位置靠拢之后，对十字型全部的45个魔方按1～45号位置依次重新进行扫描来判别魔方是否已经全部归位，若全部归位，魔方归位标志位置0，结束程序；若未全部归位，魔方归位标志位依然置1，记录首个位置不对的魔方位置序号，该位置序号为十字型45个位置对应编号，为方便描述，记为m；判断能动标志位是否为0，若不为0，结束程序，若为0，则获取与m号魔方颜色相同的首个未归位魔方的位置序号记为n；当m号魔方是红色或黄色时，获取m号魔方的列号和n号魔方的行号，若行号大于6，则将此魔方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪玖，孙佳慧，赵苓，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13