自动装卸车标定系统与方法技术方案

本发明专利技术所述自动装卸车标定系统与方法，适用于装车、卸车过程的识别与标定，以期为后续自动堆垛和卸货过程提供先行参照坐标系与数据，通过事先标准化识别与数据自动获取计算来实施科学规划，降低了标定时间与复杂程度、同时提高装卸车流程的标准化与效率。在标定系统中，包装箱通过机械爪在运输车上进行装车或卸车。机械爪安装于装卸区域上方的三轴桁架上，在机械爪上安装有信号传感器；包装箱根据型号不同而具有特定的外型尺寸；包装箱每一侧面在中心点及侧边中心处设置有反光条；定位标识工装具有连接于底座的可调高立柱，在可调高立柱的顶端连接有一直角定位装置，在直角定位装置的直角端与两侧直角边的边缘处设置有反光条。

Calibration system and method of automatic loading and unloading truck

The automatic loading and unloading vehicle calibration system and method described in the present invention are suitable for the identification and calibration of loading and unloading process, in order to provide the advanced reference coordinate system and data for the subsequent automatic stacking and unloading process, implement scientific planning through standardized identification and automatic data acquisition calculation in advance, reduce the calibration time and complexity, and improve the standardization and efficiency of loading and unloading process. Rate. In the calibration system, the packing box is loaded or unloaded on the transport vehicle by mechanical claws. The mechanical claw is installed on the three-axis truss above the loading and unloading area, and the signal sensor is installed on the mechanical claw; the packing box has a specific size according to the type; the reflective strip is arranged on each side of the packing box at the center point and the center of the side; the positioning marking fixture has an adjustable height column connected to the base, and a right angle positioning device is connected at the top of the adjustable height column. A reflective strip is arranged at the right-angle end of the right-angle positioning device and the edges of the right-angle edges on both sides.

【技术实现步骤摘要】
自动装卸车标定系统与方法
本专利技术是一种应用于物流运输的自动装卸车标定系统与方法，属于信息数据识别与处理

技术介绍
伴随国内经济的快速发展，在物流运输领域越来越多的信息技术与自动化装备得到了较为广泛地应用。为提高车辆与货物的装卸效率，相关自动堆垛装卸车技术得以不断提升与普及。如公开以下内容的在先专利申请，申请号CN201611128070.0，名称一种自动码垛装车系统及其装车方法，其方案是开始装车时，首先由驾驶员将空的运输货车停放至自动码垛装车系统上指定区域内；自动码垛装车系统触发后，由四轴龙门式机器人搭载的激光传感器从初始位置按机器人导轨的方向运动；运动过程中激光传感器完成对运输货车车厢的立体扫描，并将扫描数据传输至自动码垛装车系统的主控单元，形成运输货车的三维点云数据；然后，所述的主控单元通过三维点云处理分析算法，对获取的数据进行运算，得到运输货车的车厢区域相对于激光传感器的空间方位信息，并根据激光传感器与四轴龙门式机器人之间的标定数据进行坐标变换，得到运输货车的车厢区域相对于四轴龙门式机器人空间方位信息，该信息包括车厢区域的长宽尺寸、挡板的高度类型、底板的深度及方位信息；根据运输货车的车厢区域相对于四轴龙门式机器人空间方位信息，并结合货物的三维尺寸，主控单元自动计算堆垛的垛型信息，包括行列个数及层数，同时规划机器人的码垛路径；此时，货物由生产线或仓储区域进入输送机构，经皮带输送机、整形导向机构到达辊道输送机，同时通过传感器向主控单元发出到位信号，主控单元控制四轴龙门式机器人搭载的吸盘系统吸附货物，并根据计算得到的机器人路径进行码垛装车。上述在先申请专利，针对货物装车环节的人工搬运方式提出了基于激光传感器的码垛装车方案，其中涉及货车定位检测与码垛装车自动化过程。但其仍存在以下明显的技术缺陷与不足。一是，整个方案仅针对装车过程而未包含卸车过程，相关技术对于卸车自动化应用与研究属空白；二是，对于车厢与货物的定位、坐标转换过程较为复杂，并不适应于当前标准化的物流装备。在目前物流运输企业与渠道中，普遍地采用标准化尺寸的集装箱或包装箱，货车车厢的外形尺寸也规范为少数的几种，因此装卸车之前的识别与标定成为一种技术发展趋势，对于提高前期数据处理与堆垛效率显得尤其突出，而上述在先申请专利并未涉及到；三是，上述在先申请专利虽然提出对车厢进行立体扫描以获取车厢区域相对于激光传感器的空间方位信息，但并示详细披露传感器与机器人之间的标定数据如何进行坐标变换，在实际使用中无法直接推导得出具体的识别与标定方法。实现智能化的车厢与货物定位识别与标定，是应用信息数据技术提高装卸车自动化水平与效率的关键性前提条件，因此有必要先行解决此类问题。有鉴于此，特提出本专利申请。
技术实现思路
本专利技术所述自动装卸车标定系统与方法，在于解决上述现有技术存在的问题而提出适用于装车、卸车过程的识别与标定系统与方法，以期为后续自动堆垛和卸货过程提供先行参照坐标系与数据，通过事先标准化识别与数据自动获取计算来实施科学规划，降低了标定时间与复杂程度、同时提高装卸车流程的标准化与效率。为实现上述专利技术目的，所述的自动装卸车标定系统主要包括有：载有货物的包装箱通过机械爪在运输车上进行装车或卸车，与现有技术的区别之处在于，所述的机械爪，安装于装卸区域上方的三轴桁架上，在机械爪上安装有信号传感器；所述的包装箱，根据型号不同而具有特定的外型尺寸；包装箱的每一侧面，在中心点及侧边中心处设置有反光条；定位标识工装，具有连接于底座的可调高立柱，在可调高立柱的顶端连接有一直角定位装置，在直角定位装置的直角端与两侧直角边的边缘处设置有反光条。进一步地细化与优选方案是，所述的定位标识工装，在可调高立柱侧部设置有用于调节垂向高度的调节螺母。基于上述标定系统的应用，所述的自动装卸车标定方法如下：进行装车或卸车之前，通过安装有信号传感器的机械爪沿装卸区域三轴桁架进行扫描，对运输车与包装箱进行识别与坐标标定。坐标标定过程包括以下阶段：运输车坐标标定阶段，将两个定位标识工装分别置于车厢的一组对角位置，直角定位装置与车厢上表面保持平齐；当信号传感器处于起始高度位置时，沿桁架XYZ轴扫描，以获取直角定位装置上每一反光条的XY平面坐标，计算得出车厢另一组对角位置两个点的XY平面坐标。同时，可获取机械爪距离地面高度与调节后的定位标识工装高度，计算得出运输车车厢表面与机械爪之间的垂向距离；包装箱坐标标定阶段，对包装箱的外型尺寸进行统一规范；信号传感器沿桁架XYZ三轴扫描，获得包装箱在装卸区域内的坐标位置；采集到在包装箱的俯视面上，中心与相邻两边中心的反光条之间的距离，得出包装箱的外型尺寸数值。其中，所述的运输车坐标标定阶段，通过调节螺母调节可调高立柱的垂向高度，将直角定位装置与车厢上表面保持平齐。综上内容，所述自动装卸车标定系统与方法具有以下优点：1、本申请可应用于装车、卸车过程，采用信息数据技术以提高装卸车自动化水平与生产效率；2、基于标准化技术与规范化操作，简化车厢与货物定位识别过程，降低了坐标数据转换与换算复杂程序，较大地提高了装卸车效率；3、提出了易于实施的识别与坐标标定方法，显著地提高了后续堆垛和卸车操作设计适应性与可实施性。4、为实现整体装卸车智能化技术发展打下了良好与坚实的基础。附图说明图1是装卸车标定系统示意图；图2是包装箱标定示意图；图3是包装箱在工作区域EFGH中的示意图；图4是定位标识工装的结构示意图；图5是运输车在工作区域EFGH中的示意图；；图6是运输车与包装箱在垂向Z轴的定位示意图；图7是图5中I部放大示意图；图8是图5中II部放大示意图；如图1至图8所示，X轴横梁1，Z轴竖梁2，Y轴横梁3，机械爪4，运输车5，定位标识工装6，包装箱7，反光条8，箱体9，打包带10，包装箱顶面标识点11至15，直角定位装置16，可调高立柱17，调节螺母18，底座19，信号传感器20。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1，所述的自动装卸车标定系统包括有：载有货物的包装箱7通过机械爪4在运输车5上进行装车或卸车；机械爪4安装于装卸区域EFGH上方的三轴桁架上，在机械爪4上安装有信号传感器20；包装箱7根据型号不同而具有特定的外型尺寸；在其每一侧面上，在中心点及侧边中心处设置有反光条8；定位标识工装6具有连接于底座19的可调高立柱17，在可调高立柱17的顶端连接有一直角定位装置16，在直角定位装置16的直角端与两侧直角边的边缘处设置有反光条8，在可调高立柱17侧部设置有用于调节垂向高度的调节螺母18。基于上述标定系统而可实现的自动装卸车标定方法如下：进行装车或卸车之前，通过安装有信号传感器20的机械爪4沿装卸区域EFGH三轴桁架进行扫描，对运输车5与包装箱7进行识别与坐标标定。坐标标定过程包括以下两个阶段，运输车坐标标定阶段，将两个定位标识工装分别置于车厢的一组对角位置(如A和B)，直角定位装置16与车厢上表面保持平齐；当信号传感器20处于起始高度位置时，沿桁架XYZ轴扫描，以获取直角定位装置16上每一反光条8的XY平面坐标，计算得出车厢另一组对角位置(如C和D)两点的XY平面坐标。同时，可获取机械爪4距离地面高度L与调节后的定位标识工装6高度H本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动装卸车标定系统，载有货物的包装箱(7)通过机械爪(4)在运输车(5)上进行装车或卸车，其特征在于：所述的机械爪(4)，安装于装卸区域(EFGH)上方的三轴桁架上，在机械爪(4)上安装有信号传感器(20)；所述的包装箱(7)，根据型号不同而具有特定的外型尺寸；包装箱(7)的每一侧面，在中心点及侧边中心处设置有反光条(8)；定位标识工装(6)，具有连接于底座(19)的可调高立柱(17)，在可调高立柱(17)的顶端连接有一直角定位装置(16)，在直角定位装置(16)的直角端与两侧直角边的边缘处设置有反光条(8)。

【技术特征摘要】
1.一种自动装卸车标定系统，载有货物的包装箱(7)通过机械爪(4)在运输车(5)上进行装车或卸车，其特征在于：所述的机械爪(4)，安装于装卸区域(EFGH)上方的三轴桁架上，在机械爪(4)上安装有信号传感器(20)；所述的包装箱(7)，根据型号不同而具有特定的外型尺寸；包装箱(7)的每一侧面，在中心点及侧边中心处设置有反光条(8)；定位标识工装(6)，具有连接于底座(19)的可调高立柱(17)，在可调高立柱(17)的顶端连接有一直角定位装置(16)，在直角定位装置(16)的直角端与两侧直角边的边缘处设置有反光条(8)。2.根据权利要求1所述的自动装卸车标定系统，其特征在于：所述的定位标识工装，在可调高立柱(17)侧部设置有用于调节垂向高度的调节螺母(18)。3.一种自动装卸车标定方法，其特征在于：进行装车或卸车之前，通过安装有信号传感器(20)的机械爪(4)沿装卸区域(EFGH)三轴桁架进行扫描，对运输车(5)与包装箱(7)进行识别与坐标标定；坐标标定过程包括以下阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭柏林，张晓伦，
申请(专利权)人：青岛万龙智控科技有限公司，青岛万龙高新科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37