一种虚拟立体存储系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种虚拟立体存储系统及方法，包括：自动运载单元，用于根据接收的控制指令对设定位置的料筐完成相应的取货、运输或者码垛动作；视觉控制单元，被配置为获取料筐在自动运载单元上的实际位置图像信息，以及待取放货位置的料筐位置信息以及料筐堆垛情况；仓库管理单元，被配置为建立仓库三维数据模型，根据料筐的尺寸和形状，将仓库中可进行仓储的空间在平面范围和立体范围内分别划分为若干虚拟仓储单元；仓库管理单元根据接收到的出、入库任务指令，控制自动运载单元运行至相应的位置并执行相应的出、入库动作。本发明专利技术能够实现无人状态下自动进行多层料筐在空地放置、堆高和取出，整个过程无需人员参与，保证工作人员的人身安全。

A virtual stereo storage system and method

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟立体存储系统及方法
本专利技术涉及汽车冲压料框的搬运与存放控制
，特别涉及一种虚拟立体存储系统及方法。
技术介绍
随着视觉科技逐步被应用到仓库的实际操作过程中，智能仓储更是成为未来发展的区域。其中，随着3D视觉技术的成熟，可以帮助人类解决诸多问题。目前汽车行业的冲压零件都是装在一个个料框里，料筐可逐层堆高到多层，目前仍为人工开叉车运送料筐到存放区或坯料立体库中罗列进行堆垛作业；由于是自动化生产线，对于工人操作熟练度要求较高，存在个体劳动强度大、易疲劳、安全隐患大等弊端。现有技术采用立体货架的形式，能够实现货物的自动化取放，但是，需要在仓库中同时配备实体的立体货架、堆垛机以及运输设备等，建设成本高，建设时间长；并且，立体货架的位置是相对固定的，无法根据货物或料筐的尺寸任意合理分布仓储空间。现有技术公开的实现虚拟立体仓储的方法，通过在支撑立柱顶部设置直角坐标机器人的运行轨道，使得支撑立柱和运行轨道形成仓储空间；通过直角坐标机器人的移动和伸缩实现存取货物；这种方式下，虚拟仓储空间被限制在机器人的运行轨道内，无法实现根据货物或筐的尺寸任意合理分配整个仓储空间，同时在一定程度上限制了虚拟仓储的可利用空间；并且，由于需要建设机器人专用运行轨道，同样需要建设成本和时间成本。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种虚拟立体存储系统及方法，利用虚拟立体库取代实体的立体库，能够根据料筐的尺寸自动规划仓储单元，实现无人状态下自动进行料筐在空地上放置、堆高和取出。为了实现上述目的，在一些实施方式中，本专利技术采用如下技术方案：一种虚拟立体存储系统，包括：自动运载单元，用于根据接收的控制指令对设定位置的料筐完成相应的取货、运输或者码垛动作；视觉控制单元，被配置为获取料筐在自动运载单元上的实际位置图像信息，以及待取放货位置的料筐位置信息以及料筐堆垛情况；仓库管理单元，被配置为建立仓库三维数据模型，根据料筐的尺寸和形状，将仓库中可进行仓储的空间在平面范围和立体范围内分别划分为若干虚拟仓储单元；所述仓库管理单元根据接收到的出、入库任务指令，控制自动运载单元运行至相应的位置并执行相应的出、入库动作。进一步地，将料框按尺寸建模并导入仓库三维数据模型中设定的仓储单元中，生成库存布置图；所述库存布置图包括用于显示仓储单元平面位置的库存平面布置图以及用于显示仓储单元立体位置的库存立体布置图；所述布置图中实时更新并显示已存储料筐的位置和数量。进一步地，所述仓库三维数据模型中仓储单元的位置以坐标形式展现。进一步地，还包括：人机交互AMS单元，所述人机交互AMS单元被配置为：通过信息网络查询当前自动运载车辆状态和任务执行情况，对自动运载车辆故障进行报警以及统计库存信息。进一步地，所述仓储单元在划分时预留自动运载单元的运行通道。进一步地，所述视觉控制单元包括至少两组双目相机，其中一组相机用于检测料筐在自动运载单元上的实际位置，计算实际位置与初始位置之间的偏差距离和角度；另外一组相机用于检测待取放货位置的料筐位置信息以及料筐堆垛情况。进一步地，所述自动运载单元为自动叉车；所述自动叉车包括：自动叉车本体、自动叉车调度模块和自动叉车控制模块；所述自动叉车调度模块接收仓库管理单元发送的执行出库或入库的控制指令，并根据所述控制指令控制自动叉车本体按照设定的路径运行至目标位置；并通过自动叉车控制模块控制自动运载本体执行相应的取料、运输或者码垛动作。在另一些实施方式中，本专利技术采用如下技术方案：一种虚拟立体库，包括：上述的虚拟立体存储系统、自动运载单元充电区域以及自动运载单元安全运行通道；所述自动运载单元安全运行通道的布置保证自动运载本体能够运行至任一仓储单元所在的平面位置并能够完成取放料筐动作。在另一些实施方式中，本专利技术采用如下技术方案：一种虚拟立体存储方法，包括：获取料筐尺寸、形状信息以及仓库空间布置信息；根据仓库空间布置信息建立仓库三维数据模型；根据料筐的尺寸、形状信息，将仓库空间在平面范围和立体范围内分别划分为若干虚拟的仓储单元；将料框按尺寸建模并导入仓库三维数据模型中设定的仓储单元中，生成用于显示仓储单元平面位置的库存平面布置图以及用于显示仓储单元立体位置的库存立体布置图；根据接收到的出、入库指令，控制自动运载单元执行相应的出、入库任务；同时实时更新并显示已存储料筐的位置和数量。需要说明的是，本专利技术中所提到的取料和放料，均是指的取料框或者放料筐，当然，料筐也可以替换为料框或者料箱。本专利技术中所提到的出、入库指令或者任务，均包括了从设定位置取料—运输—设定位置放料或者码垛的完整过程。本专利技术有益效果：与现有技术相比，本专利技术可以用虚拟的立体仓库取代现实的立体仓库，节约大量立体仓库建设、制造成本。在复杂的虚拟立体库环境中，不用任何标识，通过3D视觉相机识别料框的位置，自动控制叉车调整取/放料框的左右姿势，并且将货叉提高到料框底部，实现料框与地面或两料框间的分离，替代现在人工作业模式，可以持续完成多件物料箱的运输，作业效率得到极大提升，因此，能够完全替代人工，实现工厂和物流仓储堆料框的无人化，解决招工难题，降低作业成本。本专利技术能够实现无人状态下自动进行多层料筐在空地放置、堆高和取出，整个过程无需人员参与，保证工作人员的人身安全。本专利技术仓储单元的尺寸可以根据料筐的大小任意规划设置，解决了目前的立体库的存储单元尺寸固定而无法适应不同大小的料筐存放的问题。本专利技术能够实现库存信息的统计，并能够满足工厂级WMS信息的远程网络管理。本专利技术系统及方法可以直接利用冲压线生产车间中的自动叉车来实现，无需增加和设计新的结构，能够节约成本，利于系统及方法的实现与普及。附图说明图1是本专利技术实施例中是虚拟立体库管理配置图；图2是本专利技术实施例中自动叉车结构本体图；图3是本专利技术实施例中叉车堆垛2层料框示意图；图4是本专利技术实施例中是人机交互网络架构图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。在一个或多个实施方式中，公开了一种虚拟立体存储系统，包括：(1)自动运载单元，用于根据接收的控制指令对设定位置的料筐完成相应的取货、运输或者码垛动作；(2)视觉控制单元，被配置为获取料筐在自动运载单元上的实际位置图像信息，以及待取放货位置的料筐位置信息以及料筐堆垛情况；(3)仓库管理单元，被配置为建立仓库三维数据模型，根据料筐的尺寸和形状，将仓库中可进行仓储的空间在平面范围和立体范围内分别划分为若干虚拟仓储单元；所述仓库管理单元根据接收到的出、入库任务指令，控制自动运载单元运行至相应的位置并执行相应的出、入库动作。本实施例中，自动运载单元选用智能无人叉车来实现，智能无人叉车包括：叉车本体，叉车调度模块和叉车控制模块；叉车调度模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟立体存储系统，其特征在于，包括：/n自动运载单元，用于根据接收的控制指令对设定位置的料筐完成相应的取货、运输或者码垛动作；/n视觉控制单元，被配置为获取料筐在自动运载单元上的实际位置图像信息，以及待取放货位置的料筐位置信息以及料筐堆垛情况；/n仓库管理单元，被配置为建立仓库三维数据模型，根据料筐的尺寸和形状，将仓库中可进行仓储的空间在平面范围和立体范围内分别划分为若干虚拟仓储单元；所述仓库管理单元根据接收到的出、入库任务指令，控制自动运载单元运行至相应的位置并执行相应的出、入库动作。/n

【技术特征摘要】
20191017 CN 20191098997881.一种虚拟立体存储系统，其特征在于，包括：
自动运载单元，用于根据接收的控制指令对设定位置的料筐完成相应的取货、运输或者码垛动作；
视觉控制单元，被配置为获取料筐在自动运载单元上的实际位置图像信息，以及待取放货位置的料筐位置信息以及料筐堆垛情况；
仓库管理单元，被配置为建立仓库三维数据模型，根据料筐的尺寸和形状，将仓库中可进行仓储的空间在平面范围和立体范围内分别划分为若干虚拟仓储单元；所述仓库管理单元根据接收到的出、入库任务指令，控制自动运载单元运行至相应的位置并执行相应的出、入库动作。


2.如权利要求1所述的一种虚拟立体存储系统，其特征在于，将料框按尺寸建模并导入仓库三维数据模型中设定的仓储单元中，生成库存布置图；所述库存布置图包括用于显示仓储单元平面位置的库存平面布置图以及用于显示仓储单元立体位置的库存立体布置图；所述布置图中实时更新并显示已存储料筐的位置和数量。


3.如权利要求1所述的一种虚拟立体存储系统，其特征在于，所述仓库三维数据模型中仓储单元的位置以坐标形式展现。


4.如权利要求1所述的一种虚拟立体存储系统，其特征在于，还包括：人机交互AMS单元，所述人机交互AMS单元被配置为：通过信息网络查询当前自动运载车辆状态和任务执行情况，对自动运载车辆故障进行报警以及统计库存信息。


5.如权利要求1所述的一种虚拟立体存储系统，其特征在于，所述仓储单元在划分时预留自动运载单元的运行通道。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张三义，张弛，
申请(专利权)人：广州达宝文机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44