【技术实现步骤摘要】
本技术方案属于仓储物流领域，具体涉及到一种立体仓储机器人定位系统。
技术介绍
1、自动化立体仓库，利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化、存取自动化、操作简便化。目前在立体仓库中一般布设立体货架存放货物，立体货架上则设置具有交叉形式的轨道供以立体仓储机器人在其上移动，从而搬运、存取储存在立体货架上的货物托盘。
2、现有的交叉形式的轨道一般由子轨、换向轨及母轨组成，子轨与换向轨采取首尾线性连接的形式，换向轨上则开设安装槽孔，以供母轨与其垂直连接。这样采取交叉形式的轨道，可以实现立体仓储机器人在立体货架单层进行平面移动。
3、在立体仓库中，一般设置立体货架供以存放货物，立体货架上也相应设置有轨道供立体仓储机器人在其上行驶，以实现对货物托盘的搬运，进而完成对货物的存取与运输。
4、立体仓储机器人在立体货架上有效的运转依赖于立体仓储机器人相对轨道的准确定位，现在常见的做法多采用条形码、二维码、rfid标签、定位片等结合相应传感器来实现。
5、但是，采用条形码、二维码进行定位的方法容易出现图案损坏、模糊或被遮挡的情况，导致读码器无法正确识别，不能完成定位操作；采用rfid标签、定位片进行定位的方法精度不高，特别是当立体仓储机器人需要换向作业时，无法提供精确的位置信息，辅助立体仓储机器人实现轨道的切换；同时，条形码、二维码、rfid标签需要定期维护，相对而言增加了使用成本。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种立体仓储机器人定位系统，其包括了立体仓
2、立体货架包括子轨、母轨、换向轨、标记物，子轨、换向轨分别与母轨交叉垂直布置，换向轨与子轨线性首尾相接，所述标记物包括：第一标记物和第二标记物，所述第一标记物安装在子轨区域，所述第二标记物安装在母轨区域；
3、所述行走轮包括了母轨行走轮和子轨行走轮；
4、相机固定在立体仓储机器人本体上；所述相机向下照射读取标记物的信息；
5、控制器一边接收相机的信息，一边通过行走驱动装置驱动行走轮，实现立体仓储机器人在轨道上的定位及移动。
6、所述第一标记物位于子轨与母轨交叉位置前侧；所述第二标记物位于换向轨与母轨交叉位置前侧。
7、当立体仓储机器人在子轨上行进时候，相机读取到第一标记物的信息后，传送给控制器，控制器获取当前位置，并且依据该信息控制行走驱动装置驱动行走轮；当立体仓储机器人在母轨上行进时候，相机读取到第二标记物的信息后，传送给控制器，控制器获取当前位置，并且依据该信息控制行走驱动装置驱动行走轮。
8、通过相机读取标记物的信息进行定位的方法包括：a.建立车身坐标系与轨道坐标系；b.立体仓储机器人根据标记物位姿信息进行定位。
9、以车身的左右方向为x轴方向，车身的前后方向为y轴方向，车身的几何中心为原点，建立车身坐标系cc，相机中心在车身坐标系上的坐标为(s,t)；以轨道格的几何中心为坐标系原点，母轨方向为x轴方向，子轨方向为y轴方向，
10、建立轨道坐标系ct；标记物中心在轨道坐标系上的坐标为(i,j)。
11、母轨行走轮引入第一判断矩形，第一判断矩形的中心与车身坐标系cc原点重合，第一判断矩形的两组边分别与车身坐标系cc的坐标轴平行，第一判断矩形的长宽分别为m与n，第一判断矩形的四个顶点在车身坐标系上的坐标依次为a1(-n/2,m/2)，a2(n/2,m/2)，a3(n/2,-m/2)，a4(-n/2,-m/2)；m和n为分别置于左右和前后两侧的最外侧母轨行走轮之间中心位置的距离；
12、对于子轨行走轮引入第二判断矩形，第二判断矩形的中心与车身坐标系cc原点重合，车身坐标系cc的两组边分别与坐标系的坐标轴平行，车身坐标系cc的长宽分别为p与q，车身坐标系cc的四个顶点在车身坐标系上的坐标依次为b1(-p/2,q/2),b2(p/2,q/2),b3(p/2,-q/2),b4(-p/2,-q/2)；p和q为分别置于左右和前后两侧的最外侧子轨行走轮之间中心位置的距离。
13、根据标记物信息获取轨道格中心在车身坐标系中的坐标；
14、相机向下照射读取标记物时，可以获得标记物中心在车身坐标系中的坐标(s+u,t+v)及标记物相对车身坐标系的偏转角度θ，则轨道坐标系的原点在车身坐标系中的坐标为：
15、o’(xo,yo)＝(s+u+j·sinθ-i·cosθ,t+v-j·cosθ-i·sinθ)
16、通过比较|yo|与设定阈值的大小，以判断立体仓储机器人是否相对轨道定位准确，如超出阈值，则控制立体仓储机器人向相反方向移动，直至|yo|小于设定阈值。
17、当轨道格位于母轨上时，为了判定“越轨”情况，在轨道坐标系上需要标记轨道的位置，对此引入第三判断矩形，第三判断矩形的中心与轨道坐标系原点重合，第三判断矩形的两组边分别与坐标系的坐标轴平行，第三判断矩形的长宽分别为a与b，a、b为母轨与子轨的内侧面间距，第三判断矩形的四个顶点在轨道坐标系上的坐标依次为c1(-b/2,a/2)，c2(b/2,a/2)，c3(b/2,-a/2)，c4(-b/2,-a/2)；
18、立体仓储机器人位于母轨时，轨道格由换向轨与母轨交叉围成，此时需判断第一判断矩形与第二判断矩形是否包含于第三判断矩形，若包含于第三破案段矩形，便不会出现“越轨”的情况；
19、第三判断矩形的四个顶点在车身坐标系中的坐标为：
20、c1’(xo-b/2·cosθ-a/2·sinθ,yo-b/2·sinθ+a/2·cosθ)
21、c2’(xo+b/2·cosθ-a/2·sinθ,yo+b/2·sinθ+a/2·cosθ)
22、c3’(xo+b/2·cosθ+a/2·sinθ,yo+b/2·sinθ-a/2·cosθ)
23、c4’(xo-b/2·cosθ+a/2·sinθ,yo-b/2·sinθ-a/2·cosθ)
24、由过点(x1,y1)与点(x2,y2)的直线为：
25、f(x,y)＝(y1-y2)x+(x2-x1)y+(x1·y2-y1·x2)＝0；
26、知过点c1’与点c2’的直线l1：f1(x,y)、过点c2’与点c3’的直线l2：f2(x,y)、过点c3’与点c4’的直线l3：f3(x,y)、过点c4’与点c1’的直线l4：f4(x,y)；
27、对于子轨换向进入母轨行驶的情况，当f1(a1)·f3(a1)<0、f1(a2)·f3(a2)<0、f1(a3)·f3(a3)<0、f1(a4)·f3(a4)<0均成立时，不会出现“越轨”的情况，若有任意一点出现不满足的情况，则可认为出现“越轨”的情况，此时需控制立体仓储机器人向满足判断条件的点所在的方向移动，直至本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种立体仓储机器人定位系统，其包括了立体仓储机器人与立体货架，其中立体仓储机器人上包含本体、相机、控制器、驱动器、行走驱动装置、行走轮；
2.如权利要求1所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：所述第一标记物位于子轨与母轨交叉位置前侧；所述第二标记物位于母轨交叉与换向轨位置前侧。
3.如权利要求1或者2所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：当立体仓储机器人在子轨上行进时候，相机读取到第一标记物的信息后，传送给控制器，控制器获取当前位置，并且依据该信息控制行走驱动装置驱动行走轮；当立体仓储机器人在母轨上行进时候，相机读取到第二标记物的信息后，传送给控制器，控制器获取当前位置，并且依据该信息控制行走驱动装置驱动行走轮。
4.如权利要求1或者2所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：通过相机读取标记物的信息进行定位的方法，包括：A.建立车身坐标系与轨道坐标系；B.立体仓储机器人根据标记物位姿信息进行定位。
5.如权利要求4所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：以车身的左右方向为x轴方向，车身的前后方向为y轴方向，车身的几何
6.如权利要求5所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：母轨行走轮引入第一判断矩形，第一判断矩形的中心与车身坐标系Cc原点重合，第一判断矩形的两组边分别与车身坐标系Cc的坐标轴平行，第一判断矩形的长宽分别为m与n，第一判断矩形的四个顶点在车身坐标系上的坐标依次为A1(-n/2,m/2)，A2(n/2,m/2)，A3(n/2,-m/2)，A4(-n/2,-m/2)；m和n为分别置于左右和前后两侧的最外侧母轨行走轮之间中心位置的距离；
7.如权利要求6所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：根据标记物信息获取轨道格中心在车身坐标系中的坐标；
8.如权利要求7所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：当轨道格位于母轨上时，为了判定“越轨”情况，在轨道坐标系上需要标记轨道的位置，对此引入第三判断矩形，第三判断矩形的中心与轨道坐标系原点重合，第三判断矩形的两组边分别与轨道坐标系的坐标轴平行，第三判断矩形的长宽分别为a与b，a、b为母轨与子轨的内侧面间距，第三判断矩形的四个顶点在轨道坐标系上的坐标依次为C1(-b/2,a/2)，C2(b/2,a/2)，C3(b/2,-a/2)，C4(-b/2,-a/2)；
9.如权利要求8所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：
10.如权利要求9所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：对于子轨换向进入母轨行驶的情况，当f1(A1)·f3(A1)<0、f1(A2)·f3(A2)<0、f1(A3)·f3(A3)<0、f1(A4)·f3(A4)<0均成立时，不会出现“越轨”的情况，若有任意一点出现不满足的情况，则可认为出现“越轨”的情况，此时需控制立体仓储机器人向满足判断条件的点所在的方向移动，直至以上条件均成立；
...【技术特征摘要】
1.一种立体仓储机器人定位系统，其包括了立体仓储机器人与立体货架，其中立体仓储机器人上包含本体、相机、控制器、驱动器、行走驱动装置、行走轮；
2.如权利要求1所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：所述第一标记物位于子轨与母轨交叉位置前侧；所述第二标记物位于母轨交叉与换向轨位置前侧。
3.如权利要求1或者2所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：当立体仓储机器人在子轨上行进时候，相机读取到第一标记物的信息后，传送给控制器，控制器获取当前位置，并且依据该信息控制行走驱动装置驱动行走轮；当立体仓储机器人在母轨上行进时候，相机读取到第二标记物的信息后，传送给控制器，控制器获取当前位置，并且依据该信息控制行走驱动装置驱动行走轮。
4.如权利要求1或者2所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：通过相机读取标记物的信息进行定位的方法，包括：a.建立车身坐标系与轨道坐标系；b.立体仓储机器人根据标记物位姿信息进行定位。
5.如权利要求4所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：以车身的左右方向为x轴方向，车身的前后方向为y轴方向，车身的几何中心为原点，建立车身坐标系cc，相机中心在车身坐标系上的坐标为(s,t)；以轨道格的几何中心为坐标系原点，母轨方向为x轴方向，子轨方向为y轴方向，建立轨道坐标系ct；标记物中心在轨道坐标系上的坐标为(i,j)。
6.如权利要求5所述的立体仓储机器人定位系统，其特征在于：母轨行走轮引入第一判断矩形，第一判断矩形的中心与车身坐标系cc原点重合，第一判断矩形的两组边分别与车身...
【专利技术属性】
技术研发人员：程昌顺，郭科，卜浩飞，李宜傲，
申请(专利权)人：苏州魔仓机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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