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CN111591650A - 一种智能抱夹式agv货物搬运辅助装置和方法 - Google Patents

一种智能抱夹式agv货物搬运辅助装置和方法 Download PDF

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CN111591650A
CN111591650A CN202010364394.4A CN202010364394A CN111591650A CN 111591650 A CN111591650 A CN 111591650A CN 202010364394 A CN202010364394 A CN 202010364394A CN 111591650 A CN111591650 A CN 111591650A
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崇保林
赵晗馨
徐铭泽
黄锐
彭树生
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Nanjing University of Science and Technology
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Nanjing University of Science and Technology
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    • B65G47/905—Control arrangements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)

Abstract

本发明提出了一种智能型抱夹式AGV货物搬运辅助装置和方法，该辅助装置包括设置于AGV车头的双目视觉传感器、在抱臂内侧等间隔设置的薄膜压力传感器、在抱臂下方设置的红外光电传感器和77GHz毫米波雷达传感器、在抱臂根部设置的行程开关以及MCU模块。本发明辅助装置帮助抱夹式AGV在货物搬运过程中保持抱臂对货物的准确夹持，避免因抱臂力量过小导致货物滑落或力量过大导致货物损坏，避免抱臂碰撞障碍物，实现人工智能功能。

Description

一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助装置和方法
技术领域
本发明属于AGV技术，具体为一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助装置和方法。
背景技术
在工厂仓库等工作区域，货物从成品仓库到储存仓库的搬运始终是企业想要解决的一个大问题。目前在各大企业，具有智能技术的AGV代替传统人工进行货物搬运的趋势越来越明显，也是大势所趋。在工厂仓库环境，通常成品货物制作好后堆放在货架上，在AGV进行货物搬运程序时，通过视觉传感器识别等方式识别出货物位置，从而进行货物搬运的工作。
但是，在实际工厂仓库环境中，货物没有处于抱臂中间，抱臂力量过小导致货物滑落，抱臂力量过大损害货物，抱臂下方有障碍物影响搬运流程等情况使得AGV无法对货物进行搬运。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助装置和方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助装置，包括设置于AGV车头的双目视觉传感器、在抱臂内侧等间隔设置的薄膜压力传感器、在抱臂下方设置的红外光电传感器和77GHz毫米波雷达传感器、在抱臂根部设置的行程开关以及MCU模块，其中，
所述双目视觉传感器用于采集当前货架的视觉图像；
所述薄膜压力传感器用于实时检测货物受力信息；
所述红外光电传感器用于检测货物是否滑落；
所述77GHz毫米波雷达传感器用于检测抱臂下方是否有障碍物和抱臂与地面距离；
所述行程开关用于检测抱臂是否完全闭合；
所述MCU模块根据当前货架的视觉图像，判断当前货架上是否存在货物，若存在货物，MCU模块对货物进行分类识别和距离计算；
根据货物受力信息，判断货物夹紧程度；
根据77GHz毫米波雷达传感器检测结果控制抱臂停止操作或继续操作；
根据红外光电传感器检测结果控制执行搬运任务或停止操作。
本发明还提出了一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助方法，包括以下步骤：
步骤1、检测货架上是否存在货物并对货物进行分类识别和测距；
步骤2、抱臂开始夹紧货物，并实时检测抱臂下方障碍物和距离；
步骤3、抱臂完成夹取货物操作，检测抱臂夹紧程度和货物是否滑落，继续完成搬运任务。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明解决了AGV在搬运货物过程中，因货物不处于抱臂中间位置或抱臂力量过大过小导致货物滑落或损坏货物等问题，；2)本发明改装方便，不容易损坏且易维护；3)本发明在工厂仓库等复杂环境下能24小时全天候工作，具有很好的适应性。
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
附图说明
图1为抱夹式AGV货物搬运辅助装置安装示意图。
图2为抱夹式AGV货物搬运辅助装置结构示意图。
图3为搬运方法流程图。
具体实施方式
一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助装置，包括设置于AGV车头的双目视觉传感器、在抱臂内侧等间隔设置的薄膜压力传感器、在抱臂下方设置的红外光电传感器和77GHz毫米波雷达传感器、在抱臂根部设置的行程开关以及MCU模块，其中，
所述双目视觉传感器用于采集当前货架的视觉图像；
所述薄膜压力传感器用于实时检测货物受力信息；
所述红外光电传感器用于检测货物是否滑落；
所述77GHz毫米波雷达传感器用于检测抱臂下方是否有障碍物和抱臂与地面距离；
所述行程开关用于检测抱臂是否完全闭合；
所述MCU模块根据当前货架的视觉图像，判断当前货架上是否存在货物，若存在货物，MCU模块对货物进行分类识别和距离计算；
根据货物受力信息，判断货物夹紧程度；
根据77GHz毫米波雷达传感器检测结果控制抱臂停止操作或继续操作；
根据红外光电传感器检测结果控制执行搬运任务或停止操作。
进一步的实施例中，所述薄膜压力传感器间隔20cm设置。
一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助方法，包括以下步骤：
步骤1、检测货架上是否存在货物并对货物进行分类识别和测距；
步骤2、抱臂开始夹紧货物，并实时检测抱臂下方障碍物和距离；
步骤3、抱臂完成夹取货物操作，检测抱臂夹紧程度和货物是否滑落，继续完成搬运任务。
进一步的实施例中，检测货架上是否存在货物并对货物进行测距的具体方法为：
双目视觉传感器采集当前货架的视觉图像，MCU模块判断当前货架上是否存在货物，若存在货物，MCU模块对货物进行分类识别和距离计算。
进一步的实施例中，步骤2抱臂开始夹紧货物，并实时检测抱臂下方障碍物和距离的具体方法为：
步骤2-1、根据MCU模块实时计算的距离，AGV缓慢调整车身姿态，使得货物处于抱臂中间位置；
步骤2-2、薄膜压力传感器实时检测货物受力信息，MCU模块根据货物受力信息判断货物夹紧程度；
步骤2-3、77GHz毫米波雷达传感器检测抱臂下方是否有障碍物和抱臂与地面距离，如存在障碍物或抱臂与地面距离小于设定阈值，MCU模块控制抱臂停止操作并返回警告信息。
进一步的实施例中，抱臂完成夹取货物操作，检测抱臂夹紧程度和货物是否滑落，继续完成搬运任务，具体为：
步骤3-1、薄膜压力传感器实时检测夹取完成后货物受力信息，MCU模块通过判断货物当前是否能进行搬运；
步骤3-2、红外光电传感器检测货物是否滑落，若未滑落MCU模块返回成功信息并继续控制执行搬运任务，如有滑落则停止操作并返回警告信息。
实施例
如图1所示，一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助装置，包括双目视觉传感器、薄膜压力传感器、红外光电传感器、77GHz毫米波雷达传感器和行程开关：
所述双目视觉传感器，双目分辨率2560*720，输出格式MJPG，帧率60fps，结合MCU模块检测货架上是否存在货物并对货物进行分类识别和测距；
所述薄膜压力传感器，压力量程1-20kg，敏感区尺寸47mm*47mm，传感器厚度0.2mm，响应时间小于20ms，结合MCU模块检测抱臂夹紧程度；
所述红外光电传感器，检测宽度10cm，输出形式为直流三线NPN常开，结合MCU模块检测货物是否滑落；
所述77GHz毫米波雷达传感器工作频率为76-78GHz，最大测距60m，测量精度为±0.4m，水平FOV为±60°，俯仰FOV为±5°，结合MCU模块检测抱臂下方是否有障碍物和抱臂与地面距离；
所述行程开关，防止抱臂夹紧过度；
进一步地，所述双目视觉传感器，设置于AGV车头；
所述薄膜压力传感器，设置于抱臂内侧每间隔20cm安装；
所述红外光电传感器，设置于抱臂下方；
所述77GHz毫米波雷达传感器，设置于抱臂下方；
所述行程开关，设置于抱臂根部。
如图2、3所示，一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助方法，包括以下步骤：
步骤1、检测货架上是否存在货物并对货物进行分类识别和测距；
步骤2、抱臂开始夹紧货物，并实时检测抱臂下方障碍物和距离；
步骤3、抱臂完成夹取货物操作，检测抱臂夹紧程度和货物是否滑落，继续完成搬运任务。
进一步地，检测货架上是否存在货物并对货物进行测距的具体方法为：
步骤1-1、双目视觉传感器获取当前货架的视觉图像，MCU模块通过预置程序判断当前货架上是否存在货物，如存在则进行任务信息匹配，如不存在货物或任务信息不匹配时，则向上位机系统返回警告信息；
双目视觉传感器获取当前货架的视觉图像，MCU模块通过预置程序对货物进行分类识别和实时测距；
进一步地，步骤2所述AGV调整车身姿态后，抱臂开始夹紧货物，并实时检测抱臂下方障碍物和距离，具体为：
步骤2-1、根据双目视觉传感器和MCU模块的实时双目测距信息，AGV缓慢调整车身姿态，使得货物处于抱臂中间位置；
步骤2-2、薄膜压力传感器实时检测货物受力信息，MCU模块通过预置程序并根据货物不同类别判断货物夹紧程度；
步骤2-3、77GHz毫米波雷达传感器在夹取货物过程中实时检测抱臂下方是否存在障碍物和抱臂与地面距离，如存在障碍物或抱臂与地面距离过近则停止操作并返回上位机系统警告信息。
进一步地，步骤3所述抱臂完成夹取货物操作，检测抱臂夹紧程度和货物是否滑落，继续完成搬运任务，具体为：
步骤3-1、薄膜压力传感器实时检测夹取完成后货物受力信息，MCU模块通过预置程序并根据货物不同类别判断货物当前是否能进行搬运；
步骤3-2、根红外光电传感器检测货物是否滑落，货物状态正常则返回上位机系统成功信息并继续执行搬运任务，如有滑落则停止任务并返回上位机系统警告信息。

Claims (6)

1.一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助装置，其特征在于，包括设置于AGV车头的双目视觉传感器(101)、在抱臂内侧等间隔设置的薄膜压力传感器(102)、在抱臂下方设置的红外光电传感器(103)和77GHz毫米波雷达传感器(104)、在抱臂根部设置的行程开关(105)以及MCU模块(100)，其中，
所述双目视觉传感器(101)用于采集当前货架的视觉图像；
所述薄膜压力传感器(102)用于实时检测货物受力信息；
所述红外光电传感器(103)用于检测货物是否滑落；
所述77GHz毫米波雷达传感器(104)用于检测抱臂下方是否有障碍物和抱臂与地面距离；
所述行程开关(105)用于检测抱臂是否完全闭合；
所述MCU模块(100)根据当前货架的视觉图像，判断当前货架上是否存在货物，若存在货物，MCU模块对货物进行分类识别和距离计算；
根据货物受力信息，判断货物夹紧程度；
根据77GHz毫米波雷达传感器检测结果控制抱臂停止操作或继续操作；
根据红外光电传感器检测结果控制执行搬运任务或停止操作。
2.根据权利要求1所述的智能抱夹式AGV货物搬运辅助装置，其特征在于，所述薄膜压力传感器(102)间隔20cm设置。
3.一种智能抱夹式AGV货物搬运辅助方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、检测货架上是否存在货物并对货物进行分类识别和测距；
步骤2、抱臂开始夹紧货物，并实时检测抱臂下方障碍物和距离；
步骤3、抱臂完成夹取货物操作，检测抱臂夹紧程度和货物是否滑落，继续完成搬运任务。
4.根据权利要求3所述的智能抱夹式AGV货物搬运辅助方法，其特征在于，检测货架上是否存在货物并对货物进行测距的具体方法为：
双目视觉传感器(101)采集当前货架的视觉图像，MCU模块判断当前货架上是否存在货物，若存在货物，MCU模块对货物进行分类识别和距离计算。
5.根据权利要求3所述的智能抱夹式AGV货物搬运辅助方法，其特征在于，步骤2抱臂开始夹紧货物，并实时检测抱臂下方障碍物和距离的具体方法为：
步骤2-1、根据MCU模块实时计算的距离，AGV缓慢调整车身姿态，使得货物处于抱臂中间位置；
步骤2-2、薄膜压力传感器实时检测货物受力信息，MCU模块根据货物受力信息判断货物夹紧程度；
步骤2-3、77GHz毫米波雷达传感器检测抱臂下方是否有障碍物和抱臂与地面距离，如存在障碍物或抱臂与地面距离小于设定阈值，MCU模块控制抱臂停止操作并返回警告信息。
6.根据权利要求3所述的智能抱夹式AGV货物搬运辅助方法，其特征在于，抱臂完成夹取货物操作，检测抱臂夹紧程度和货物是否滑落，继续完成搬运任务，具体为：
步骤3-1、薄膜压力传感器实时检测夹取完成后货物受力信息，MCU模块通过判断货物当前是否能进行搬运；
步骤3-2、红外光电传感器(103)检测货物是否滑落，若未滑落MCU模块返回成功信息并继续控制执行搬运任务，如有滑落则停止操作并返回警告信息。
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