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CN113247519A - 一种视觉控制的智能装卸装置及方法 - Google Patents

一种视觉控制的智能装卸装置及方法 Download PDF

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CN113247519A
CN113247519A CN202110520368.0A CN202110520368A CN113247519A CN 113247519 A CN113247519 A CN 113247519A CN 202110520368 A CN202110520368 A CN 202110520368A CN 113247519 A CN113247519 A CN 113247519A
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China
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谢晖
李茂�
王爽
张银
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Dajie Intelligent Technology Guangdong Co ltd
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Dajie Intelligent Technology Guangdong Co ltd
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Abstract

本发明适用于装卸设备技术领域，提供了一种视觉控制的智能装卸装置及方法，所述视觉控制的智能装卸装置包括：装卸箱模块，内部形成容纳空间，并设置有货架，主要用于存放货物；视觉模块，获取装配位置信息，通过数据模型对装配位置信息进行估计；装配执行模块，用于对货物进行抓取、运输、高度调节和输出；位置传感器，安装在装配执行模块上，用于感应装配执行模块与货架距离并获得测定距离；控制单元，接收装配位置信息，并对装配位置信息进行推理，获取装配目标位置，对测定距离和装配目标位置进行分析并进行修正。本发明优点：装载精确、装卸效率高，安全性好。

Description

一种视觉控制的智能装卸装置及方法
技术领域
本发明属于装卸设备技术领域，尤其涉及一种视觉控制的智能装卸装置及方法。
背景技术
随着科技的发展，制造业和运输业得到了飞速的发展，装卸设备是制造行业比较常见的辅助装置，而目前工厂中基本采取人工控制装卸设备的方式，利用调整装卸车来实现上下货物。而装卸工作通常为重复且简单的操作，导致操作员注意力不集中，进而产生操作过程精度不够、装卸效率低下；同时随着实际使用过程中通常会出现实际需求位置与装卸位置不准确，增加操作的随机性。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种视觉控制的智能装卸装置及方法，旨在解决精度不够的问题。
本发明是这样实现的，一种视觉控制的智能装卸装置，所述视觉控制的智能装卸装置包括：
装卸箱模块，内部形成容纳空间，并设置有货架，主要用于存放货物；
视觉模块，获取装配位置信息，通过数据模型对装配位置信息进行估计；即通过已存储的云端车间地图上的数字位置信息，建立点云数据，通过对比已存储的地图数据，对装配位置信息进行估计；
装配执行模块，用于对货物进行抓取、运输、高度调节和输出；
位置传感器，安装在装配执行模块上，利用激光标定技术，感应装配执行模块与货架距离并获得测定距离，即执行模块与货架之间的实际距离；
控制单元，接收装配位置信息，利用已训练的神经网络对装配位置信息进行推理性拟合，获取装配目标距离，对测定距离和装配目标位置进行分析并进行修正。
本发明的另一目的在于提供一种视觉控制的智能装卸方法，包括：
步骤一、视觉模块获取装卸箱模块上的装配位置信息，标定装配目标点，利用已存储的云端车间地图，结合视觉模块获取的目标点与执行模块之间的位置信息，利用最小二乘法估计出装配位置点，即装配位置信息；
步骤二、控制单元接收装配位置信息，利用已训练的神经网络对装配位置信息进行推理性拟合，对装配位置信息进行推理并获取装配距离；
步骤三、控制单元对估算距离与装配距离对比；
步骤四、判定结果一致，控制装配执行模块对货物进行抓取；
步骤五、判定结果不一致，位置传感器感应装配执行模块与货架距离并获得测定距离，控制单元通过测定距离对装配目标位置进行修正，并控制装配执行模块对货物进行抓取；
步骤六、装配执行模块移动装配目标点，并对货物转移装载到装卸箱模块内部。
通过装配执行模块进行自动抓取、输送和输出，实现了货物的自动化装卸，避免了人工作业，提高了工作效率，避免了操作不当造成的货物损坏，提高了装卸的安全性。通过控制单元进行控制，并进行位置修正，提高了装载的精确性。本发明优点：装载精确、装卸效率高，安全性好。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种视觉控制的智能装卸装置的流程框图；
图2为本发明实施例提供的一种视觉控制的智能装卸方法的流程框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种视觉控制的智能装卸装置的流程框图，包括：
装卸箱模块，内部形成容纳空间，并设置有货架，主要用于存放货物；
视觉模块，获取装配位置信息，通过数据模型对装配位置信息进行估计；即通过已存储的云端车间地图上的数字位置信息，建立点云数据，通过对比已存储的地图数据，对装配位置信息进行估计；
装配执行模块，用于对货物进行抓取、运输、高度调节和输出；
位置传感器，安装在装配执行模块上，利用激光标定技术，感应装配执行模块与货架距离并获得测定距离，即执行模块与货架之间的实际距离；
控制单元，接收装配位置信息，利用已训练的神经网络对装配位置信息进行推理性拟合，获取装配目标距离，对测定距离和装配目标位置进行分析并进行修正。
在本发明实施例中，启动视觉模块获取装卸箱模块上的装配位置信息，标定装配目标点，并估计装配执行模块与装配目标点之间的距离；控制单元接收装配位置信息，并对装配位置信息进行推理，获取装配目标位置，位置传感器感应装配执行模块与货架距离并获得测定距离，控制单元对测定距离和装配目标位置进行分析并进行修正，并控制装配执行模块对货物进行抓取，装配执行模块移动装配目标点，并对货物转移装载到装卸箱模块内部。
作为本发明的一种优选实施例，装配执行模块通过轨道进行行走，从而增加了装配执行模块行走的稳定性，便于装配执行模块的抓取、转移的定位，避免了稳定性不好造成的作业不顺畅。轨道为地面式移动导轨从而通过装配执行模块重力转化为摩擦力，增加了行走的稳定性。
作为本发明的一种优选实施例，所述货架为桁架式货架，从而增加了货物的放置量。
作为本发明的一种优选实施例，视觉模块包括摄像头、位置标定单元、位置估计单元；摄像头拍摄货架获取装配位置信息，并将装配位置信息传输至位置标定单元，位置标定单元对未装载的货架的位置进行标定获得标定位置信息，同时将标定位置信息发送至位置估计单元，位置估计单元通过数据模型对标定位置信息进行估计得到估算距离，估算距离为通过位置估计单元得出的装配执行模块与标定位置之间的距离。
作为本发明的一种优选实施例，装配执行模块包括机械装配车、自动推送单元、机械升降单元；机械装配车，用于抓取、运输和输出货物；机械升降单元，与机械装配车连接，用于驱动装配车升降；自动推送单元，用于驱动装配执行模块行走。将货物放置在指定位置，机械升降单元驱动机械装配车升降使其高度与货物一致，机械装配车完成货物的抓取，自动推送单元驱动货物移动到装配目标位置，机械装配车运输完成货物输出并转移至货架上。附图中的M指机械装配车内部电机的统称，为机械装配车动力输出。
作为本发明的一种优选实施例，装配执行模块上设置有距离传感器，距离传感器用于确定装配目标位置与货架之间是否在同一直线。若在一条直线上，进行输出货物进行装载，若不在，则进行调整。
作为本发明的一种优选实施例，自动推送单元上设置有转速传感器，通过转速传感器可以评估装配执行模块装载速度，从而对到达装配目标位置之前进行限速，以此缩短装配时间，提高装配定位的准确性。
作为本发明的一种优选实施例，所述位置传感器为激光式位置传感器，通过激光式位置传感器感应装配执行模块与货架之间的距离，感应精确，便于精确定位。通过位置传感器感应获取测定距离即装配执行模块与货架之间的距离，从而获取精确的搬运距离。测定距离为装配执行模块与货架之间的距离，可以通过测定距离对装配执行模块的移动、推进进行修正。
作为本发明的另一种优选实施例，控制单元包括工作数据储存单元、知识库、推理单元、参数修正单元；所述工作数据储存单元连接知识库，工作数据储存单元将装配位置信息传输至知识库，知识库将装配位置信息传送推理单元，推理单元根据知识库数据对装配位置信息进行分析，参数修正单元对分析后的装配位置信息进行推理并得出装配距离，装配距离为通过装配位置信息为原始数据，利用训练的模糊神经网络模型对知识库数据进行推理从而获得装配执行模块与标定位置之间的距离，实现装配的智能化。
如图2所示，本发明实施例还提供的一种视觉控制的智能装卸方法，包括：
步骤一、视觉模块获取装卸箱模块上的装配位置信息，标定装配目标点，利用已存储的云端车间地图，结合视觉模块获取的目标点与执行模块之间的位置信息，利用最小二乘法估计出装配位置点，即装配位置信息；
步骤二、控制单元接收装配位置信息，利用已训练的神经网络对装配位置信息进行推理性拟合，对装配位置信息进行推理并获取装配距离；
步骤三、控制单元对估算距离与装配距离对比；
步骤四、判定结果一致，控制装配执行模块对货物进行抓取；
步骤五、判定结果不一致，位置传感器感应装配执行模块与货架距离并获得测定距离，控制单元通过测定距离对装配目标位置进行修正，并控制装配执行模块对货物进行抓取；
步骤六、装配执行模块移动装配目标点，并对货物转移装载到装卸箱模块内部。
本发明上述实施例中提供了一种视觉控制的智能装卸装置，并基于该视觉控制的智能装卸装置提供了一种视觉控制的智能装卸方法，通过装配执行模块进行自动抓取、输送和输出，实现了货物的自动化装卸，避免了人工作业，提高了工作效率，避免了操作不当造成的货物损坏，提高了装卸的安全性。通过控制单元进行控制，并进行位置修正，提高了装载的精确性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视觉控制的智能装卸装置，其特征在于，所述视觉控制的智能装卸装置包括：
装卸箱模块，内部形成容纳空间，并设置有货架，主要用于存放货物；
视觉模块，获取装配位置信息，通过数据模型对装配位置信息进行估计；
装配执行模块，用于对货物进行抓取、运输、高度调节和输出；
位置传感器，安装在装配执行模块上，用于感应装配执行模块与货架距离并获得测定距离；
控制单元，接收装配位置信息，并对装配位置信息进行推理，获取装配目标位置，对测定距离和装配目标位置进行分析并进行修正。
2.根据权利要求1所述的一种视觉控制的智能装卸装置，其特征在于，所述装配执行模块通过轨道进行行走。
3.根据权利要求2所述的一种视觉控制的智能装卸装置，其特征在于，所述轨道为地面式移动导轨。
4.根据权利要求1所述的一种视觉控制的智能装卸装置，其特征在于，所述视觉模块包括摄像头、位置标定单元、位置估计单元；摄像头拍摄货架获取装配位置信息，并将装配位置信息传输至位置标定单元；位置标定单元与摄像头连接，对未装载的货架的位置进行标定获得标定位置信息，同时将标定位置信息发送至位置估计单元；位置估计单元与位置标定单元连接，通过数据模型对标定位置信息进行估计。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种视觉控制的智能装卸装置，其特征在于，所述装配执行模块包括装配车单元、自动推送单元、升降单元；装配车单元，用于抓取、运输和输出货物；升降单元，与装配车单元连接，用于驱动装配车升降；自动推送单元，用于驱动装配执行模块行走。
6.根据权利要求1所述的一种视觉控制的智能装卸装置，其特征在于，所述装配执行模块上设置有距离传感器，距离传感器用于确定装配目标位置与货架之间是否在同一直线。
7.根据权利要求1所述的一种视觉控制的智能装卸装置，其特征在于，所述自动推送单元上设置有转速传感器，转速传感器用于传输速度数据。
8.根据权利要求1所述的一种视觉控制的智能装卸装置，其特征在于，所述位置传感器为激光式位置传感器。
9.根据权利要求1所述的一种视觉控制的智能装卸装置，其特征在于，所述控制单元包括工作数据储存单元、知识库、推理单元、参数修正单元；所述工作数据储存单元连接知识库，工作数据储存单元将装配位置信息传输至知识库，知识库对装配位置信息传送推理单元，推理单元根据知识库数据对装配位置信息进行分析，参数修正单元对分析后的装配位置信息进行修正。
10.一种视觉控制的智能装卸方法，其特征在于，所述视觉控制的智能装卸方法包括：
启动视觉模块获取装卸箱模块上的装配位置信息，标定装配目标点，并估计装配执行模块与装配目标点之间的距离；
控制单元接收装配位置信息，并对装配位置信息进行推理，获取装配目标位置；
位置传感器感应装配执行模块与货架距离并获得测定距离；
控制单元对测定距离和装配目标位置进行分析并进行修正，并控制装配执行模块对货物进行抓取；
装配执行模块移动装配目标点，并对货物转移装载到装卸箱模块内部。
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