巷道堆垛机与立体货架空间位置监测系统的制作方法

本发明涉及自动仓储技术领域，具体涉及一种巷道堆垛机与立体货架空间位置监测系统。

背景技术：

自动化立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、且采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。

立体货架是自动化立体仓库的主要构筑物，而钢货架因其具有构件尺寸小、制作方便和安装周期短等优点，目前国内外大多数自动化立体仓库都采用立体钢货架。但由于钢构系统的固有特性，立体货架在库区地面自然沉降、环境温湿度以及货物堆放影响下难免出现形变，该形变如在可控范围，则不影响巷道堆垛机正常执行放货、取货作业；但是，当形变较大时则会造成堆垛机货叉冲撞货架、货物情况的出现，轻者造成货物损坏或坠落，重者会造成货架倾覆等重大安全运行事故。

针对上述情况，目前普遍采用的是全站仪等测量仪器，在库区停运时测定货架变形情况是否超出既定阈值，但由于立体货架的结构特点(例如但不限于单深立体高架库货架)，需测定位点数量多、对测量人员技术要求较为苛刻，该测量方式存在检测效率低、操作难度大等弊端，一般只进行抽检而非全检。因此，亟需一种灵活、准确、自动、且不影响生产的监测巷道堆垛机与立体货架位移关系的方案。

技术实现要素：

为克服已有技术的不足，满足自动化立体仓库管理需要，本发明提出了一种巷道堆垛机与立体货架空间位置监测系统，依托测距以及图像识别技术，高效且自动地完成巷道堆垛机与立体货架位移变动的实时测量及检测，从而以另一角度解决现有测量方式的缺陷，满足了实际生产及管理需要。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种巷道堆垛机与立体货架空间位置监测系统，包括：

带有货格物理编号及标靶的标识牌、测距模块、图像采集模块、数据发送模块以及数据处理装置；

所述标识牌安装在立体货架的货格处；所述测距模块、所述图像采集模块以及所述数据发送模块均安装在巷道堆垛机的升降载货平台处；

所述测距模块以及所述图像采集模块用于测定并采集巷道堆垛机的升降载货平台与待测货格的相应所述标识牌的空间位置信息，并通过所述数据发送模块将空间位置信息无线发送至所述数据处理装置；

所述数据处理装置用于将当前空间位置信息与预设阈值或历史空间位置信息进行比对分析，确定巷道堆垛机与立体货架空间位置的变化情况。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述货格物理编号以数字、字母、图形、符号四者之中的一种或多种形式设置于所述标识牌上，且所述货格物理编号的颜色与所述标识牌的基色具有较大反差。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述标靶为带有刻度的十字标靶。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述标识牌粘贴在货格上。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述测距模块为激光测距装置，所述激光测距装置包括测距激光发射器、测距激光接收器以及测距计算单元。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述图像采集模块包括拍照单元或摄像单元。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述数据发送模块包括信息收集单元、无线信号发射单元以及发射天线。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述测距模块、所述图像采集模块以及所述数据发送模块，均采用防松动螺栓固定安装在巷道堆垛机的升降载货平台靠近货架的位置。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述测距模块、所述图像采集模块以及所述数据发送模块集于一体，构成检测总成。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述检测总成中的各模块由巷道堆垛机的电气系统提供电能；

或者，所述检测总成还包括电源模块，所述检测总成中的各模块由所述电源模块的内部电池提供电能。

本发明的构思在于，摒弃传统依靠测量仪器对立体货架进行整体测量的角度，而是通过测距以及图像识别技术，监视并测量巷道堆垛机与立体货架位移的变动，本发明可以独立于立体仓库既有仓库管理及设备控制系统，不会干扰库区正常运行，也即是可以在生产在线状态(而非停机状态)，通过巷道堆垛机的生产作业实时考察巷道堆垛机与货架(具体可以是各个货格)的相对空间关系的变化，从而及时发现巷道堆垛机的升降载货平台与立体货架的位置异常情况，进而可以有效避免堆垛机货叉冲撞货架及货物、甚至发生货架倾覆等生产事故。由此，本发明解决了自动化立体库货架变形测量难度大、周期长、效率低、抽查覆盖不全且作业安全风险高等诸多问题。

附图说明

图1是本发明提供的标识牌的实施例的示意图；

图2是本发明提供的数据处理装置的实施例的示意图；

图3是本发明提供的检测总成的实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。

本发明提供了一种应用于自动化立体仓库的巷道堆垛机与立体货架空间位置监测系统的实施例，具体包括：

带有货格物理编号及标靶的标识牌、测距模块、图像采集模块、数据发送模块以及数据处理装置。其中，所述标识牌可以安装在立体货架的货格处，具体地，可以通过粘贴的方式固定在货格底部横梁处，粘贴方式的优势在于可以避免采用螺栓、铆钉等需在货架上打孔的固定方式，从而可以避免货架系统结构应力发生变化。此外，在标识牌上可以通过刻印等方式载录对应货格的位置信息，例如所在货架的行、列、层等，该编号可以以数字、字母、图形、符号四者之中的一种或多种形式体现，如图1所示示例，该标识牌采用了阿拉伯数字显示出所在行、列、层等货格物理编号101，这样便于操作人员直观观测，而无需进行解码、解析；进一步地，标识牌所载录货格物理编号101应较为清晰、明显，尤其颜色最好与标识牌的基色形成较大反差，这样便于图像的采集及识别。再者，附带的标靶是作为定位比对的重要参考，优选如图1所示，可以在标识牌上形成带有刻度的十字标靶102，以便于测距计算以及定位观察。

接着，所述测距模块、所述图像采集模块以及所述数据发送模块均安装在巷道堆垛机的升降载货平台处，具体来说，可以采用防松动螺栓安装在巷道堆垛机的升降载货平台底部靠近货架的位置，当然在本发明不限定在升降载货平台的一侧或多侧安装，采用防松动螺栓可以使所述测距模块、所述图像采集模块以及所述数据发送模块与巷道堆垛机稳固连接，确保牢固可靠的同时，保证监测精度。

关于所述测距模块、所述图像采集模块以及所述数据发送模块，需说明的是，本发明考虑的是采用距离测量和图像识别相结合的监测手段实现对巷道堆垛机与货架空间位置关系的检测，测距模块顾名思义用来测定巷道堆垛机的升降载货平台与待测货格的相应所述标识牌的距离，图像采集模块其作用是拍摄测距过程中标识牌的图像，通过现有的图像识别技术可以知晓当前标识牌所对应的货格的信息，更优地，可以与测距模块配合获得多维的位置变化信息，也即是说，测距本身可以体现一个位移变化维度，而结合图像采集及识别后，还可以增加其他的位移变化维度，后文将对此进行说明。

所述数据发送模块的作用是将测距模块以及图像采集模块获得的空间位置信息以无线方式发送至数据处理装置，在实际操作中，所述数据发送模块可以包括信息收集单元、无线信号发射单元以及发射天线，信息收集单元用来从测距模块和图像采集模块获取相应信息，无线信号发射单元则是与数据处理装置建立无线接入通信，并以发射天线作为发射端向数据处理装置执行信号发送动作。

所述数据处理装置的主要用途是接收所述数据发送模块发射的空间位置信息，并将当前空间位置信息与预设阈值或历史空间位置信息进行比对分析，从而可以确定巷道堆垛机与立体货架空间位置的变化情况。这里所述数据处理装置在实际操作中可以由多个部件构成，在本发明至少一种可能的实现方式中，如图2所示，可以包括无线信号中继器3、无线信号交换机4、服务器5以及展示终端6。结合前文，由数据处理装置2发射的空间位置信息经过无线信号中继器3、无线信号交换机4传送至服务器5，并在服务器5中进行妥善存储以及相应的比对处理，最后可以通过展示终端6向用户输出空间位置变化等情况。需说明的是，图2仅是示意性的，其中涉及的部件类型及其数量均非对本发明构思的限定，并且在实际操作中，执行比对分析处理的可以是服务器5，也可以是本地的显示展示终端6。

在本发明的一些较佳实施例中，考虑到放置空间以及布线、维护等方便的便利性，优选将前述测距模块、图像采集模块以及数据发送模块集于一体，构成检测总成，如图3所示，所述检测总成中包括测距模块201、图像采集模块204、数据发送模块207、发射天线208。这些模块可以统一由巷道堆垛机的电气系统提供电能，或者，如图3示意，所述检测总成还可以包括电源模块206，所述检测总成中的各模块可由所述电源模块206的内部电池提供电能。

更为具体地，所述测距模块201可以采用激光测距装置，所述激光测距装置包括测距激光发射器202、测距激光接收器203以及测距计算单元(未示出)。而所述图像采集模块204既可以包括拍照单元，也可以包括摄像单元，但无论采取何种图像采集方式，均具备有用于电子成像的镜头205，这里需补充的是，关于图像的识别处理，既可以发生在图像采集模块204，也可以发生在之后的数据处理装置，本发明对此不作限定。

最后，基于前文各实施例及其优选方案，对该空间位置监测系统的设置方式和工作原理，做如下说明：

将前述测距模块、图像采集模块以及数据发送模块(或者检测总成)完成稳固安装后，便可以启动测距模块202(此处以激光测距为例)，巷道堆垛机的升降载货平台可以承载标识牌以及安装人员至相应货位，安装人员操作安装标识牌，并使测距激光落在标识牌上的光斑尽量位于标靶102的中心位置。标识牌全部安装完成后，堆垛机可进行全货位巡库，采集全部货位堆垛机与各货格的标识牌的相对空间位置电子信息，将这些相对空间位置电子信息传送至数据处理装置进行妥善存储。后续，当数据发送模块再次回传信息至数据处理装置后，数据处理装置可将实时传回的位置关系信息与初始或前次历史信息进行比对，并当位移变动超过一定阈值时，通过数据处理装置的展示终端予以展示或预警。

具体测量过程可采用测距激光发射器202发射激光至标识牌，测距激光接收器203接收返回激光，并计算测定测距模块201与标识牌的水平距离，图像采集模块204通过镜头205采集测距激光落在标靶102上的光斑以及货格物理编号101的电子图像，然后经由数据发送模块207、发射天线208向数据处理装置进行传输。

综上所述，本发明的构思在于，摒弃传统依靠测量仪器对立体货架进行整体测量的角度，而是通过测距以及图像识别技术，监视并测量巷道堆垛机与立体货架位移的变动，本发明可以独立于立体仓库既有仓库管理及设备控制系统，不会干扰库区正常运行，也即是可以在生产在线状态(而非停机状态)，通过巷道堆垛机的生产作业实时考察巷道堆垛机与货架(具体可以是各个货格)的相对空间关系的变化，从而及时发现巷道堆垛机的升降载货平台与立体货架的位置异常情况，进而可以有效避免堆垛机货叉冲撞货架及货物、甚至发生货架倾覆等生产事故。由此，本发明解决了自动化立体库货架变形测量难度大、周期长、效率低、抽查覆盖不全且作业安全风险高等诸多问题。

本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

重申，本领域技术人员可以意识到，本说明书中公开的实施例中描述的各模块、单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方式来实现所描述的功能。

此外，以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。