本发明涉及叉车控制领域，更具体地，涉及一种自动化叉车机械转向系统及方法。
背景技术：
叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。国际标准化组织iso/tc110称为工业车辆。常用于仓储大型物件的运输，通常使用燃油机或者电池驱动。
叉车的技术参数是用来表明叉车的结构特征和工作性能的。主要技术参数有：额定起重量、载荷中心距、最大起升高度、门架倾角、最大行驶速度、最小转弯半径、最小离地间隙以及轴距、轮距等。
叉车的额定起重量是指货物重心至货叉前壁的距离不大于载荷中心距时，允许起升的货物的最大重量，以t(吨)表示。当货叉上的货物重心超出了规定的载荷中心距时，由于叉车纵向稳定性的限制，起重量应相应减小。
现有技术中，在采用装卸集装箱的叉车机械对前方最近的集装箱进行装卸时，由于叉车机械的中心位置不可能一下对准所述集装箱的箱体的中心位置，因此需要叉车机械的操控人员反复执行方向的调试以使得叉车机械的中心位置对准所述集装箱的箱体的中心位置，从而降低集装箱倾覆的风险，然而，这种人工反复调控的模式不仅浪费了操控人员的大量精力，也影响了集装箱的装卸速度。
技术实现要素：
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种自动化叉车机械转向系统及方法，能够基于前方要装卸的最近集装箱的箱体分布状况解析执行集装箱装卸的叉车机械的转向并自动完成相应的转向操作，从而提升了叉车机械整车的自动化水准。
为此，本发明至少需要具备以下几处重要的发明点：
(1)在前方最近的要装卸的集装箱的箱体中心位置在集装箱叉车机械的左侧或者右侧时，自动驱动执行装卸操作的集装箱叉车机械禁行左转或右转，从而替换人工繁琐反复的方向调整操作，提升集装箱叉车机械的操作效率；
(2)具体地，判断前方最近的要装卸的集装箱的箱体的成像区域对应的几何形状的形心与其所在画面对应的几何形状的形心之间相距的最少像素点的数量，并在所述数量大于等于预设数量阈值时，识别所述成像区域对应的几何形状的形心相对于所述画面对应的几何形状的形心的偏离方向以作为集装箱叉车机械的自动转向方向。
根据本发明的一方面，提供了一种自动化叉车机械转向系统，所述系统包括：
集装箱叉车机械，包括驱动轮、门架、起升液压缸、倾斜液压缸、行走液压马达、货叉和转向驱动机构，所述货叉与所述门架呈垂直相对结构且所述货叉的后端设置在所述门架的底部，所述起升液压缸与所述门架连接，用于驱动所述门架的起升操作进而带动所述货叉的起升操作，所述倾斜液压缸与所述门架连接，用于驱动所述门架的倾斜操作进而带动所述货叉的倾斜操作，所述行走液压马达与所述驱动轮连接，用于实现对所述驱动轮的前后驱动操作；
所述转向驱动机构包括液压泵、转向控制器和转向液压缸，所述转向控制器的一端与所述液压泵连接，另一端与所述转向液压缸连接，所述转向驱动机构用于在接收到方向调整指令时，基于所述方向调整指令对应的调整方向驱动所述驱动轮执行转向驱动操作；
有线采集机构，设置在所述门架的底部的中央位置，用于对所述集装箱叉车机械前方的集装箱所在场景执行基于有线控制指令触发的采集操作，以获得对应的前端采集画面；
前序执行机构，设置在所述集装箱叉车机械的控制盒内，与所述有线采集机构连接，用于对接收到的前端采集画面执行三次多项式插值操作，以获得对应的前序执行画面；
后序执行机构，设置在所述集装箱叉车机械的控制盒内，与所述前序执行机构连接，用于对接收到的前序执行画面执行导向滤波操作，以获得对应的后序执行画面；
箱体检测设备，与所述后序执行机构连接，用于基于集装箱的标准几何外形识别所述后序执行画面中的各个箱体对象分别所在的箱体占据区域；
数据筛选设备，与所述箱体检测机构连接，用于将各个箱体对象分别所在的箱体占据区域中最大面积的箱体占据区域作为待操作区域输出；
状态解析设备，与所述数据筛选设备连接，用于判断所述待操作区域对应的几何形状的形心与所述后序执行画面对应的几何形状的形心之间相距的最少像素点的数量；
方向触发设备，与所述状态解析设备连接，用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心与所述后序执行画面对应的几何形状的形心之间相距的最少像素点的数量大于等于预设数量阈值时，识别所述待操作区域对应的几何形状的形心相对于所述后序执行画面对应的几何形状的形心的偏离方向；
其中，所述方向触发设备还用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心在所述后序执行画面对应的几何形状的形心的左侧时，发出左向调整指令；
其中，所述方向触发设备还用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心在所述后序执行画面对应的几何形状的形心的右侧时，发出右向调整指令。
根据本发明的另一方面，还提供了一种自动化叉车机械转向方法，所述方法包括：
使用集装箱叉车机械，包括驱动轮、门架、起升液压缸、倾斜液压缸、行走液压马达、货叉和转向驱动机构，所述货叉与所述门架呈垂直相对结构且所述货叉的后端设置在所述门架的底部，所述起升液压缸与所述门架连接，用于驱动所述门架的起升操作进而带动所述货叉的起升操作，所述倾斜液压缸与所述门架连接，用于驱动所述门架的倾斜操作进而带动所述货叉的倾斜操作，所述行走液压马达与所述驱动轮连接，用于实现对所述驱动轮的前后驱动操作；
所述转向驱动机构包括液压泵、转向控制器和转向液压缸，所述转向控制器的一端与所述液压泵连接，另一端与所述转向液压缸连接，所述转向驱动机构用于在接收到方向调整指令时，基于所述方向调整指令对应的调整方向驱动所述驱动轮执行转向驱动操作；
使用有线采集机构，设置在所述门架的底部的中央位置，用于对所述集装箱叉车机械前方的集装箱所在场景执行基于有线控制指令触发的采集操作，以获得对应的前端采集画面；
使用前序执行机构，设置在所述集装箱叉车机械的控制盒内，与所述有线采集机构连接，用于对接收到的前端采集画面执行三次多项式插值操作，以获得对应的前序执行画面；
使用后序执行机构，设置在所述集装箱叉车机械的控制盒内，与所述前序执行机构连接，用于对接收到的前序执行画面执行导向滤波操作，以获得对应的后序执行画面；
使用箱体检测设备，与所述后序执行机构连接，用于基于集装箱的标准几何外形识别所述后序执行画面中的各个箱体对象分别所在的箱体占据区域；
使用数据筛选设备，与所述箱体检测机构连接，用于将各个箱体对象分别所在的箱体占据区域中最大面积的箱体占据区域作为待操作区域输出；
使用状态解析设备，与所述数据筛选设备连接，用于判断所述待操作区域对应的几何形状的形心与所述后序执行画面对应的几何形状的形心之间相距的最少像素点的数量；
使用方向触发设备，与所述状态解析设备连接，用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心与所述后序执行画面对应的几何形状的形心之间相距的最少像素点的数量大于等于预设数量阈值时，识别所述待操作区域对应的几何形状的形心相对于所述后序执行画面对应的几何形状的形心的偏离方向；
其中，所述方向触发设备还用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心在所述后序执行画面对应的几何形状的形心的左侧时，发出左向调整指令；
其中，所述方向触发设备还用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心在所述后序执行画面对应的几何形状的形心的右侧时，发出右向调整指令。
本发明的自动化叉车机械转向系统及方法操控智能、具有一定的自动化水准。由于能够基于前方要装卸的最近集装箱的箱体分布状况解析执行集装箱装卸的叉车机械的转向并自动完成相应的转向操作，从而有效替换了繁琐反复的人工转向调整操作。
具体实施方式
叉车作为工业搬运车辆广泛应用于港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等，在船舱、车厢和集装箱内进行托盘货物的装卸、搬运作业，是托盘运输、集装箱运输中必不可少的设备。
叉车在企业的物流系统中扮演着非常重要的角色，是物料搬运设备中的主力军。广泛应用于车站、港口、机场、工厂、仓库等国民经济中的各个部门。第二次世界大战期间，叉车得到发展。随着各国经济的快速发展，大部分企业的物料搬运已经脱离了原始的人工搬运，取而代之的是以叉车为主的机械化搬运。因此，在过去的几年中，叉车市场的需求量每年都以两位数的速度增长。
市场上可供选择的叉车品牌众多，车型复杂，加之产品本身技术强并且非常专业，因此车型的选择、供应商的选择等是很多选购的企业经常面临的问题。
现有技术中，在采用装卸集装箱的叉车机械对前方最近的集装箱进行装卸时，由于叉车机械的中心位置不可能一下对准所述集装箱的箱体的中心位置，因此需要叉车机械的操控人员反复执行方向的调试以使得叉车机械的中心位置对准所述集装箱的箱体的中心位置，从而降低集装箱倾覆的风险，然而，这种人工反复调控的模式不仅浪费了操控人员的大量精力，也影响了集装箱的装卸速度。
现在，将针对公开的主题对本发明进行具体的说明。
根据本发明实施方案示出的自动化叉车机械转向系统包括：
集装箱叉车机械，包括驱动轮、门架、起升液压缸、倾斜液压缸、行走液压马达、货叉和转向驱动机构，所述货叉与所述门架呈垂直相对结构且所述货叉的后端设置在所述门架的底部，所述起升液压缸与所述门架连接，用于驱动所述门架的起升操作进而带动所述货叉的起升操作，所述倾斜液压缸与所述门架连接，用于驱动所述门架的倾斜操作进而带动所述货叉的倾斜操作，所述行走液压马达与所述驱动轮连接，用于实现对所述驱动轮的前后驱动操作；
所述转向驱动机构包括液压泵、转向控制器和转向液压缸，所述转向控制器的一端与所述液压泵连接，另一端与所述转向液压缸连接，所述转向驱动机构用于在接收到方向调整指令时，基于所述方向调整指令对应的调整方向驱动所述驱动轮执行转向驱动操作；
有线采集机构，设置在所述门架的底部的中央位置，用于对所述集装箱叉车机械前方的集装箱所在场景执行基于有线控制指令触发的采集操作，以获得对应的前端采集画面；
前序执行机构，设置在所述集装箱叉车机械的控制盒内，与所述有线采集机构连接，用于对接收到的前端采集画面执行三次多项式插值操作，以获得对应的前序执行画面；
后序执行机构，设置在所述集装箱叉车机械的控制盒内，与所述前序执行机构连接，用于对接收到的前序执行画面执行导向滤波操作，以获得对应的后序执行画面；
箱体检测设备，与所述后序执行机构连接，用于基于集装箱的标准几何外形识别所述后序执行画面中的各个箱体对象分别所在的箱体占据区域；
数据筛选设备，与所述箱体检测机构连接，用于将各个箱体对象分别所在的箱体占据区域中最大面积的箱体占据区域作为待操作区域输出；
状态解析设备，与所述数据筛选设备连接，用于判断所述待操作区域对应的几何形状的形心与所述后序执行画面对应的几何形状的形心之间相距的最少像素点的数量；
方向触发设备，与所述状态解析设备连接，用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心与所述后序执行画面对应的几何形状的形心之间相距的最少像素点的数量大于等于预设数量阈值时，识别所述待操作区域对应的几何形状的形心相对于所述后序执行画面对应的几何形状的形心的偏离方向；
其中，所述方向触发设备还用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心在所述后序执行画面对应的几何形状的形心的左侧时，发出左向调整指令；
其中，所述方向触发设备还用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心在所述后序执行画面对应的几何形状的形心的右侧时，发出右向调整指令。
接着，继续对本发明的自动化叉车机械转向系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述自动化叉车机械转向系统中：
所述方向触发设备与所述转向驱动机构连接，用于将所述左向调整指令或者所述右向调整指令作为方向调整指令发送给所述转向驱动机构。
在所述自动化叉车机械转向系统中：
所述箱体检测设备、所述数据筛选设备、所述状态解析设备和所述方向触发设备都设置在所述集装箱叉车机械的控制盒内。
在所述自动化叉车机械转向系统中：
所述转向驱动机构用于在接收到方向调整指令时，基于所述方向调整指令对应的调整方向驱动所述驱动轮执行转向驱动操作包括：所述转向驱动机构用于在接收到左向调整指令时，驱动所述驱动轮执行左向转向操作。
在所述自动化叉车机械转向系统中：
所述转向驱动机构用于在接收到方向调整指令时，基于所述方向调整指令对应的调整方向驱动所述驱动轮执行转向驱动操作包括：所述转向驱动机构用于在接收到右向调整指令时，驱动所述驱动轮执行右向转向操作。
根据本发明实施方案示出的自动化叉车机械转向方法包括：
使用集装箱叉车机械，包括驱动轮、门架、起升液压缸、倾斜液压缸、行走液压马达、货叉和转向驱动机构，所述货叉与所述门架呈垂直相对结构且所述货叉的后端设置在所述门架的底部，所述起升液压缸与所述门架连接，用于驱动所述门架的起升操作进而带动所述货叉的起升操作，所述倾斜液压缸与所述门架连接，用于驱动所述门架的倾斜操作进而带动所述货叉的倾斜操作，所述行走液压马达与所述驱动轮连接，用于实现对所述驱动轮的前后驱动操作；
所述转向驱动机构包括液压泵、转向控制器和转向液压缸，所述转向控制器的一端与所述液压泵连接，另一端与所述转向液压缸连接，所述转向驱动机构用于在接收到方向调整指令时，基于所述方向调整指令对应的调整方向驱动所述驱动轮执行转向驱动操作；
使用有线采集机构，设置在所述门架的底部的中央位置，用于对所述集装箱叉车机械前方的集装箱所在场景执行基于有线控制指令触发的采集操作，以获得对应的前端采集画面；
使用前序执行机构，设置在所述集装箱叉车机械的控制盒内，与所述有线采集机构连接，用于对接收到的前端采集画面执行三次多项式插值操作，以获得对应的前序执行画面；
使用后序执行机构，设置在所述集装箱叉车机械的控制盒内，与所述前序执行机构连接，用于对接收到的前序执行画面执行导向滤波操作，以获得对应的后序执行画面；
使用箱体检测设备，与所述后序执行机构连接，用于基于集装箱的标准几何外形识别所述后序执行画面中的各个箱体对象分别所在的箱体占据区域；
使用数据筛选设备，与所述箱体检测机构连接，用于将各个箱体对象分别所在的箱体占据区域中最大面积的箱体占据区域作为待操作区域输出；
使用状态解析设备，与所述数据筛选设备连接，用于判断所述待操作区域对应的几何形状的形心与所述后序执行画面对应的几何形状的形心之间相距的最少像素点的数量；
使用方向触发设备，与所述状态解析设备连接，用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心与所述后序执行画面对应的几何形状的形心之间相距的最少像素点的数量大于等于预设数量阈值时，识别所述待操作区域对应的几何形状的形心相对于所述后序执行画面对应的几何形状的形心的偏离方向；
其中，所述方向触发设备还用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心在所述后序执行画面对应的几何形状的形心的左侧时，发出左向调整指令；
其中，所述方向触发设备还用于在所述待操作区域对应的几何形状的形心在所述后序执行画面对应的几何形状的形心的右侧时，发出右向调整指令。
接着，继续对本发明的自动化叉车机械转向方法的具体步骤进行进一步的说明。
所述自动化叉车机械转向方法中：
所述方向触发设备与所述转向驱动机构连接，用于将所述左向调整指令或者所述右向调整指令作为方向调整指令发送给所述转向驱动机构。
所述自动化叉车机械转向方法中：
所述箱体检测设备、所述数据筛选设备、所述状态解析设备和所述方向触发设备都设置在所述集装箱叉车机械的控制盒内。
所述自动化叉车机械转向方法中：
所述转向驱动机构用于在接收到方向调整指令时，基于所述方向调整指令对应的调整方向驱动所述驱动轮执行转向驱动操作包括：所述转向驱动机构用于在接收到左向调整指令时，驱动所述驱动轮执行左向转向操作。
所述自动化叉车机械转向方法中：
所述转向驱动机构用于在接收到方向调整指令时，基于所述方向调整指令对应的调整方向驱动所述驱动轮执行转向驱动操作包括：所述转向驱动机构用于在接收到右向调整指令时，驱动所述驱动轮执行右向转向操作。
另外，如果企业需要搬运的货物或仓库环境对噪音或尾气排放等环保方面有要求，在选择车型和配置时应有所考虑。如果是在冷库中或是在有防爆要求的环境中，叉车的配置也应该是冷库型或防爆型的。仔细考察叉车作业时需要经过的地点，设想可能的问题，例如，出入库时门高对叉车是否有影响；进出电梯时，电梯高度和承载对叉车的影响；在楼上作业时，楼面承载是否达到相应要求，等等。
在选型和确定配置时，要向叉车供应商详细描述工况，并实地勘察，以确保选购的叉车完全符合企业的需要。即使完成以上步骤的分析，仍然可能有几种车型同时都能满足上述要求。此时需要注意以下几个方面：
(1)不同的车型，工作效率不同，那么需要的叉车数量、司机数量也不同，会导致一系列成本发生变化；
(2)如果叉车在仓库内作业，不同车型所需的通道宽度不同，提升能力也有差异，由此会带来仓库布局的变化，如货物存储量的变化；
(3)车型及其数量的变化，会对车队管理等诸多方面产生影响；
(4)不同车型的市场保有量不同，其售后保障能力也不同，例如：低位驾驶三向堆垛叉车和高位驾驶三向堆垛叉车同属窄通道叉车系列，都可以在很窄的通道内(1.5～2.0米)完成堆垛、取货，但是前者驾驶室不能提升，因而操作视野较差，工作效率较低，由于后者能完全覆盖前者的功能，而且性能更出众，因此在欧洲后者的市场销量比前者超出4～5倍，在中国则达到6倍以上，因此大部分供应商都侧重发展高位驾驶三向堆垛叉车，而低位驾驶三向堆垛叉车只是用在小吨位、提升高度低(一般在6米以内)的工况下，在市场销量很少时，其售后服务的工程师数量、工程师经验、配件库存水平等服务能力就会相对较弱。
针对本文所描述的制品、器件可以作出各种修改和变化。考虑到本文所描述的制品、器件的技术要求和实施，将明显地看到这些制品、器件的其它方面。本文的意图是该技术要求和示例被视为是示例性的。