物流仓储中穿梭装置的定位控制方法和定位控制系统与流程

本发明涉及物流技术领域，特别是涉及一种物流仓储中穿梭装置的定位控制方法和定位控制系统。

背景技术：

物流仓储系统是近年来随着电商的兴起应运而生的相关产业，相关技术在已经广泛应用于各类行业。

目前应用于物流行业的智能穿梭装置系统，实现了一定程度的自动化，并能够在一定程度上代替人力，然而智能穿梭装置在物流仓储系统中运行时，若要保证其定位精度，则不能运动太快；而运动过慢，则又会影响到物流效率。

技术实现要素：

本发明提供一种物流仓储中穿梭装置的定位控制方法，以解决现有技术中穿梭装置无法同时实现高速运动和精确定位的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种物流仓储中穿梭装置的定位控制方法，其包括步骤：接收坐标指令，所述坐标指令为所述穿梭装置沿着轨道从第一坐标运动至第二坐标；所述第一坐标到所述第二坐标之间轨道的长度为D；所述穿梭装置从所述第一坐标开始沿着所述轨道运动k1×D距离，且在此过程中加速至第一速度；所述穿梭装置沿着所述轨道运动k2×D距离，且在此过程中由所述第一速度减速至第二速度；所述穿梭装置沿着所述轨道运动(1-k1-k2)×D距离，且由所述第二速度减速至零速度时，所述穿梭装置到达所述第二坐标。

其中，所述穿梭装置从所述第一坐标开始沿着所述轨道运动k1×D距离的步骤包括：所述穿梭装置由零速度加速至所述第一速度时，沿着所述轨道运动k11×D距离；所述穿梭装置以所述第一速度沿着所述轨道运动(k1-k11)×D距离。

其中，所述穿梭装置沿着所述轨道运动k2×D距离的步骤包括：所述穿梭装置由所述第一速度减速至所述第二速度时，沿着所述轨道运动k21×D距离；所述穿梭装置以所述第二速度沿着所述轨道运动(k2-k21)×D距离。

其中，所述穿梭装置沿着所述轨道运动(1-k1-k2)×D距离的步骤包括：所述穿梭装置沿着所述轨道运动k3×D距离，且在此过程中由所述第二速度减速至第三速度；所述穿梭装置沿所述轨道运动(1-k1-k2-k3)×D距离，且由所述第三速度减速至0时，所述穿梭装置到达所述第二坐标。

其中，所述穿梭装置沿着所述轨道运动k3×D距离的步骤包括：所述穿梭装置由所述第二速度减速至所述第三速度时，沿着所述轨道运动k31×D距离；所述穿梭装置以所述第三速度沿着所述轨道运动(k3-k31)×D距离。

为解决上述技术问题，本发明提出一种物流仓储中穿梭装置的定位控制系统，其包括：接收模块，用于接收坐标指令，所述坐标指令为所述穿梭装置沿着轨道从第一坐标运动至第二坐标；所述第一坐标到所述第二坐标之间轨道的长度为D；第一距离控制模块，用于使所述穿梭装置从所述第一坐标开始沿着所述轨道运动k1×D距离，且在此过程中加速至第一速度；第二距离控制模块，用于使所述穿梭装置沿着所述轨道运动k2×D距离，且在此过程中由所述第一速度减速至第二速度；定位模块，用于使所述穿梭装置沿着所述轨道运动(1-k1-k2)×D距离，且由所述第二速度减速至零速度时，所述穿梭装置到达所述第二坐标。

其中，所述第一距离控制模块包括：第一加速单元，用于使所述穿梭装置由零速度加速至所述第一速度时，沿着所述轨道运动k11×D距离；第一匀速单元，用于使所述穿梭装置以所述第二速度沿着所述轨道运动(k1-k11)×D距离。

其中，所述第二距离控制模块包括：第二减速单元，用于使所述穿梭装置由所述第一速度减速至所述第二速度时，沿着所述轨道运动k21×D距离；第二匀速单元，用于使所述穿梭装置以所述第二速度沿着所述轨道运动(k2-k21)×D距离。

其中，所述定位控制系统进一步包括：第三距离控制模块，用于使所述穿梭装置沿着所述轨道运动k3×D距离，且在此过程中由所述第二速度减速至第三速度；所述定位模块进一步用于，使所述穿梭装置沿所述轨道运动(1-k1-k2-k3)×D距离，且由所述第三速度减速至0时，所述穿梭装置到达所述第二坐标。

其中，所述第三距离控制模块包括：第三减速单元，用于所述穿梭装置由所述第二速度减速至所述第三速度时，沿着所述轨道运动k31×D距离；第三匀速单元，用于使所述穿梭装置以所述第三速度沿着所述轨道运动(k3-k31)×D距离。

本发明定位控制方法包括步骤：接收坐标指令，坐标指令为穿梭装置沿着轨道从第一坐标运动至第二坐标；第一坐标到第二坐标之间轨道的长度为D；穿梭装置从第一坐标开始沿着轨道运动k1×D距离，且在此过程中加速至第一速度；穿梭装置沿着轨道运动k2×D距离，且在此过程中由第一速度减速至第二速度；穿梭装置沿着轨道运动(1-k1-k2)×D距离，且由第二速度减速至零速度时，穿梭装置到达第二坐标。采用本发明的定位控制方法，穿梭装置能够以第一速度高速运行，而后再接近第二坐标时，慢慢减速，以保证精确定位于第二坐标。

附图说明

图1是本发明物流仓储中穿梭装置的定位控制方法第一实施方式的流程示意图；

图2是本发明物流仓储中穿梭装置的定位控制方法第二实施方式的流程示意图；

图3是本发明物流仓储中穿梭装置的定位控制系统第一实施方式的结构示意图；

图4是图3所述物流仓储中穿梭装置的定位控制系统实施方式的软件架构图；

图5是图3所述物流仓储中穿梭装置的定位控制系统实施方式的硬件结构图；

图6是本发明物流仓储中穿梭装置的定位控制系统第二实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对发明所提供的一种物流仓储中穿梭装置的定位控制方法和定位控制系统做进一步详细描述。

请参阅图1，图1是本发明物流仓储中穿梭装置的定位控制方法一实施方式的流程示意图。本定位控制方法包括以下步骤。

S101：接收坐标指令。

该坐标指令为穿梭装置沿轨道从第一坐标运动至第二坐标，第一坐标和第二坐标之间轨道的长度为D。

在对穿梭装置进行定位控制时，穿梭装置当前所处的位置为第一坐标，需控制穿梭装置定位至第二坐标，即使穿梭装置沿着其运行轨道从第一坐标运动至第二坐标。

并且在本实施方式中可获知第一坐标到第二坐标之间轨道的长度为D，即穿梭装置运动的形成为D。

本实施方式中控制穿梭装置进行以下三段的运动：S102、S103和S104。最终定位至第二坐标。由于不同坐标指令中，第一坐标到第二坐标之间轨道的长度D不同，因此，以下步骤S102～S104中的三段运动是以距离D为基准来确定，具体来说，第一段运动S102中，穿梭装置运动k1×D距离；第二段运动S103中，穿梭装置运动k2×D距离，第三段运动S104中，穿梭装置运动(1-k1-k2)×D距离。其中0＜k1＜1，0＜k2＜1，且0＜k1+k2＜1。

S102：穿梭装置从第一坐标开始沿着轨道运动k1×D距离，且在此过程中加速至第一速度。

在本步骤中，控制穿梭装置运动k1×D距离，且穿梭装置在本步骤的运动中加速至第一速度。在该过程中，穿梭装置可一直处于加速状态，即穿梭装置运动k1×D距离时，刚好加速至第一速度。穿梭装置也可先加速至第一速度，然后以第一速度匀速运动。

对于穿梭装置先加速后匀速的情况，本步骤S102中穿梭装置的运动还分为S1021、S1022两段，且S1021、S1022两段的运动也是以D为基准来划分的。

S1021：穿梭装置由零速度加速至第一速度时，沿着轨道运动k11×D距离。

本步骤S1021中需要控制穿梭装置加速至第一速度时，刚好沿着轨道运动k11×D距离。本实施方式中的穿梭装置由零速度开始加速至第一速度，即穿梭装置首先静止处于第一坐标，基于同样的原理，对于运动中的穿梭装置也可采用本实施方式定位控制方法进行控制。

S1022：穿梭装置以第一速度沿着轨道运动(k1-k11)×D距离。

在匀速运动段，穿梭装置以第一速度沿着轨道运动(k1-k11)×D距离，其中0＜k11＜k1。

穿梭装置完成第一段S102中的运动后，由第一速度减速，完成第二段S103中的运动。

S103：穿梭装置沿着轨道运动k2×D距离，且在此过程中由第一速度减速至第二速度。

同样本步骤包括两种情况，穿梭装置可一直处于减速状态，即穿梭装置运动k2×D距离时，刚好由第一速度减速至第二速度。穿梭装置也可先由第一速度减速至第二速度，然后以第二速度匀速运动。

对于先减速后匀速的情况，本步骤S103中穿梭装置的运动还分为S1031、S1032两端，且S1031、S1032两段的运动也是以D为基准来划分的。

S1031：穿梭装置由第一速度减速至第二速度时，沿着轨道运动k21×D距离。本步骤S1031中需要控制穿梭装置由第一速度减速至第二速度时，刚好沿着轨道运动k21×D距离。

S1032：穿梭装置以所第二速度沿着轨道运动(k2-k21)×D距离。

穿梭装置完成第二段S103中的运动后，由第二速度减速缓行至第二坐标，完成第三段S104中的运动。

S104：穿梭装置沿着轨道运动(1-k1-k2)×D距离，且由第二速度减速至零速度时，穿梭装置到达第二坐标。

本实施方式定位控制方法中，控制穿梭装置首先加速至第一速度，保证其高速运动k1×D距离，然后减速至第二速度，以较小的速度运动k2×D距离，最后从第二速度减速缓行停于第二坐标，保证其定位的准确。且其中k1×D距离较大，k2×D距离较小，且最后从第二速度减速缓行停于第二坐标的距离也较小，从而保证了穿梭装置高效的运行，

请参阅图2，图2是本发明物流仓储中穿梭装置的定位控制方法第二实施方式的流程示意图。本定位控制方法包括以下步骤。

S201：接收坐标指令。

S202：穿梭装置从第一坐标开始沿着轨道运动k1×D距离，且在此过程中加速至第一速度。

S203：穿梭装置沿着轨道运动k2×D距离，且在此过程中由第一速度减速至第二速度。

S204：穿梭装置沿着轨道运动k3×D距离，且在此过程中由第二速度减速至第三速度。

S205：穿梭装置沿轨道运动(1-k1-k2-k3)×D距离，且由第三速度减速至0时，穿梭装置到达第二坐标。

本实施方式与定位控制方法第一实施方式的区别在于，在穿梭装置减速完成第二段运动，沿轨道运动k2×D的距离后；继续由第二速度减速至第三速度，完成第三段的运动，即本实施方式中的步骤S204，沿轨道运动k3×D距离；此后再减速缓行至第二坐标。

同样步骤S204中穿梭装置可一直处于减速状态，即穿梭装置运动k3×D距离时，刚好由第二速度减速至第三速度。穿梭装置也可先由第二速度减速至第三速度，然后以第三速度匀速运动。

对于先减速后匀速的情况，本步骤S204中穿梭装置的运动还分为S2041、S2042两端，且S2041、S2042两段的运动也是以D为基准来划分的。

S2041：穿梭装置由第二速度减速至第三速度时，沿着轨道运动k31×D距离。

S2042：穿梭装置以第三速度沿着轨道运动(k3-k31)×D距离。

本实施方式相较于定位控制方法第一实施方式更加适用于D较大的情况，即穿梭装置的减速过程可以分为几段进行，保证了穿梭装置运动的稳定。

对应于上述定位控制方法第一实施方式，本发明还提出一定位控制系统，具体请参阅图3，图3是本发明物流仓储中穿梭装置的定位控制系统第一实施方式的结构示意图。本实施方式定位控制系统100包括：接收模块11、第一距离控制模块12、第二距离控制模块13和定位模块14。

其中接收模块11用于接收坐标指令，坐标指令为穿梭装置沿着轨道从第一坐标运动至第二坐标；第一坐标到所述第二坐标之间轨道的长度为D。对应于上述步骤S101，具体不再赘述。

第一距离控制模块12用于使穿梭装置从第一坐标开始沿着轨道运动k1×D距离，且在此过程中加速至第一速度。对应于上述步骤S102，具体不再赘述。

其中，第一距离控制模块12可包括第一加速单元121和第一匀速单元122。第一加速单元121用于使穿梭装置由零速度加速至第一速度时，沿着轨道运动k11×D距离。第一匀速单元122用于使穿梭装置以第二速度沿着轨道运动(k1-k11)×D距离。

第二距离控制模块13用于使穿梭装置沿着轨道运动k2×D距离，且在此过程中由第一速度减速至第二速度。对应于上述步骤S103，具体不再赘述。

第二距离控制模块13还包括第二减速单元131和第二匀速单元132。第二减速单元131用于使穿梭装置由第一速度减速至第二速度时，沿着轨道运动k21×D距离；第二匀速单元132，用于使穿梭装置以第二速度沿着轨道运动(k2-k21)×D距离。

定位模块14用于使穿梭装置沿着轨道运动(1-k1-k2)×D距离，且由第二速度减速至零速度时，穿梭装置到达第二坐标。对应于上述步骤S104，具体不再赘述。

对于该定位控制系统100，以上从定位控制方法的角度对其进行描述，在实际应用中该定位控制系统100是由硬件设备结合软件架构实现的。对于定位控制系统100的软件架构，请参阅图4，图4是图3所述物流仓储中穿梭装置的定位控制系统实施方式的软件架构图。

该软件架构400包括速度计算模块41和速度控制模块42。

其中，速度计算模块41用于根据第一坐标和第二坐标之间轨道的长度D计算出穿梭装置的加速减速情况。

具体来说，速度计算模块41能够计算出穿梭装置以多大的加速度至第一速度，以第一速度匀速运动多长时间，以多大的加速度减速至第二速度，以第二速度匀速运动多长时间，以及以多大的加速度减速至0，从而能够定位至第二坐标。

在速度计算模块41中封装有速度函数，速度计算模块41根据该速度函数计算出穿梭装置加减速情况，该速度函数的变量为D，参数为k1、k11、k2、k21，一般来说，k1＝3/4，k11＝1/8，k2＝3/8，k21＝1/8，速度函数的常量为第一速度、第二速度。

速度控制模块42根据速度计算模块41的结果，控制穿梭装置的运动。从而实现高速的运动和精确的定位。

该软件架构400中还可进一步包括位置反馈模块43，位置反馈模块43可获取到穿梭装置的当前坐标，并比较当前坐标与速度计算模块41计算的坐标值，可获知穿梭装置是否以速度计算模块41的计算结果实现运动，从而进行实时调整。

对于定位控制系统100的硬件设备，请参阅图5，图5是图3所述物流仓储中穿梭装置的定位控制系统实施方式的硬件结构图。

该定位控制系统100的硬件设备500包括处理器51、电机52。

处理器51可获得坐标指令，基于第一坐标和第二坐标之间轨道的长度D计算出穿梭装置的加速减速情况。并控制电机52运作，实现穿梭装置的加速减速运动。

硬件设备500还可包括定位器53，可为光电编码器、光电门等设备，定位器53可获取到穿梭装置的当前坐标并传输至处理器51，处理器51比较实际的当前坐标与计算的坐标值是否有偏差，并作出适当调整。

对应于上述定位控制方法第二实施方式，本发明提出另一定位控制系统，具体请参阅图6，图6是本发明物流仓储中穿梭装置的定位控制系统第二实施方式的结构示意图。本实施方式定位控制系统200包括：接收模块21、第一距离控制模块22、第二距离控制模块23、第三距离控制模块24和定位模块25。

其中接收模块21对应于步骤S201；第一距离控制模块22对应于步骤S202，第一距离控制模块22还可包括第一加速单元221和第一匀速单元222；第二距离控制模块23对应于步骤S203，第二距离控制模块23还可包括第二减速单元231和第二匀速单元232，具体不再赘述。

本实施方式定位控制系统200与上述定位控制系统100的区别在于，本实施方式中还包括第三距离控制模块24，其用于使穿梭装置沿着轨道运动k3×D距离，且在此过程中由第二速度减速至第三速度。第三距离控制模块24还可包括第三减速单元241和第三匀速单元242。

定位模块25则用于使穿梭装置沿轨道运动(1-k1-k2-k3)×D距离，且由第三速度减速至零速度时，穿梭装置到达所述第二坐标。

同样本定位控制系统200是由硬件设备结合软件架构实现的。基于上述对定位控制系统100的软件及硬件的描述，同样可得到定位控制系统200对应的软件架构和硬件设备。在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。