一种智能仓储作业方法与流程

本发明涉及仓储作业技术领域，具体是一种基于rfid技术、uwb技术、三维技术的智能仓储作业方法。

背景技术

近几年来，室内定位技术在机场、商超、仓库、车间、医院、矿井甚至核电站都得到了广泛的应用，但是受制于不同环境、不同技术定位算法以及实施成本，定位精度和可靠性也有所差别，简单来讲，定位精度取决于三个基本指标：定位技术、测距方法以及定位算法。当前已知的室内定位技术主要有a-gps定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内定位技术从总体上可归纳为几类，即gnss技术(如伪卫星等)，无线定位技术(无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等)，其它定位技术(计算机视觉、航位推算等)，以及gnss和无线定位组合的定位技术(a-gps或a-gnss)。

在仓库的收发存退等业务流程操作中，需要对货物进行识别、复核及调整，以保障货物数据的准确性。传统管理方式以人工做账登记录入为主，但是人工方式异常多，错误高；随着仓储管理信息系统的投入使用，逐渐进入到信息化管理，主要有两种方式，一种是基于条码操作，另一种是基于rfid操作。

在仓库的库存管理过程中，需要对货物所储存保管的位置进行管理，管理统计、收发货、库存调整、盘点等都需要指明具体的货物区域。故在实际的业务中，常将仓库按照一定标准划分成若干区域、库区、库位组(带)、库位的层级结构，以便具体定位货物所在位置。现有的货位识别、录入关联方式，主要也分两种，一种是基于人工操作，由人工通过手工录入或者基于条码技术用扫描货位条码来确认，另一种是基于rfid定位，通过在仓库地面、空间中布置的预先写好坐标信息的rfid来划分货位空间，再结合设备、系统来读取判断确认货位。

由于在室内环境下对于不同的建筑物而言，室内布置，材料结构，建筑物尺度的不同导致了信号的路径损耗很大，与此同时，建筑物的内在结构会引起信号的反射，绕射，折射和散射，形成多径现象，使得接收信号的幅度，相位和到达时间发生变化，造成信号的损失，从而影响定位算法的计算精度和位置的稳定性。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术的缺陷，提供一种方案，是通过如下技术方案实现的。

一种智能仓储作业方法，所述方法基于通信连接的货物识别模块、叉车定位模块、仓储智能作业管理系统、三维仓库可视化系统，其中，利用上述系统的入库方法包括：

步骤1、理货清点完成后，扫描托盘编码录入托盘货物信息，托盘绑定的货物信息通过接口传输给仓储智能作业管理系统；

步骤2、叉车上安装的定位标签收到uwb基站的信号，将叉车行驶时将标签id、接收时间的信息给uwb基站，uwb基站根据上述信息实时计算叉车的坐标位置(x,y)的数据给仓储智能作业管理系统，仓储智能作业管理系统通过比对在建立的仓库坐标地图，可以判断行驶所在位置；

步骤3、入库托盘开始作业时，叉车叉取托盘，叉车上的rfid阅读器读取到托盘rfid标签信号；

步骤4、入库托盘作业完成后，到达某一库位，叉车叉放托盘，安装在叉车上的rfid阅读器逐渐读取不到托盘rfid标签信号并且断开，当rfid阅读器判断为托盘已被该叉车叉放后，在仓储智能作业管理系统中将叉车当前位置通过算法修正后，确认托盘入库的坐标位置(x，y),对比系统中存储的仓库坐标地图，判断货物所在的库位。

当叉车上的rfid阅读器读取到托盘上的rfid标签信息时，在仓储智能作业管理系统中将叉车坐标数据与托盘进行关联。

当叉车一次叉取托盘为多个时，将根据rfid阅读器读取托盘的区域，来判断托盘的层数，并同时将坐标数据与多个作业托盘同时关联。

利用仓储智能作业管理系统中存储的数据，与外部系统任务指令数据进行对比，并且判断是否按照任务要求执行，若数据不一致，则可通过触发声光报警实时提醒现场人员，并也在仓储智能作业系统中报警处理。

仓储的管理还包括对入库的货物进行出库操作，方法如下：

步骤1、仓管员接收发货信息后通过终端提示发货信息给叉车司机，司机驾驶叉车叉取托盘出库货物；

步骤2、安装在叉车上的rfid天逐渐读取到托盘rfid标签信号并且稳定,当rfid阅读器判断为托盘已被该叉车叉取后，在仓储智能作业管理系统中将叉车坐标数据与托盘进行关联；

步骤3、叉车出库放下托盘后，安装在叉车上的rfid阅读器逐渐读取不到托盘rfid标签信号并且断开,当rfid阅读器判断为托盘已被该叉车叉放后，在仓储智能作业管理系统中将叉车当前位置通过算法修正后，确认托盘的坐标位置(x，y),对比系统中存储的仓库坐标地图，判断货物所在的位置，生成托盘出库任务；

步骤4、仓储智能作业管理系统后台对比出库托盘中的货物信息，判断是否在出库信息中合法合规，若异常则执行：通过叉车上的声光报警，并在系统中记录报警信息；

步骤5、仓管员扫描/录入具体托盘上的托盘条形编码，扣减仓储智能作业管理系统货物库存，并清空调整托盘货物信息。

优选的，仓储智能作业管理系统通过接口获取终端发出的出库信息。

在入库和出库的基础上，如需要调整货物的存放位置时，还包括一种移库的方法，包括：

步骤1、仓管员，接收移库信息后传输移库信息给叉车司机，安排叉车司机叉取移动托盘上的货物；

步骤2、叉车司机叉取托盘，安装在叉车上的rfid阅读器读取到托盘rfid标签信号，判断为托盘已被叉取，在仓储智能作业管理系统中将叉车坐标数据与托盘进行关联；

步骤3、叉车出库放下托盘后，安装在叉车上的rfid阅读器逐渐读取不到托盘rfid标签信号并且断开时，在仓储智能作业管理系统总将叉车当前位置通过算法修正后，确认托盘的坐标位置(x，y),对比系统中存储的仓库坐标地图，判断货物所在的新库位，生成托盘移库任务，更新托盘的库位记录；

步骤4、仓储智能作业管理系统后台对比移库托盘的货物信息，是否在移库信息中合法合规，若异常则可以通过叉车上的声光报警，并在系统中记录报警信息。

进一步的，所述仓储智能作业管理系统中存储的数据，可以按照不同的业务场景需要，组合数据字段形成统计报表，并进行图形化展示。

进一步的，所述仓储智能作业管理系统中存储的数据，通过h5页面数据整理，可以在库区电视上，以报表的形式实时滚动显示报表。

进一步的，所述仓储智能作业管理系统中存储的数据，通过三维建模，可以实时展示仓库场景、货物信息、物联设备信息、叉车信息及实时位置轨迹、托盘信息及历史轨迹。

本发明所述的系统主要应用在仓库货物搬运中，以托盘为运输载体，以叉车为搬运工具，解决业务(货物)信息和空间(库位)信息隔离，传统人工反馈效率低、信息不准确、过程不透明，无法追溯的问题。

还具有以下技术效果：

(1)货物出入库时自动定位最终存放的库位信息并上传管理后台，无需人工记录核查；

(2)货物库位移动时自动跟踪反馈，并三维显示移动历史路径；

(3)监督任务执行结果，若发现货物错放、乱放、未按规定出库等异常情况自动报警。

附图说明

图1是本发明的智能仓储管理系统流程关系图。

图2是本发明的实施例中的流程关系图。

图3是本发明的智能仓储管理系统的通信架构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，一种智能仓储作业方法，是基于一种智能系统，系统包括：货物识别模块、叉车定位模块、仓储智能作业管理系统、三维仓库可视化系统，其中：

货物识别模块设置在叉车托盘上，货物识别模块包括安装在托盘上的rfid标签、安装在叉车上的多个天线，安装在叉车上的rfid阅读器，所述rfid阅读器可识别关联货物信息，通过无线网络将货物信息传送到仓储智能作业管理系统中；

通过叉车定位模块，包括安装在叉车上的定位标签，安装在叉车上的声光报警器，安装在仓库空间中的多个uwb基站，用于监控贴有定位标签的叉车的实时位置信息，uwb基站通过有线网络，将位置信息接入到仓储智能作业管理系统中。

仓储智能作业管理系统，如wms系统，用于关联匹配货物信息和叉车位置信息，形成货物信息的实时位置通过仓储智能作业管理系统，关联匹配货物信息和叉车位置信息，形成货物信息的实时位置。系统开放标准的api接口与外部的仓库业务管理系统(wms或者其他系统)，形成物流、信息流的任务数据闭环。

基于上述系统，本发明提供一种货物入库的方法，包括如下步骤：

步骤1、理货清点完成后，扫描托盘编码录入托盘货物信息，托盘绑定的货物信息通过接口传输给仓储智能作业管理系统；

步骤2、叉车上安装的定位标签收到uwb基站的信号，将叉车行驶时将标签id、接收时间的信息给uwb基站，uwb基站根据上述信息实时计算叉车的坐标位置(x,y)的数据给仓储智能作业管理系统，仓储智能作业管理系统通过比对在建立的仓库坐标地图，可以判断行驶所在位置；

步骤3、入库托盘开始作业时，叉车叉取托盘，叉车上的rfid阅读器读取到托盘rfid标签信号；

步骤4、入库托盘作业完成后，到达某一库位，叉车叉放托盘，安装在叉车上的rfid阅读器逐渐读取不到托盘rfid标签信号并且断开，当rfid阅读器判断为托盘已被该叉车叉放后，在仓储智能作业管理系统中将叉车当前位置通过算法修正后，确认托盘入库的坐标位置(x，y),对比系统中存储的仓库坐标地图，判断货物所在的库位。

入库完成后，根据管理需要随时进行出库操作，方法包括：

步骤1、仓管员接收发货信息后通过终端提示发货信息给叉车司机，司机驾驶叉车叉取托盘出库货物；

步骤2、安装在叉车上的rfid天逐渐读取到托盘rfid标签信号并且稳定,当rfid阅读器判断为托盘已被该叉车叉取后，在仓储智能作业管理系统中将叉车坐标数据与托盘进行关联。当叉车一次叉取托盘为多个时，将根据rfid阅读器读取托盘的区域，来判断托盘的层数，并同时将坐标数据与多个作业托盘同时关联。

步骤3、叉车出库放下托盘后，安装在叉车上的rfid阅读器逐渐读取不到托盘rfid标签信号并且断开,当rfid阅读器判断为托盘已被该叉车叉放后，在仓储智能作业管理系统中将叉车当前位置通过算法修正后，确认托盘的坐标位置(x，y),对比系统中存储的仓库坐标地图，判断货物所在的位置，生成托盘出库任务。

步骤4、仓储智能作业管理系统后台对比出库托盘中的货物信息，判断是否在出库信息中合法合规，若异常则执行：通过叉车上的声光报警，并在系统中记录报警信息；

步骤5、仓管员扫描/录入具体托盘上的托盘条形编码，扣减仓储智能作业管理系统货物库存，并清空调整托盘货物信息。

需要调整货物的存放位置时，进行移库操作，方法包括：

步骤1、仓管员，接收移库信息后传输移库信息给叉车司机，安排叉车司机叉取移动托盘上的货物；

步骤2、叉车司机叉取托盘，安装在叉车上的rfid阅读器读取到托盘rfid标签信号，判断为托盘已被叉取，在仓储智能作业管理系统中将叉车坐标数据与托盘进行关联；

步骤3、叉车出库放下托盘后，安装在叉车上的rfid阅读器逐渐读取不到托盘rfid标签信号并且断开时，在仓储智能作业管理系统总将叉车当前位置通过算法修正后，确认托盘的坐标位置(x，y),对比系统中存储的仓库坐标地图，判断货物所在的新库位，生成托盘移库任务，更新托盘的库位记录。

步骤4、仓储智能作业管理系统后台对比移库托盘的货物信息，是否在移库信息中合法合规，若异常则可以通过叉车上的声光报警，并在系统中记录报警信息。

无论是入库、出库还是移库，利用仓储智能作业管理系统中存储的数据，都可以与外部系统任务指令数据进行对比，并且判断是否按照任务要求执行，若数据不一致，则可通过触发声光报警实时提醒现场人员，并也在仓储智能作业系统中报警处理。

本发明提出的仓储管理系统，三维仓库可视化系统，可进行自定义配置编辑，图像节点的拖拽操作、鹰眼快速定位、视图放大、缩小、平移操作，在pc端上进行操作，pc端上的操作过程显示在大型显示屏上，如电视。

通过三维仓库可视化系统，以及配合货物识别模块、叉车定位模块，能够实现货物出、入库位准确定位，货物库位移动跟踪反馈，任务执行监督、异常报警的智能化作业管理、满足叉车运作实时展示、历史作业追溯的三维可视化管理需求。

仓库管理人员，通过仓储智能作业管理系统的数据，在h5页面(h5页面是微信上的情景网页)上数据整理，可以在库区电视上，以报表的形式实时滚动显示报表，可以实现对仓库设备的管理、物联网设备的管理、仓库区域的管理、任务进度查询、库位及货物信息查询、违规报警、仓库2d实时监控、报表统计分析等功能。可以按照不同的业务场景需要，组合数据字段形成统计报表，并进行图形化展示。

本系统中采用uwb超宽带定位技术作为定位算法的硬件使用方案，与rfid等射频识别技术相比，由于超宽带不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有ghz量级的带宽。具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。

在此基础上，系统定位算法可以基于测距实现定位节点的距离计算，从而通过三边测量法、三角测量法或者最大似然估算法计算移动节点的精确位置。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。