智能物流是一種的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)上的分揀、包裝、裝卸 、搬運(yùn)、裝配等環(huán)節(jié)，隨著機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，用機(jī)器人來(lái)替代人進(jìn)行工作，不但可以節(jié)約人力成本和減少搬運(yùn)不當(dāng)對(duì)人造成的傷害，而且可以提高工作效率和質(zhì)量。
本文創(chuàng)新性地集成了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、AGV、復(fù)合機(jī)器人及雙臂機(jī)器人等智能設(shè)備,設(shè)計(jì)了一套智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng),同時(shí)開(kāi)發(fā)了總控調(diào)度軟件,實(shí)現(xiàn)了各設(shè)備的穩(wěn)定立有序運(yùn)行。針對(duì)AGV定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題,本文提出一種二維碼視覺(jué)定位方法,從而提高了倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


圖1為本文設(shè)計(jì)的智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)總體方案,其集成了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、AGV、機(jī)器人、視覺(jué)傳感器、激取光料傳感器等，由機(jī)器人完成物料的拾取、擺放、搬運(yùn)和分撿,視覺(jué)系統(tǒng)完成對(duì)物料的形狀、位置和顏色識(shí)別,傳感器完成移動(dòng)機(jī)器人的定位和避障等,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了齒輪箱的裝配和拆解工作,其適用性廣,衍生能力強(qiáng)。設(shè)計(jì)齒輪箱裝配工藝流程如圖2所示。

平臺(tái)式 AGV
平臺(tái)式AGV能夠?qū)崿F(xiàn)物品的自動(dòng)化可靠運(yùn)輸及自動(dòng)投送。其搭載激光傳感器、超聲波傳感器?；诩す釹LAM的定位導(dǎo)航算法,結(jié)合超聲波傳感器,實(shí)現(xiàn)自主行走及自主避障。其控制臺(tái)可以集中調(diào)度、監(jiān)控、管理 AGV 系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)活動(dòng)。


綜合考慮智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)工作流程,機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎半徑、工作空間、場(chǎng)地等多方面約束,進(jìn)行智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)布局設(shè)計(jì),其布局如圖7所示,圖中虛線(xiàn)表示叉車(chē) AGV 的運(yùn)行路線(xiàn),粗實(shí)線(xiàn)表示復(fù)合機(jī)器人的運(yùn)行路線(xiàn),細(xì)實(shí)線(xiàn)為平臺(tái)式AGV的運(yùn)行路線(xiàn),兩臺(tái)平臺(tái)式AGV交替工作。復(fù)合機(jī)器人與叉車(chē)AGV在轉(zhuǎn)接臺(tái)處完成取放貨,復(fù)合機(jī)器人與平臺(tái)式AGV在轉(zhuǎn)接處完成對(duì)接。



設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè):平臺(tái)式AGV及叉車(chē)AGV 狀態(tài)監(jiān)測(cè)包括AGV位置監(jiān)測(cè)、電量監(jiān)測(cè)、載貨狀態(tài)監(jiān)測(cè)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等;復(fù)合機(jī)器人狀態(tài)監(jiān)測(cè)包括位置監(jiān)測(cè)、電量監(jiān)測(cè)、載貨狀態(tài)監(jiān)測(cè)、使能狀態(tài)監(jiān)測(cè)和空閑狀態(tài)監(jiān)測(cè)等;雙臂機(jī)器人狀態(tài)監(jiān)測(cè)包括機(jī)器人使能狀態(tài)監(jiān)測(cè)、機(jī)器人空閑狀態(tài)監(jiān)測(cè)、料臺(tái)上下料完成狀態(tài)監(jiān)測(cè)等;立體倉(cāng)庫(kù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)包括立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)使能狀態(tài)監(jiān)測(cè)、空閑狀態(tài)監(jiān)測(cè)、貨架中貨物狀態(tài)監(jiān)測(cè)、出入庫(kù)平臺(tái)空間狀態(tài)監(jiān)測(cè)、出入庫(kù)平臺(tái)上下料完成狀態(tài)監(jiān)測(cè)等。

存儲(chǔ)管理:包括貨架庫(kù)存信息、立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)歷史信息記錄和事件日志信息。人機(jī)交互界面:包括信息顯示、手動(dòng)操作和自動(dòng)操作界面。
本文所設(shè)計(jì)的智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)對(duì)AGV和復(fù)合機(jī)器人移動(dòng)底盤(pán)的定位精度要求較高,尤其是在平臺(tái)式AGV與立體倉(cāng)庫(kù)升降式運(yùn)輸平臺(tái)對(duì)接及復(fù)合機(jī)器人和平臺(tái)式AGV對(duì)接時(shí),目前移動(dòng)底盤(pán)常用的導(dǎo)航方式很難滿(mǎn)足需求。針對(duì)目前AGV常用導(dǎo)航方式精度低、實(shí)時(shí)性差、無(wú)法實(shí)現(xiàn)位姿修正等問(wèn)題,本文提出一種二維碼視覺(jué)定位方法。將視覺(jué)攝像頭安裝于AGV的中心底部,使攝像頭光心與AGV旋轉(zhuǎn)中心重合,并在攝像頭周?chē)惭b光源,克服光線(xiàn)變化的影響。通過(guò)識(shí)別地面上的二維碼,經(jīng)視覺(jué)處理將數(shù)據(jù)反饋給AGV運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn) AGV的定位。
旋轉(zhuǎn)處理模型
旋轉(zhuǎn)處理即以中心點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)參考點(diǎn),旋轉(zhuǎn)修正,如圖10a所示。設(shè)定P0(x0 ,y0) 為輪廓中心點(diǎn)坐標(biāo),B(x23 ,y23)為待修正后矩形一邊的中心點(diǎn)坐標(biāo), A(x'23,y'23)為修正后矩形一邊的中心點(diǎn)坐標(biāo)。根據(jù)P0和B點(diǎn)坐標(biāo)求得A點(diǎn)坐標(biāo),如式(3):

齒輪箱的裝配和拆解過(guò)程嚴(yán)格按照工藝流程執(zhí)行,驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性。平臺(tái)式AGV與出入庫(kù)平臺(tái)的成功對(duì)接驗(yàn)證了本文二維碼視覺(jué)定位的有效性及穩(wěn)定性。