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倉儲堆垛貨物定位方法與裝置的制造方法_2

文(wen)檔(dang)序號:8934565閱讀:來源:國知局
目標區域可參見如圖2所示的一倉儲區域,在該區域內,設有主傳 感器,以及附屬傳感器,附屬傳感器包括傳感器1、傳感器2、傳感器3以及傳感器4,標簽為 UWB標簽,可以發送UWB脈沖,傳感器通過接收該UWB脈沖,測量UWB脈沖信號到達的時間差 或信號到達的角度,并經定位軟件計算出標簽的位置。因此,本實施例中所述的目標區域即 為包括上述硬件設施的倉儲空間。但本實施例不對傳感器的數量,標簽的類別以及定位軟 件做限制。
[0037] 本實施例的技術方案中,對上述的目標區域進行二維網格劃分。該劃分應依據一 定的劃分標準,例如網格的大小,形狀均應根據倉儲環境以及定位設備的精度高低來做出 相應調整,因此不是隨意劃分。
[0038] 本實施例的技術方案中,對上述的目標區域進行二維網格劃分。該劃分應依據一 定的劃分標準,例如網格的大小,形狀均應根據倉儲環境以及定位設備的精度高低來做出 相應調整,因此不是隨意劃分。
[0039] 具體的說,本申請所采用的預設劃分規則是:獲取定位設備的定位精度與目標庫 房的預設精度閾值;控制所述二維網格的邊長不大于所述定位精度的2倍,以及不小于所 述預設精度閾值的2倍。
[0040] 例如,定位設備的定位精度是10米,則二維網格的邊長應小于5米,否則會導致待 測目標所處網格的誤判。
[0041] 上述預設規則使得二維網格的邊長不大于監控現場所要求的最低定位精度的兩 倍,否則網格四參考點處的誤差不能代表網格內的待測目標的誤差規律。
[0042] 對上述劃分出的二維網格上選取參考點,獲取參考點的矢量誤差,以此對二維網 格內貨物的測量坐標進行補償,以獲取更為精確的定位數據。即步驟S103中的,比較每個 參考點的第一測量坐標與實際坐標,得到每個所述參考點的矢量誤差。
[0043] 步驟S103的【具體實施方式】,可參見圖3所示,在一個設有若干個傳感器的二維目 標區域內,將該二維區域劃分成若干個方形網格,選取方形的四個頂點作為參考點,在參考 點處,放置UWB標簽,與傳感器配合工作,獲取參考點處的測量坐標,即為本實施例的第一 測量坐標,該第一測量坐標與參考點在二維區域內的實際坐標進行對比,得到每個參考點 的矢量誤差,在對該二維區域內的任何一個點進行定位時,均用參考點的矢量誤差對定位 進txfe正,以提尚定位的精確度。
[0044] 在步驟S105中,獲取所述目標區域中目標貨物的第二測量坐標,以及確定所述目 標貨物所對應的參考點。更具體的,將倉儲中堆垛貨物與標簽綁定,尋找標簽所處二維網 格,根據貨物所處網格,或者網格分割線,或者網格頂點,來確定對第二測量坐班進行校正 的參考點。即步驟S107中,根據所述參考點的誤差矢量對所述第二測量坐標進行校正,得 到所述目標貨物的定位坐標。
[0045] 例如,堆垛貨物處在一網格內部,則用用該網格的四參考點的誤差矢量,對標簽的 測量坐標值進行校正,將校正后坐標作為堆垛的最終定位位置。本方法可有效減少危化品 倉儲堆垛貨物的UWB定位誤差。
[0046] 上述步驟SlOl-步驟S107中所述的技術方案,解決了現有定位技術中,定位結果 的計算由信號傳輸的直達路徑和到達角度決定,在倉庫足夠大的情況下,倉儲地面上一小 片區域內的不同點的直射路徑差和到達角度差別不大,因此該區域內監測點的定位結果誤 差應該有相同或相似的規律。本發明的上述技術方案為方便衡量活動標簽在到倉庫四角四 個傳感器的方向上的誤差,選擇將倉庫區域網格化劃分,在每個朝向傳感器的方向上設置 參考點,即形成了一種四參考點矢量補償的定位方法。
[0047] 優選地,所述確定所述目標貨物所對應的參考點包括:判斷所述目標貨物在所述 目標區域內所處的位置,并得一判斷結果;在所述判斷結果為所述目標貨物處于所述二維 網格內,確定所述二維網格的四個頂點作為所述目標貨物的參考點;在所述判斷結果為所 述目標貨物處于所述二維網格的分割線段上時,確定所述分割線段的兩端點作為所述目 標貨物的參考點;在所述判斷結果為所述目標貨物處于所述二維網格的頂點時,確定所述 頂點為所述目標貨物的參考點。
[0048] 在本實施例的上述技術方案中,考慮到堆垛貨物并不是都落在二維網格內部。因 此,在堆垛貨物處于二維網格分割線以及二維網格頂點處時,均給出選擇參考點的實施方 案。
[0049] 以堆垛貨物落在二維網格內部為例,定義二維網格的四個頂點為參考點,所述四 個參考點的誤差矢量分別為:Ii., I2.,: X4丨獲取所述四個參考點的誤差矢量和,為
,用所述誤差矢量和反向補償所述第二測量坐標PMn,則得到所述目標貨物的坐 標為
記為PM' n,則PMn為所述定位坐標。
[0050] 本實施例的技術方案采用的是英國Ubisense7000系統提供的標簽(tags)和傳感 器(Ubisense sensors),搭建危化品倉儲堆垛定位平臺。Ubisense系統工作時,通過傳統 的2. 4GHz RF信道指示標簽發出脈沖信號,提供標簽與傳感器之間的雙向通路。標簽發出 一個7. 2GHz的脈沖序列信號,被傳感器接收,傳感器采用信號到達的時間差和信號到達的 角度算法,經軟件平臺計算出標簽的精確位置。標簽位置能被任意兩個信息計算出來,比如 時間差和一個到達的角度A,或者兩個到達的角度,因此,標簽最少只需兩個傳感器便可進 行定位,實際應用中,更多的傳感器能保證定位精度的可靠性與有效性。同時,Ubisense系 統可靈活設置標簽數據更新率,傳感器網絡上報的位置數據經處理后,可通過基于.NET的 API與上層軟件進行交互。
[0051] 測量參考點實際坐標的工具是激光測距儀LDM-100,測量精度為0. 0015m。
[0052] 具體參見圖2中所顯示的測試所用的模擬危化品堆垛倉庫的形狀,俯視時為上底 3. 323m,下底7. 311m,高4. 945m的平面梯形區域,為便于數據的分析和處理,在模擬倉庫內 建立空間直角坐標系。各個傳感器的坐標分別為:
[0053] 主傳感器(0· 144,0· 172,2· 545);
[0054] 傳感器 1 (0· 254,4. 763, 2. 553);
[0055] 傳感器 2(3. 387,4. 810, 2. 543);
[0056] 傳感器 3(3. 434,0· 137, 2. 517);
[0057] 傳感器 4(7. 654,0· 565, 2· 545);
[0058] 圖4為圖2所述的倉儲堆垛貨物定位方法的參考點及測試點示意圖。
[0059] 設定危化品倉儲中的參考點。經測試,該倉儲環境的最好定位精度在0. 15m以內, 最大定位誤差在0. 4m左右,因此將UWB信號覆蓋的倉儲空間按地面劃分為0. 3mX0. 3m的 正方形網格,通過激光測距儀依次測出各個參考點的實際坐標,記錄。
[0060] 本例中,對被監控區域,得到各測量點的UWB測量數據,根據測量結果判斷其所處 的網格及參考點。為方便誤差矢量數據的顯示,不失一般性,本例圈出了三個小區域的參考 點和測量點分布圖,將這三個小區域從左向右分別編號為Gl,G2,G3。每個小區域內含4個 測試點,其測試結果分別落在Gl,G2, G3的4個小網格中。
[0061] 通過UWB定位設備得到Gl,G2,G3區域各個參考點處的測量坐標,建立實際坐標指 向測量坐標的矢量,如圖4。根據三個區域的參考點測量結果顯示,每個網格四個頂點處的 誤差矢量都不相同,將每個網格的四個參考點的矢量相加后平均,得到誤差矢量和。而 該四點組成的網格內的任意測量點的誤差,可由Am近似替代。
[0062] 以Gl區域中左上角四個參考點組成的小網格為例,其各個參考點的坐標分別為:
[0065] 計算誤差矢量
[0070] 圖5為圖4所述的堆垛貨物經四參考點矢量校正后的測量位置與實際位置對比 圖。參考圖5所示,以Gl區域中左上方四個參考點組成的小網格為例,計算小網格四個參 考點的誤差矢量和
[0072] 得到該網格內測試點的計算坐標:
[0073] (3. 105, 2. 471) + (0. 079, -0· 418) = (3. 184, 2. 053)
[0074] 為驗證四參考點矢量校正方法是否有效,計算各測試點校正前后到實際值的坐標 距離,有:
[0077] 可見該網格內,校正后的定位坐標與校正前的定位坐標相比,距實際值的距離更 近,證明了四參考點矢量校正方法有效。
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