[發明專利]一種無人叉車的自動叉取方法在審

申請號：	202111430280.6	申請日：	2021-11-29
公開（公告）號：	CN114195045A	公開（公告）日：	2022-03-18
發明（設計）人：	田豐;楊澤鋒;葉國云;泮振宇;張堯堯;謝武達	申請（專利權）人：	寧波如意股份有限公司
主分類號：	B66F9/06	分類號：	B66F9/06;B66F9/075;G05D1/02
代理公司：	寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243	代理人：	鮑英彬
地址：	315600 浙江***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種無人叉車自動方法
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【說明書】：

本發明公開了一種無人叉車的自動叉取方法，具體涉及無人叉車技術領域，包括步驟：基于目標坐標系和叉車坐標系，通過視覺傳感器獲取目標托盤相對于叉車的叉取位姿；根據叉取位姿，基于位姿鎮定算法控制叉車移動至目標托盤正前方的調校點；根據叉車實時的速度信息構建叉車的運動學模型；根據運動學模型構建叉車行進并叉取過程中，當前時刻叉車位姿與叉取位姿的誤差方程；獲取誤差方程微分后的微分方程并帶入軌跡跟蹤控制律公式，獲取下一時刻的速度信息；根據下一時刻的速度信息控制叉車進行速度狀態調整直至叉車位姿到達叉取位姿。本發明將叉車的托盤叉取過程分為兩個階段，通過不同的算法實現了無人叉車高效、精準的目標托盤叉取。

技術領域

本發明涉及無人叉車技術領域，具體涉及一種無人叉車的自動叉取方法。

背景技術

目前的無人叉車主要是基于激光/視覺系統進行導航定位，實現叉車自主搬運貨物。其具體實現方式為：將激光/視覺裝置安裝在叉車主體的頂部，使激光/視覺裝置具有較高處的視野，以用于識別周邊環境或預先設置的靶標，進而得到叉車的位置信息，實現叉車自主搬運貨物。然而現有無人倉儲應用中的托盤自動搬運任務，托盤在經過上游操作后的放置位置(因人工或其它因素)往往存在較大偏移(如圖2所示)。因此，僅僅是根據叉車位置進行簡單的位姿調整使其對準，，是難以很好的根據標準的靶標-插孔方位關系進行目標托盤插孔的對齊的，從而導致無人叉車托盤叉取的失敗，亦有可能對無人叉車或托盤及所載貨物造成損壞。

發明內容

為了滿足托盤沒有完全擺正情況下，無人叉車對于托盤的安全叉取，本發明提出了一種無人叉車的自動叉取方法，以目標托盤的慣性原點為目標原點構建目標坐標系，以叉車輪軸中心點為叉車原點構建叉車坐標系，包括步驟：

S1：基于目標坐標系和叉車坐標系，通過視覺傳感器獲取目標托盤相對于叉車的叉取位姿；

S2：根據叉取位姿，基于位姿鎮定算法控制叉車移動至目標托盤正前方的調校點；

S3：根據叉車實時的速度信息構建叉車的運動學模型；

S4：根據運動學模型構建叉車行進并叉取過程中，當前時刻叉車位姿與叉取位姿的誤差方程；

S5：獲取誤差方程微分后的微分方程并帶入軌跡跟蹤控制律公式，獲取下一時刻的速度信息；

S6：根據下一時刻的速度信息控制叉車進行速度狀態調整；

S7：判斷叉車位姿是否到達叉取位姿，若否，返回S3步驟，若是，完成叉取動作；

所述目標托盤的叉取方向為目標坐標系的第一軸向，所述叉車輪軸的中垂線為叉車坐標系的第一軸向。

進一步地，所述S2步驟中，位姿鎮定算法可表述為如下公式，

式中，r為目標原點與叉車原點之間的直線距離，α為目標原點與叉車原點連線與叉車坐標系第一軸向的角度，β為目標原點與叉車原點連線與目標坐標系第一軸向的角度，θ為β與α之間的夾角，v為叉車的線速度，ω為叉車的角速度。