恭喜中国科学院福建物质结构研究所丁伟获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国科学院福建物质结构研究所申请的专利一种基于重心修正位姿的无人叉车托盘拾取方法和系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119461168B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510007107.7,技术领域涉及:B66F9/075;该发明授权一种基于重心修正位姿的无人叉车托盘拾取方法和系统是由丁伟;戴玲凤;陈豪;连明昌;陈松航;骆炜;张剑铭;王森林;王耀宗设计研发完成,并于2025-01-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于重心修正位姿的无人叉车托盘拾取方法和系统在说明书摘要公布了:本发明涉及托盘检测与定位技术领域,特别涉及一种基于重心修正位姿的无人叉车托盘拾取方法和系统,包括S1:获取RGB特征图像,定义托盘探测类别模板,建立托盘位姿估计模型;S2:实时获取称重传感器采集值;S3:进行终值一致性分析;S4:进行动态波动稳定性分析;S5:根据拾取安全系数和动态波动稳定性分析确定无人叉车的正式拾取运动规划;S6:根据力矩平衡原理,进行托盘拾取物重心投影于拾取平面坐标系的位姿调整,生成当前托盘场景的最优目标拾取姿态;S7:无人叉车系统根据最优目标拾取姿态生成最终拾取过程的规划路径,完成拾取;本申请充分考虑托盘物拾取的重心结构稳定性问题,以满足自动化无人拾取运作需求。
本发明授权一种基于重心修正位姿的无人叉车托盘拾取方法和系统在权利要求书中公布了:1.一种基于重心修正位姿的无人叉车托盘拾取方法,其特征在于:包括如下依次执行的步骤:S1:无人叉车获取目标托盘货物的RGB特征图像,建立托盘位姿估计模型,定义托盘探测类别模板,该托盘位姿估计模型基于RGB特征图像和托盘探测类别模板进行托盘位姿估计,输出预估托盘位姿,无人叉车获取所述预估托盘位姿并进行预拾取运动规划初始化,根据预拾取运动规划控制无人叉车在初始点位预拾取托盘货物;S2:无人叉车上装配有4个称重传感器分别为C1,C2,C3和C4,其中C1和C3分别一一对应安装在无人叉车的两个叉臂对应靠近前端的位置,C2和C4分别一一对应安装在无人叉车的两个叉臂对应靠近后端的位置,在拾取平面参考坐标系下,各称重传感器的坐标分别为(xC1,yC1,0)、(xC1,yC2,0)、(xC3,yC1,0)、(xC3,yC2,0),无人叉车在初始点位预拾取托盘货物过程中,实时获取4个称重传感器采集值分别为M1、M2、M3和M4;S3:进行终值一致性分析:判断初始点位预拾取的货物托盘是否满足安全运行要求,终值一致性分析的具体判断步骤如下:S3-1:采用如下公式计算当前预拾取的货物托盘所允许的偏离误差比例: ;其中,M表示托盘货物的质量值,M=M1+M2+M3+M4,M1和M3为无人叉车的叉臂前端的称重传感器采集值,M2和M4为无人叉车的叉臂后端的称重传感器采集数值,且M1和M2为同一叉臂上的称重传感器采集值,M3和M4为同一叉臂上的称重传感器采集值;拾取安全系数A的约束条件如下: ;其中,表示称重传感器采集值和,表示称重传感器采集值和;定义拾取安全系数A=0,表示称重传感器采集值满足终值一致性;定义拾取安全系数A=1,表明托盘货物存在纵向重心偏移;定义拾取安全系数A=2,表明托盘货物存在横向重心偏移;S4:进行动态波动稳定性分析:分别获取4个称重传感器采集值的0点校准状态、动态波动状态、终值保持状态和托盘释放阶段的n组采集数据,根据获取的n组采集数据进行ICC组内相关系数的一致性检验,根据ICC的数据表现判断组内称重传感器采集值的动态波动稳定性;动态波动稳定性分析的具体步骤如下:S4-1:在一次预拾取过程中,将n组采集数据划分为0点校准阶段、动态波动阶段和终值数据阶段;S4-2:将0点校准阶段、动态波动阶段和终值数据阶段的采样数据进行ICC组内相关系数方法分析;S4-3:选择双向混合效应模型,使用绝对一致性度量计算ICC组内相关系数,计算公式如下:ICC=;其中,MSr为行变量均方,即传感器变量均方,MSe为误差均方,MSc为列变量均方,即所采样称重数据变量均方,n为采集数据组数量;定义托盘拾取场景的,表示数据一致性极好;定义托盘拾取场景的,表示数据一致性较好;定义托盘拾取场景的,表示数据一致性中等或较差;S5:当拾取安全系数A=0且的情况下,将预拾取运动规划转为正式拾取运动规划,无人叉车根据正式拾取运动规划进行托盘货物的拾取;当拾取安全系数A=1或A=2时,且时,无人叉车的控制系统获取仓库地图,根据仓库地图判断运行环境平整度是否满足国际自动引导车运行环境平整度定义,若满足环境平整度定义,则将预拾取运动规划转为正式拾取运动规划,无人叉车根据正式拾取运动规划进行托盘货物的拾取,否则执行步骤S6;当拾取安全系数A=1或A=2时,且时,执行步骤S6;S6:根据力矩平衡原理,计算托盘货物重心在拾取平面坐标系的坐标,由坐标生成当前托盘场景的最优目标拾取姿态;生成最优目标拾取姿态的具体步骤如下:S6-1:根据4个称重传感器采集值,由于力矩平衡,托盘获取重心在拾取平面坐标系的坐标如下公式所示: ; ;S6-2:根据托盘货物重心在拾取平面投影坐标值作为无人叉车拾取目标托盘的参考点,生成最优目标拾取姿态: ;其中,y2为托盘探测截面中部支架中心在拾取平面坐标系的纵坐标值,LS为无人叉车的叉臂长度,d为进叉深度,d=LP-b,其中,Lp为托盘纵向长度,b为避障传感器有效探测距离极值;S7:无人叉车系统根据步骤S6计算的最优目标拾取姿态生成最终拾取过程的规划路径,完成拾取。
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