CN108910560B - 一种工业装载车辆定位装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业装载车辆定位装置，用于获取停放在装载工位的装载车辆的车厢位置信息，包括第一激光检测机构、第二激光检测机构、移动平台和控制器，其中所述第一激光检测机构用于获取车厢侧壁的第一距离数据，所述第二检测机构安装于移动平台上，所述第二激光检测机构通过移动平台进入所述车厢获取车厢内壁的第二距离数据，所述控制器根据第一距离数据和第二距离数据获取待装载车辆车厢的位置信息，可以实现任意停靠车辆的自主定位，且不受外界环境变化的影响，可协助装载机器人实现高效的装载作业。

Description

一种工业装载车辆定位装置和方法

技术领域

本发明涉及智能工厂技术领域，尤其涉及一种工业装载车辆定位装置和方法。

背景技术

在各类工业企业中，经常需要将各类物料装入运输货物的装载车辆车厢内，目前大多数企业仍然采用人工的方式进行产品或货物的装载，这种方式比较简单，不受外界环境因素的影响，灵活性大，但是这种方式往往所需人员多、需要连续重复作业，劳动强度大且工作枯燥乏味，无法满足工业自动化快速生产的需求。

而搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。最早的搬运机器人出现在1960年的美国，Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。搬运作业时是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。世界上使用的搬运机器人逾10万台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。部分发达国家已制定出了人工搬运的最大限度，超过限度的必须由搬运机器人来完成。

随着搬运机器人的不断更新和发展，生产企业逐渐利用搬运机器人取代部分人工进行作业，但是搬运机器人只能实现点到点的运动，因此对搬运的位置精度要求高，每次工业装载车辆都需要很精准的停靠在该位置处，如果早停靠过程出现位置偏差，而搬运机器人仍然按照既定的指令工作，那么装载过程必将造成失误，从而影响整个装载效率。但在实际的工作环境下，由于装载车辆的长宽高规格不一，而且由于车辆是人为停放，每次停放的位置也是随机的，停放位置往往存在位置或者角度上的较大偏差，这样搬运机器人无法获取准确的装载空间位置信息，无法进行可靠的自动装载作业。

同时，一些现有技术也通过搬运机器人配合机器视觉，来完成装载任务。利用机器视觉技术，对工业装载车辆进行图像采集、轮廓匹配等的操作，获取装载车辆的准确位置，所获取的位置相当可靠。但是机器视觉技术，利用的是图像的相关技术，而车厢的尺寸大小不一且相机的视野较大，这样必将降低采集图像的质量，对图像的高精度采集实现较为困难，而且极易受外界环境的影响，在工厂这类背景繁杂的场所出现的识别失误率较高，不利于整个装载效率。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种工业装载车辆定位装置，用于获取停放在装载工位的装载车辆的车辆的位置信息和车厢的长宽高等信息，包括第一激光检测机构、第二激光检测机构、移动平台和控制器，其中所述第一激光检测机构用于获取车厢侧壁的第一距离数据，所述第二检测机构安装于移动平台上，所述第二激光检测机构通过移动平台进入所述车厢获取车厢内壁的第二距离数据，所述控制器根据第一距离数据和第二距离数据获取待装载车辆车厢的位置信息和车厢的长宽高等信息。

优选的，所述业装载车辆定位装置还包括第三激光检测机构，所述第三激光检测机构包括设置于移动平台内的至少1个激光发射方向垂直于水平面且向下的激光测距设备，用于获取车厢底部的第三距离数据。

优选的，所述第二激光检测机构包括至少4个激光测距设备，所述4个激光测距设备的激光发射轴线处于同一水平面且激光发射方向呈十字形布置，用于获取车厢内壁的第二距离数据。

优选的，所述移动平台为安装于装载工位上的龙门式移动台，所述龙门式移动台包括行走梁、安装在行走梁上的升降杆，以及安装在升降杆底端的用于安装第二激光检测机构的安装结构，所述安装结构为设有激光通道的封闭空间。

优选的，所述安装结构内设置有安装平台，所述安装平台四周设置有水平凸台，所述第二激光检测机构的4个激光测距设备分别安装于所述水平凸台上方，所述水平凸台下方设置有调节孔，所述调节孔内设有连接上方激光测距设备的调节件，通过所述调节件可带动激光测距设备水平转动，所述第三激光检测机构的激光测距设备安装于所述安装平台下方。

优选的，所述第一激光检测机构包括至少2个处于同一水平面的激光测距设备，所述第一激光检测机构的激光发射方向面向装载工位用于获取车厢侧壁的第一距离数据，所述控制器根据所述第一距离数据获取所述装载车辆车厢的倾斜度。

本发明还公开了一种工业装载车辆定位方法，采用上述所述的工业装载车辆定位装置，具体包括如下步骤：

在收到装载车辆到位信息后，获取第一激光检测机构的第一距离数据；

控制所述移动平台移动升降杆至第一位置后，驱动升降杆下降以带动所述第二激光检测机构运动至第二位置；

获取第二激光检测机构在第二位置获取的第二距离数据；

根据第一距离数据和第二距离数据获取待装载车辆车厢的位置信息，所述位置信息包括车厢的内壁尺寸及其所在位置。

优选的，在控制所述移动平台移动升降杆至第一位置过程中，所述第三激光检测机构实时获取测距信息，记录所述测距信息出现第一次突变后的测距数据一和出现第二次突变后的测距数据二，根据所述测距数据一和测距数据二获取所述车厢侧壁高度。

优选的，所述步骤控制所述移动平台移动升降杆至第一位置后，驱动升降杆下降以带动所述第二激光检测机构运动至第二位置，还包括：控制所述移动平台移动升降杆至第一位置，获取第三检测传感器的第三距离数据；当第三距离数据在所述预设范围内时，驱动升降杆下降以带动所述第二激光检测机构运动至第二位置。

本发明通过增加激光检测机构，并将其与搬运机器人标定到同一空间坐标系中，然后分别通过多个激光检测机构从不同的方向进行测量，获取相应点的位置坐标及对应的方程式，并最终使得控制器获取装载车辆车厢内壁的4个角点的位置坐标、车辆的偏移角度以及装载高度，每次搬运机器人在进行搬运作业时，即可根据车辆厢体的空间坐标进行装载作业，可以大大降低装载的失误率，同时激光检测机构的稳定性高，不受外界环境变换的影响，保证装载过程的准确可靠，避免发生搬运过程中货物与车厢的碰撞等事故。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例公开的采用工业装载车辆定位装置的装载***杆结构示意图。

图2为本发明一实施例公开的工业装载车辆定位装置结构示意图。

图3为本发明一实施例公开的升降杆结构示意图。

图4为本发明一实施例公开的控制电路原理图。

图5为本发明一实施例公开的安装结构的结构示意图。

图6为本发明另一实施例公开的安装结构的结构示意图。

图7为本发明另一实施例公开的安装结构的结构示意图。

图8为本发明一实施例公开的工业装载车辆定位方法的步骤示意图。

图9为本发明一实施例公开的工业装载车辆定位方法的坐标定位示意图。

图10为本发明另一实施例公开的工业装载车辆定位方法的步骤示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

附图1为实施例公开的一种工业自动化装载***，包括安装在装载车辆的装载工位上的工业装载车辆定位装置1、用于装载货物的搬运机器人3和传送货物的输送带4。当装载汽车进入其装载工位时，所述工业装载车辆定位装置1即可检测确定其车厢内部具体空间位置，并发送给搬运机器人3控制器，只有在车辆定位装置1精确获取了待装载车辆的车厢内部精确位置后，搬运机器人才能根据车厢具体精确位置进行货物的搬运装载而不发生搬运过程中货物与车厢的碰撞和货物堆放混乱的问题。具体的，附图2和3为本实施例公开的一种具体的工业装载车辆定位装置1，包括第一激光检测机构11、第二激光检测机构12、移动平台和控制器14，其中所述第一激光检测机构用于获取车厢侧壁的第一距离数据，所述第二检测机构安装于移动平台上，所述第二激光检测机构通过移动平台进入所述车厢获取车厢内壁的第二距离数据，所述控制器根据第一距离数据和第二距离数据获取待装载车辆车厢的位置信息。通过增加激光检测机构，并将其与搬运机器人标定到同一空间坐标系中，然后分别通过多个激光检测机构从不同的方向进行测量，获取相应点的位置坐标及对应的方程式，并最终使得控制器获取装载车辆车厢内壁的4个角点的位置坐标、车辆的偏移角度以及装载高度，每次搬运机器人在进行搬运作业时，即可根据车辆厢体的空间坐标进行装载作业，可以大大降低装载的失误率，同时激光检测机构的稳定性高，不受外界环境变换的影响，准确度高，保证装载过程的准确可靠，避免发生搬运过程中货物与车厢的碰撞等事故。

其中，如附图3和附图4所示，所述的移动平台为安装于装载工位上的龙门式移动台，所述装载工位为矩形区域，所述龙门式移动台包括行走梁132、安装在行走梁上的升降杆133，以及安装在升降杆底端的用于安装第二激光检测机构的安装结构134，所述安装结构134为设有激光通道1341的封闭空间。具体的，所述的安装结构134可以为一密封盒，在所述密封盒的前后左右及底部均开有通孔，用于激光检测机构所发射的激光的通过，在通孔处用玻璃罩进行封闭，用于防尘、防撞且便于清洗。所述控制器14通过向第一伺服电路136发送控制信号控制步进电机驱动行走梁132沿所述龙门式移动台的两侧横梁上的轨道131进行移动。所述升降杆133也可在第二伺服电路137控制的步进电机驱动下沿行走梁132上的滑轨上下和左右移动。

在一些实施例中，所述第二激光检测机构包括至少4个激光测距设备，所述4个激光测距设备的激光发射轴线处于同一水平面且激光发射方向呈十字形布置，用于获取车厢内壁的第二距离数据。所述的第二距离数据包括各激光测距设备获取的所述激光测距设备到车厢内壁上激光照射点的距离。具体的，如附图5和6所示，所述安装结构134内设置有安装平台1342，所述安装平台1342四周设置有水平凸台1343，所述第二激光检测机构的4个激光测距设备分别安装于所述水平凸台1343上方，4个激光测距设备的激光发射方向分别朝向前后左右四个方位。所述水平凸台1343下方设置有调节孔1344，所述调节孔1344内设有连接上方激光测距设备的调节件，通过所述调节件可带动激光测距设备水平转动，可以方便工作人员对所述的激光测距设备的激光发射方向进行调整，避免在装载过程中对激光测距设备碰撞后发送发送光路的偏移而影响后续的测距数据的获取精度。在另一些实施例中，所述水平凸台下方设置的调节件包括与激光测距设备下方连接的第一齿轮，以及设置于安装平台下方的转动盘1346，所述转动盘连接有第二齿轮1345，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，工作人员可以通过转动转动盘来带动所述第二齿轮转动，从而可以对应的激光测距设备的转动，从而实现对激光测距设备的微调，使得其光轴与相邻的激光测距设备光轴间保持垂直，从而保证后续位置测量的精确。在另一些实施例中，所述的第二齿轮具有2个，所述的正对设置的2个激光测距设备下方的各自的第一次齿轮与同一个第二齿轮啮合，转动所述的第二齿轮即可同时对两个光轴位于同一直线的激光设备进行发射角度调节，使得两激光设备的光轴始终位于同一直线，调节方便。

在一些实施例中，所述工业装载车辆定位装置还包括第三激光检测机构，所述第三激光检测机构包括设置于移动平台内的至少1个激光发射方向垂直于水平面且向下的激光测距设备，用于获取车厢底部的第三距离数据，其中所述的第三距离数据为从所述第三激光检测机构至车厢底部激光照射点的距离数据。具体的，所述第三激光检测机构的激光测距设备安装于所述安装平台下方，所述第三激光检测机构可以为1个激光发射方向垂直于水平面且向下的激光测距设备，所述的该激光测距设备可安装于安装平台1342的下方，也可安装于转动盘1346的下方，激光发射方向竖直向下。在另一些优选实施例中，所述安装平台1342的下部设置有可动支撑台，所述可动支撑台包括万向调节件，所述万向调节件可以为使得可动支撑台与安装平台间的连接角度任意变化，第三激光检测机构的激光测距设备安装于可动支撑台下方，通过可动支撑台，工作人员可以方便的对第三激光检测机构的激光测距设备的光轴方向进行微调，保证其始终处于竖直向下的方向，从而保证后续车厢的位置信息的准确性。

在一些优选实施例中，所述第一激光检测机构包括至少2个处于同一水平面的激光测距设备11、11’，所述第一激光检测机构的激光发射方向面向装载工位用于获取车厢侧壁的第一距离数据，所述控制器根据所述第一距离数据获取所述装载车辆车厢的倾斜度。具体的，所述的2个激光测量设备固定于外部固定支架上，其投射方向指向车厢，所述固定支架的安装面平行于所述装载车位的侧边沿。这第一激光检测机构的这两个激光测量设备安装距离可根据车厢的尺寸进行调整，只需满足其投射点均位于车厢同一侧平面上即可，投射点的位置越靠近车厢的边缘，获得的数据越精确，因此根据实际情况可进行调整，利用所述的两个激光测量设备，可以分别在装载车辆的同一侧平面上形成投射点，利用激光测距的原理可以分别获得相对应的坐标点，通过控制器计算即可获取装载车辆车厢的倾斜角度。

在一些实施例中，所述的工业装载车辆定位装置还包括设置于装载工位上的停车指示带135，车辆司机可根据所述停车指示带判断车辆的大致停放位置，当然也可在所述停车指示带设置停车位置检测器，例如红外传感器或压力传感器等，用于感测车辆的位置，进而可触发移动平台和各激光检测机构开始工作，进一步提高车辆的停放位置的精度，并提高定位装置的处理效率。

附图8为一实施例公开的一种工业装载车辆定位方法，通过采用前述各实施例所述的工业装载车辆定位装置，获取所述位于装载工位上的待装载车辆车厢的内部空间位置信息。在进行车辆货物装载时，司机将车驶入对应装载工位的停车指示带处，由于存在一定的停车误差，因此需要确定其位置坐标以及偏转角度。在本实施例中，如附图9所示，控制器以外部固定支架上的第一激光检测机构的2个激光测量设备所在的平面为参考平面，并在装载工位区域的中心设定空间坐标系0xyz，其中0xy平面与参考平面重合，z方向竖直向下为正方向，并满足右手定则。通过控制器控制相关的移动平台，当装载车辆驶入既定位置后，第二和第三检测检测机构从初始位置沿路径R1运动置空间坐标系0xyz原点的正上方位置处，然后沿z轴正方向移动运动置空间坐标系的原点，使安装有第一和二激光检测机构的安装平台的几何中心与空间坐标系的0xyz的原点重合，并使激光检测机构内的每一个激光测量设备的投射方向均平行于相对应的坐标轴。待车辆定位结束后，通过控制相关的机械装置，整个激光测量设备首先沿z轴负方向向上移动，并沿着路径R2回到初始位置，等待下一次的车辆定位操作，具体定位方法步骤如下：

S1，在收到装载车辆到位信息后，获取第一激光检测机构的第一距离数据。

如附图9所示，所述第一激光检测机构的2个处于同一水平面的激光测距设备为激光测量设备A和B，所述激光测量设备A和B固定安装于同一水平直线上，方向与y轴方向平行，激光测量设备A和B水平之间的安装距离d，可根据装载车辆的大小进行调整，安装的要求满足确保激光测量设备A和B的投射点在装载车辆的同一侧平面m1上即可。根据激光测量设备A和B在中心坐标系0xy的安装位置，可以确定其在中心坐标系0xy下的位置坐标，分别为A(Xa，Ya)和B(Xb，Yb)。

激光测量设备A和B可以分别在装载车辆的车厢外侧一平面m1上形成投射点，所述控制器获取该激光测量设备A和B的测距数据后，利用激光测距的原理可以分别获得相对应的坐标点，分别为(x₁，y₁)和(x₂，y₂)，因此可以求出装载车辆的车厢相对于激光测量设备A和B连线的倾斜角度θ，即

在另一些实施例中，该步骤S1也可以跟后续步骤S2或S3同时进行，或者在完成步骤S2或S3后再进行该步骤都是可行的。

S2，控制所述移动平台移动升降杆至第一位置后，驱动升降杆下降以带动所述第二激光检测机构运动至第二位置。其中所述的第一位置为控制器预设的装载工位上方一位置，即坐标系0xyz原点的正上方位置，第二位置为控制器预设的第二激光检测机构开始检测车厢侧壁距离的位置，即使得安装有第一和二激光检测机构的安装平台的几何中心与空间坐标系的0xyz的原点重合的位置。

在一些实施例中，控制器在控制所述移动平台移动升降杆至第一位置过程中，所述第三激光检测机构实时获取测距信息，记录所述测距信息出现第一次突变后的测距数据一和出现第二次突变后的测距数据二，根据所述测距数据一和测距数据二获取所述车厢侧壁高度。

具体的，在本实施例中所述第三激光检测机构为安装于安装平台下方的1个激光测量设备G，其安装投射方向竖直向下并与Z轴正方向方向一致，当安装平台在移动路径R1上，激光测量设备G工作，在路径R1上投射一系列的点，当相邻两点Z方向的距离第一次出现突变时，后面检测的点即为投射在车厢侧壁上边沿的点，记录突变后获得的该测距数据即为测距数据一；同时当相邻两点Z方向的距离第二次出现突变时，后面检测的点即为投射在车厢底部上的点，记录此时的测距数据即为测距数据二，因此控制器即可根据测距数据一和测距数据二的差值获得所述车厢侧壁高度。

在另一些实施例中，如附图9所示，所述步骤S2还包括：

S21，控制所述移动平台移动升降杆至第一位置，获取第三检测传感器的第三距离数据。具体的，其中所述的第一位置为前述的坐标系0xyz原点的正上方位置，此时激光测量设备G工作，获取该位置的测距数据并发送给控制器。

S22，当第三距离数据在所述预设范围内时，驱动升降杆下降以带动所述第二激光检测机构运动至第二位置。具体的，所述预设范围可以为一个控制器预设的安全区间值，当所述的第三距离数据超过所述预设范围区间时，即表明车厢底部位置过低或者该位置没有车厢存在，或存在其他测距故障需要停止装载。当所述的第三距离数据低于所述预设范围区间时，表明该车厢底部位置过高，或者该车厢已经存在货物，无法进行货物的装载，同时停止后续的升降杆下降动作以避免升降杆碰撞车厢或货物等情况，同时停止后续的装载工序或输出报警信息，提供货物装载的安全性。

S3，获取第二激光检测机构在第二位置获取的第二距离数据。

在本实施例中，所述的激光测量设备采用4个激光设备，如附图9所示，可分别命名为激光设备C、D、E、F。所述的激光设备C、D、E、F分别将其获取的测距数据实时发送给控制器，控制器可根据各数据获取其激光发射设备对应的在车厢内壁上的投射点。其中，激光测量设备C，其投射方向与x轴平行，朝向为x轴负方向，其投射点与激光测量设备A和B的投射点在同一侧车厢的壁面m1上，利用激光测距的原理可以获得相应的坐标点即为(X₃，Y₃)。激光测量设备D，其投射方向与y轴平行，朝向为y轴正方向，其投射点位于车厢内壁面m2上，利用激光测距的原理可以获得相应的坐标点即为(X₄，Y₄)。激光测量设备E，其投射方向与x轴平行，朝向为x轴正方向，其投射点位于车厢内壁面m3上，利用激光测距的原理可以获得相应的坐标点即为(X₅，Y₅)。激光测量设备F，其投射方向与y轴平行，朝向为y轴负方向，其投射点位于车厢内壁面m4上，利用激光测距的原理可以获得相应的坐标点即为(X₆，Y₆)。

S4，根据第一距离数据和第二距离数据获取待装载车辆车厢的位置信息，所述位置信息包括车厢的内壁尺寸及其所在位置。

具体的，控制器在获取了激光测量设备C在与激光测量设备A和B的投射点在同一侧平面m1上的投射点的坐标(X₃，Y₃)后，可计算出该车厢壁L1的斜率为：因此可以求出L1的方程：

激光测量设备D，其投射方向与y轴平行，朝向为y轴正方向，其投射点位于面m2上，利用激光测距的原理可以获得相应的坐标点即为(X₄，Y₄)，而直线L2的斜率为k₂，与直线L1之间的关系为：k₁×k₂＝-1。

因此可以得到直线L2的斜率：L2的方程为：

激光测量设备E，其投射方向与x轴平行，朝向为x轴正方向，其投射点位于面m3上，利用激光测距的原理可以获得相应的坐标点即为(X₅，Y₅)，而直线L3的斜率为k₃，直线L3与直线L1平行，因此直线L3的斜率：L3的方程为：

激光测量设备F，其投射方向与y轴平行，朝向为y轴负方向，其投射点位于面m4上，利用激光测距的原理可以获得相应的坐标点即为(X₆，Y₆)，而直线L4的斜率为k₄，与直线L1之间的关系为：k₁×k₄＝-1，因此可以得到直线L4的斜率：L4的方程为：

确定工业装载车辆车厢的相对位置，需要确定其车厢4个顶点的位置坐标，即确定车厢顶点P1、P2、P3、P4的坐标。

根据直线L1和直线L4的位置关系，可以确定P1的位置坐标：

同理根据直线L1和直线L2的位置关系，可以确定P2的位置坐标：

同理根据直线L2和直线L3的位置关系，可以确定P3的位置坐标：

同理根据直线L3和直线L4的位置关系，可以确定P4的位置坐标：

因此可以精准的获得车厢四角的位置坐标、偏转角度：

本万法通过至少7个激光测重设备，将其与搬运机器人标定到同一空间坐标系中，然后分别从不同的方向进行测量，获取装载车辆车厢相应点的位置坐标及对应的方程式，并最终获取装载车辆车厢的4个角点的位置坐标、车辆的偏移角度以及装载高度，每次搬运机器人在进行搬运作业时，可根据车辆厢体的空间坐标进行装载作业，可以大大降低装载的失误率，同时激光测量设备的稳定性高，不受外界环境变换的影响，保证车辆装载过程的准确性与可靠性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种工业装载车辆定位方法，使用工业装载车辆定位装置获取停放在装载工位的装载车辆的车厢位置信息，其特征在于：

所述工业装载车辆定位装置包括第一激光检测机构、第二激光检测机构、第三激光检测机构、移动平台和控制器，其中所述第一激光检测机构用于获取车厢侧壁的第一距离数据，所述第二激光检测机构安装于移动平台上，所述第二激光检测机构通过移动平台进入所述车厢获取车厢内壁的第二距离数据，所述控制器根据第一距离数据和第二距离数据获取待装载车辆车厢的位置信息，所述第三激光检测机构包括设置于移动平台内的至少1个激光发射方向垂直于水平面且向下的激光测距设备，用于获取车厢底部的第三距离数据；

所述移动平台为安装于装载工位上的龙门式移动台，所述龙门式移动台包括行走梁、安装在行走梁上的升降杆，以及安装在升降杆底端的用于安装第二激光检测机构的安装结构，所述安装结构为设有激光通道的封闭空间；所述安装结构内设置有安装平台，所述安装平台四周设置有水平凸台，所述第二激光检测机构的4个激光测距设备分别安装于所述水平凸台上方，所述水平凸台下方设置有调节孔，所述调节孔内设有连接上方激光测距设备的调节件，通过所述调节件可带动激光测距设备水平转动，所述第三激光检测机构的激光测距设备安装于所述安装平台下方；

所述水平凸台下方设置的调节件包括与激光测距设备下方连接的第一齿轮，以及设置于安装平台下方的转动盘，所述转动盘连接有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，通过转动转动盘来带动所述第二齿轮转动实现对激光测距设备的微调，使得其光轴与相邻的激光测距设备光轴间保持垂直；其中第二齿轮具有两个，正对设置的两个激光测距设备下方的各自的第一次齿轮与同一个第二齿轮啮合，转动第二齿轮即能够同时对两个光轴位于同一直线的激光设备进行发射角度调节；

其中安装平台的下部设置有可动支撑台，所述可动支撑台包括万向调节件，所述万向调节件可以为使得可动支撑台与安装平台间的连接角度任意变化，第三激光检测机构的激光测距设备安装于可动支撑台下方，通过可动支撑台能够对第三激光检测机构的激光测距设备的光轴方向进行微调；

其中所述工业装载车辆定位方法包括：

在收到装载车辆到位信息后，获取第一激光检测机构的第一距离数据；

控制所述移动平台移动升降杆至第一位置后，驱动升降杆下降以带动所述第二激光检测机构运动至第二位置；

获取第二激光检测机构在第二位置获取的第二距离数据；其中激光测量设备采用4个激光设备，分别命名为激光设备C、D、E、F；所述的激光设备C、D、E、F分别将其获取的测距数据实时发送给控制器，控制器可根据各数据获取其激光发射设备对应的在车厢内壁上的投射点；其中激光测量设备C，其投射方向与x轴平行，朝向为x轴负方向，其投射点与激光测量设备A和B的投射点在同一侧车厢的壁面m1上，相应的坐标点为(X₃,Y₃)；激光测量设备D，其投射方向与y轴平行，朝向为y轴正方向，其投射点位于车厢内壁面m2上，相应的坐标点为(X₄,Y₄)；激光测量设备E，其投射方向与x轴平行，朝向为x轴正方向，其投射点位于车厢内壁面m3上，相应的坐标点为(X₅,Y₅)；激光测量设备F，其投射方向与y轴平行，朝向为y轴负方向，其投射点位于车厢内壁面m4上，相应的坐标点为(X₆,Y₆)；

根据第一距离数据和第二距离数据获取待装载车辆车厢的位置信息，所述位置信息包括车厢的内壁尺寸及其所在位置；具体包括：控制器在获取了激光测量设备C在与激光测量设备A和B的投射点在同一侧平面m1上的投射点的坐标(X₃,Y₃)后，计算出车厢壁L1的斜率为：即L1的方程：

激光测量设备D，利用激光测距的原理获得相应的坐标点即为(X₄,Y₄)，而直线L2的斜率为k₂，与直线L1之间的关系为：k₁×k₂＝-1，得到直线L2的斜率：L2的方程为：/>

激光测量设备E，利用激光测距的原理获得相应的坐标点即为(X₅,Y₅)，而直线L3的斜率为k₃，直线L3与直线L1平行，直线L3的斜率：L3的方程为：

激光测量设备F，其投射点位于面m4上，利用激光测距的原理获得相应的坐标点即为(X₆,Y₆)，而直线L4的斜率为k₄，与直线L1之间的关系为：k₁×k₄＝-1，得到直线L4的斜率：L4的方程为：

然后确定车厢顶点P1、P2、P3、P4的坐标；根据直线L1和直线L4的位置关系，确定P1的位置坐标：

根据直线L1和直线L2的位置关系，确定P2的位置坐标：

根据直线L2和直线L3的位置关系，确定P3的位置坐标：

根据直线L3和直线L4的位置关系，确定P4的位置坐标：

最后获得车厢四角的位置坐标、偏转角度：

2.根据权利要求1所述的工业装载车辆定位方法，其特征在于：所述第二激光检测机构包括至少4个激光测距设备，所述4个激光测距设备的激光发射轴线处于同一水平面且激光发射方向呈十字形布置，用于获取车厢内壁的第二距离数据。

3.根据权利要求2所述的工业装载车辆定位方法，其特征在于：所述第一激光检测机构包括至少2个处于同一水平面的激光测距设备，所述第一激光检测机构的激光发射方向面向装载工位用于获取车厢侧壁的第一距离数据，所述控制器根据所述第一距离数据获取所述装载车辆车厢的倾斜度。

4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于：

在控制所述移动平台移动升降杆至第一位置过程中，所述第三激光检测机构实时获取测距信息，记录所述测距信息出现第一次突变后的测距数据一和出现第二次突变后的测距数据二，根据所述测距数据一和测距数据二获取所述车厢侧壁高度。

5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述步骤控制所述移动平台移动升降杆至第一位置后，驱动升降杆下降以带动所述第二激光检测机构运动至第二位置，还包括：

控制所述移动平台移动升降杆至第一位置，获取第三检测传感器的第三距离数据；

当第三距离数据在预设范围内时，驱动升降杆下降以带动所述第二激光检测机构运动至第二位置。