CN111445183A - 一种基于无人机的rfid仓储物流盘库方法和*** - Google Patents

一种基于无人机的rfid仓储物流盘库方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无人机的RFID仓储物流盘库方法和***。包括：(1)仓库信息管理***生成盘库任务单并以货架的形式分配给闲置的无人机；(2)无人机通过RFID读卡器识别目标货架，并对目标货架中的待盘点库位进行巡航盘点；(3)仓库管理***接收到完成盘点任务无人机的反馈消息后，会根据实时更新的盘库任务单判断是否还有待盘点货架，若有则分配新盘点任务给无人机，若无则所有盘点任务完成，无人机返回闲置区或执行其他仓库任务。解决了传统方法效率低下，高层货架盘点困难的问题。

Description

一种基于无人机的RFID仓储物流盘库方法和***
技术领域
本发明涉及仓储物流技术领域，具体涉及一种基于无人机的RFID仓储物流盘库方法和***。
背景技术
目前，很大一部分企业还在使用地面机器人甚至是人工进行巡查盘库，如公开号为CN102663576A的专利申请公开的一种基于无线射频识别技术的钢铁成品智能仓储***。再如公开号为CN110111040A的专利申请公开的一种用于化学品的仓储物流控制方法。这样的方法不仅需要耗费大量的人力资源，且在对层数较高的货架进行盘点时较难适应。因此，结合现代先进的物联网技术研究一种新型的盘库方法显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无人机的RFID仓储物流盘库方法，解决了传统方法效率低下，高层货架盘点困难的问题。
本发明的技术方案为：
第一方面，一种基于无人机的RFID仓储物流盘库***，包括仓库管理***、多个无人机以及多个货架，其中，
每个货架上具有库位标签，货架上的托盘上具有托盘标签，托盘上的货物具有货物标签；
仓库管理***包含通讯模块、***处理器、图像处理***，其中，通讯模块用于仓库管理***与无人机的信息交互；数据处理模块用于对整个盘库***过程的信息处理，具体包括生成、更新以及分配盘库任务单、无人机闲置判断；图像处理***用于处理无人机的扫描结果，从无人机的扫描结果中分析获得盘点信息，完成最后的盘点任务；
每个无人机包括RFID读卡器、定位模块、高度传感器、摄像头、防碰模块、通讯模块以及核心处理模块，其中，RFID读卡器用于识别库位标签、托盘标签和货物标签；定位模块用于定位无人机所在仓库位置；高度传感器用于定位无人机飞行高度；摄像头用于库位货物扫描；防碰模块用于防止无人机与其他无人机或货架发生碰撞；通讯模块用于无人机与仓库管理***的信息交互；核心处理模块用于处理所有的无人机数据，具体包括判断货架巡航区域，根据无人机数据判断无人机所处的位置以及库位的盘点情况。
第二方面，一种无人机的RFID仓储物流盘库方法，所述方法利用权利要求1所述的RFID仓储物流盘库***，所述方法包括以下步骤：
(1)仓库信息管理***生成盘库任务单并以货架的形式分配给闲置的无人机；
(2)所述闲置无人机通过RFID读卡器识别目标货架，并对目标货架中的待盘点库位进行巡航盘点；
(3)仓库管理***接收到完成盘点任务无人机的反馈消息后，会根据实时更新的盘库任务单判断是否还有待盘点货架，若有则分配新盘点任务给无人机，若无则所有盘点任务完成，无人机返回闲置区或执行其他仓库任务。
其中，步骤(1)具体包括：
(1-1)仓库管理***根据当前仓库存储状态自动生成盘库任务单；
(1-2)仓库管理***生成盘库任务单后，仓库管理***开始实时获取盘库任务单的完成状态并更新盘库任务单，同时实时获取无人机的工作状态；
(1-3)仓库管理***获取所有无人机工作状态后判断出所有正在闲置的无人机，并将所有在同一货架的待盘点库位规划为一个盘点任务，盘点任务以货架的形式分配给最近的无人机盘点。
优选地，所述方法还包括：
无人机接收到盘点任务后会通过通讯模块发送反馈消息至仓库管理***，仓库管理***将更新该货架的所有库位为正在盘点，执行任务无人机工作状态为正在工作。
其中，步骤(2)的具体过程为：
(2-1)无人机到达待盘点货架后，根据所分配待盘点货架的所有待盘点库位的位置，判断出该货架的待盘点库位巡航区；
(2-2)无人机判断是否到达巡航区域最高行，在没有到达巡航区域最高行时，调整无人机飞行高度，直到到达巡航区域最高行为止；
(2-3)正确定位库位巡航区最高行后，无人机开始盘点最高行待盘点库位，从该行距离最近的库位向最远的库位依次盘点；
(2-4)无人机判断到盘点完成该行最后一个库位时，则开始进行库位巡航区的下一行盘点；
(2-5)无人机判断巡航盘点完该行最后一个库位，且该行为库位巡航区最后一行，则结束此次盘点。
其中，步骤(2-4)中，无人机盘点完一行的待盘点库位后，根据所执行的盘库单判断出下一行两端待扫描库位距离无人机列数最近的库位；库位确定后横向飞行至该库位同列，扫描所在列所在库位的库位标签并确认正确后，调整飞行高度至盘点库位，扫描所在库位的库位标签、托盘标签和货物标签，确认正确后开始该行的库位巡航盘点；若判断出下一行两端待扫描库位距离相同，则优先盘点列数较小的库位。
优选地，所述方法还包括：
无人机巡航盘点完所有待盘点货架的待盘点库位后发送反馈消息至仓库管理***，仓库管理***将更新该任务货架的所有待库位为盘点完成。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过无人机代替传统的人工进行货物盘点，能够自主完成高层货架的盘点任务，节约了大量的人力资源。本发明无人机采用RFID读卡器识别货物标签、托盘标签和库位标签，使得本发明***能够较稳定的获取仓库的相关信息。本发明无人机通过通讯模块与仓库管理***实时交互信息，使得仓库管理***能够实时监控管理仓库货物及无人机。本发明采用指定盘点巡航区进行盘点任务，从而大大提高了本发明***的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是本发明实施例提供的基于无人机的RFID仓储物流盘库***的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的基于无人机的RFID仓储物流盘库方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的无人机货物巡航盘点的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的无人机货物巡航盘点的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
为了解决传统仓储物流盘库方法效率低下，高层货架盘点困难的问题。本实施例提供了一种基于无人机的RFID仓储物流盘库方法和***。
图1为基于无人机的RFID仓储物流盘库***的结构示意图。如图1所示，该RFID仓储物流盘库***包括仓库管理***、多个无人机以及多个货架，其中，每个货架上具有库位标签，货架上的托盘上具有托盘标签，托盘上的货物具有货物标签。
仓库管理***包含通讯模块、***处理器、图像处理***，其中，通讯模块用于仓库管理***与无人机的信息交互；数据处理模块用于对整个盘库***过程的信息处理，具体包括生成、更新以及分配盘库任务单、无人机闲置判断；图像处理***用于处理无人机的扫描结果，从无人机的扫描结果中分析获得盘点信息，完成最后的盘点任务。
每个无人机包括RFID读卡器、定位模块、高度传感器、摄像头、防碰模块、通讯模块以及核心处理模块，其中，RFID读卡器用于识别库位标签、托盘标签和货物标签；定位模块用于定位无人机所在仓库位置；高度传感器用于定位无人机飞行高度；摄像头用于库位货物扫描；防碰模块用于防止无人机与其他无人机或货架发生碰撞；通讯模块用于无人机与仓库管理***的信息交互；核心处理模块用于处理所有的无人机数据，具体包括判断货架巡航区域，根据无人机数据判断无人机所处的位置以及库位的盘点情况。
无人机数据包括无人机的定位数据，无人机的高度数据以及无人机采集的库位信息。
实施例还提供了一种利用上述RFID仓储物流盘库***进行盘库方法，包括以下过程：
S1、仓库管理***根据当前仓库存储状态自动生成盘库任务单。
S2、仓库管理***生成盘库任务单后，仓库管理***开始实时获取盘库任务单的完成状态并更新新盘库任务单。
S3、仓库管理***实时获取盘库任务单的完成状态的同时也实时获取无人机的工作状态。
S4、仓库管理***获取所有无人机工作状态后判断出所有正在闲置的无人机。
S5、仓库管理***将所有在同一货架的待盘点库位规划为一个盘点任务，盘点任务以货架的形式分配给最近的无人机盘点。
也就是为处于闲置的无人机分配最近的任务货架，以方便无人机就近执行盘点库位任务。无人机接收到盘点任务后会通过通讯模块发送反馈消息至仓库管理***，仓库管理***将更新该货架的所有库位为正在盘点，执行任务无人机工作状态为正在工作。
S6、无人机接收到待盘点货架后，通过定位模块飞到待盘点货架，并通过RFID读卡器识别确认待盘点货架，识别确认待盘点货架后开始巡航所分配任务货架的所有待盘点库位。
图3是无人机货物巡航盘点的流程示意图，如图3所示，具体无人机货物巡航盘点过程为：
S61、无人机到达待盘点货架后，根据所分配待盘点货架的所有待盘点库位的位置，判断出该货架的待盘点库位巡航区；
待盘点库位巡航区为待盘点库位的最高行与最低行、最左列与最右列所围成的一个方形区域，如图4所示，虚线方框框选的方形区域为盘点巡航区。
S62、无人机判断是否到达巡航区域最高行，在没有到达巡航区域最高行时，调整无人机飞行高度，直到到达巡航区域最高行为止。
无人机特定的巡航规则为自上而下巡航盘点待盘点货架的所有待盘点库位。无人机首先飞到待盘点货架边缘，通过高度传感器定位飞行至库位巡航区最高行，通过扫描该行第一个库位的库位标签确认飞行高度是否正确。若定位最高行错误，则根据扫描的该行库位信息重新调整并定位飞行高度。
S63、正确定位库位巡航区最高行后，无人机开始盘点最高行待盘点库位，从该行距离最近的库位向最远的库位依次盘点。
S64、无人机判断到盘点完成该行最后一个库位时，则开始进行库位巡航区的下一行盘点。
无人机盘点完一行的待盘点库位后，根据所执行的盘库单判断出下一行两端待扫描库位距离无人机列数最近的库位。库位确定后横向飞行至该库位同列，扫描所在列所在库位的库位标签并确认正确后，调整飞行高度至盘点库位，扫描所在库位的库位标签、托盘标签和货物标签，确认正确后开始该行的库位巡航盘点。若判断出下一行两端待扫描库位距离相同，则优先盘点列数较小的库位。
S65、无人机判断巡航盘点完该行最后一个库位，且该行为库位巡航区最后一行，则结束此次盘点。
无人机巡航盘点完所有待盘点货架的待盘点库位后发送反馈消息至仓库管理***，仓库管理***将更新该任务货架的所有待库位为盘点完成。
S7、仓库管理***接收到完成盘点任务无人机的反馈消息后，会根据实时更新的盘库任务单判断是否还有待盘点货架，若有则分配新盘点任务给无人机，若无则所有盘点任务完成，无人机返回闲置区或执行其他仓库任务。
实施例提供的RFID仓储物流盘库方法和***通过无人机代替传统的人工进行货物盘点，能够自主完成高层货架的盘点任务，节约了大量的人力资源。无人机采用RFID读卡器识别货物标签、托盘标签和库位标签，使得本发明***能够较稳定的获取仓库的相关信息。无人机通过通讯模块与仓库管理***实时交互信息，使得仓库管理***能够实时监控管理仓库货物及无人机。采用指定盘点巡航区进行盘点任务，从而大大提高了本发明***的工作效率。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无人机的RFID仓储物流盘库***，其特征在于，包括仓库管理***、多个无人机以及多个货架，其中，
每个货架上具有库位标签，货架上的托盘上具有托盘标签，托盘上的货物具有货物标签；
仓库管理***包含通讯模块、***处理器、图像处理***，其中，通讯模块用于仓库管理***与无人机的信息交互；数据处理模块用于对整个盘库***过程的信息处理，具体包括生成、更新以及分配盘库任务单、无人机闲置判断；图像处理***用于处理无人机的扫描结果，从无人机的扫描结果中分析获得盘点信息，完成最后的盘点任务；
每个无人机包括RFID读卡器、定位模块、高度传感器、摄像头、防碰模块、通讯模块以及核心处理模块，其中，RFID读卡器用于识别库位标签、托盘标签和货物标签；定位模块用于定位无人机所在仓库位置；高度传感器用于定位无人机飞行高度；摄像头用于库位货物扫描；防碰模块用于防止无人机与其他无人机或货架发生碰撞；通讯模块用于无人机与仓库管理***的信息交互；核心处理模块用于处理所有的无人机数据，具体包括判断货架巡航区域，根据无人机数据判断无人机所处的位置以及库位的盘点情况。
2.一种无人机的RFID仓储物流盘库方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1所述的RFID仓储物流盘库***，所述方法包括以下步骤：
(1)仓库信息管理***生成盘库任务单并以货架的形式分配给闲置的无人机；
(2)所述闲置无人机通过RFID读卡器识别目标货架，并对目标货架中的待盘点库位进行巡航盘点；
(3)仓库管理***接收到完成盘点任务无人机的反馈消息后，会根据实时更新的盘库任务单判断是否还有待盘点货架，若有则分配新盘点任务给无人机，若无则所有盘点任务完成，无人机返回闲置区或执行其他仓库任务。
3.如权利要求2所述的无人机的RFID仓储物流盘库方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：
(1-1)仓库管理***根据当前仓库存储状态自动生成盘库任务单；
(1-2)仓库管理***生成盘库任务单后，仓库管理***开始实时获取盘库任务单的完成状态并更新盘库任务单，同时实时获取无人机的工作状态；
(1-3)仓库管理***获取所有无人机工作状态后判断出所有正在闲置的无人机，并将所有在同一货架的待盘点库位规划为一个盘点任务，盘点任务以货架的形式分配给最近的无人机盘点。
4.如权利要求2所述的无人机的RFID仓储物流盘库方法，其特征在于，所述方法还包括：
无人机接收到盘点任务后会通过通讯模块发送反馈消息至仓库管理***，仓库管理***将更新该货架的所有库位为正在盘点，执行任务无人机工作状态为正在工作。
5.如权利要求2所述的无人机的RFID仓储物流盘库方法，其特征在于，步骤(2)的具体过程为：
(2-1)无人机到达待盘点货架后，根据所分配待盘点货架的所有待盘点库位的位置，判断出该货架的待盘点库位巡航区；
(2-2)无人机判断是否到达巡航区域最高行，在没有到达巡航区域最高行时，调整无人机飞行高度，直到到达巡航区域最高行为止；
(2-3)正确定位库位巡航区最高行后，无人机开始盘点最高行待盘点库位，从该行距离最近的库位向最远的库位依次盘点；
(2-4)无人机判断到盘点完成该行最后一个库位时，则开始进行库位巡航区的下一行盘点；
(2-5)无人机判断巡航盘点完该行最后一个库位，且该行为库位巡航区最后一行，则结束此次盘点。
6.如权利要求2所述的无人机的RFID仓储物流盘库方法，其特征在于，盘点库位巡航区为待盘点库位的最高行与最低行、最左列与最右列所围成的一个方形区域；
无人机特定的巡航规则为自上而下巡航盘点待盘点货架的所有待盘点库位。
7.如权利要求2所述的无人机的RFID仓储物流盘库方法，其特征在于，步骤(2-4)中，无人机盘点完一行的待盘点库位后，根据所执行的盘库单判断出下一行两端待扫描库位距离无人机列数最近的库位；库位确定后横向飞行至该库位同列，扫描所在列所在库位的库位标签并确认正确后，调整飞行高度至盘点库位，扫描所在库位的库位标签、托盘标签和货物标签，确认正确后开始该行的库位巡航盘点；若判断出下一行两端待扫描库位距离相同，则优先盘点列数较小的库位。
8.如权利要求2所述的无人机的RFID仓储物流盘库方法，其特征在于，所述方法还包括：
无人机巡航盘点完所有待盘点货架的待盘点库位后发送反馈消息至仓库管理***，仓库管理***将更新该任务货架的所有待库位为盘点完成。
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