CN112147935B - 无人叉车叉臂控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

无人叉车叉臂控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人叉车叉臂控制方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息；根据所述初始状态信息切换至对应的控制模式；获取所述目标叉臂的任务高度；在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度。通过上述方式，对目标叉臂的工作状态进行分类，通过工作状态对应的控制模式对叉臂进行控制，使叉臂精确地到达任务高度，从而实现叉臂控制的全方位优化，提升了无人叉车叉臂的控制精度。

Description

无人叉车叉臂控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及移动机器人技术领域，尤其涉及一种无人叉车叉臂控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着近几年自动控制和导航技术的发展，无人叉车相关技术的研究和应用也成为热点。
但目前无人叉车的主要研究方向都集中在无人叉车的导航和底盘运控方向，关于叉臂自动控制的相关研究和成果相对还处于起步阶段。现有的叉车叉臂控制采用货柜开关量控制，存在叉臂控制速度不平稳，会出现偶发的叉臂过调现象等问题。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种无人叉车叉臂控制方法、装置、设备及存储介质，旨在解决如何提升无人叉车叉臂的控制精度的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种无人叉车叉臂控制方法，所述方法包括以下步骤：
在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息；
根据所述初始状态信息切换至对应的控制模式；
获取所述目标叉臂的任务高度；
在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度。
可选地，所述在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度，包括：
获取所述目标叉臂的初始速度和初始高度；
通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到预设目标速度；
在所述目标叉臂到达第一预设高度时，通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第二控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第二预设高度时，从所述预设目标速度下降至预设阈值速度，以使所述目标叉臂根据所述预设阈值速度以及惯性达到任务高度。
可选地，所述初始状态信息包括有货状态；
所述通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到预设目标速度，包括：
通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括第一加速度和第一阈值速度；
根据所述第一加速度控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到第一目标速度；
在所述第一目标速度大于所述第一阈值速度时，调整所述初始速度下降为所述第一阈值速度，将所述第一阈值速度作为所述预设目标速度。
可选地，所述初始状态信息包括无货状态；
所述通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到预设目标速度，包括：
通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括第二加速度和第二阈值速度；
根据所述第二加速度控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到第二目标速度；
在所述第二目标速度大于所述第二阈值速度时，控制所述初始速度下降为所述第二阈值速度，将所述第二阈值速度作为所述预设目标速度；
其中，所述第一加速度小于所述第二加速度，所述第一阈值速度小于所述第二阈值速度。
可选地，所述在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息，包括：
在目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的载物状态；
获取所述目标叉臂对应的任务指令信号；
根据所述载物状态和所述任务指令信号确定所述目标叉臂的初始状态信息。
可选地，所述在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度之后，所述方法还包括：
获取所述目标叉臂的当前速度和当前加速度；
在所述当前速度和所述当前加速度超出预设精度范围时，向所述目标叉臂发送限速控制指令，以控制所述目标叉臂以预设速度运行，在到达任务高度时，回归待命状态。
可选地，所述在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度之后，所述方法还包括：
获取所述目标叉臂的状态参数；
在所述状态参数为异常参数时，获取所述异常参数对应的制动加速度；
根据所述制动加速度生成制动指令，以使所述目标叉臂根据所述制动指令采用所述制动加速度进行紧急制动。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种无人叉车叉臂控制装置，所述无人叉车叉臂控制装置包括：
获取模块，用于在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息；
切换模式模块，用于根据所述初始状态信息切换至对应的控制模式；
所述获取模块，还用于获取所述目标叉臂的任务高度；
控制模块，用于在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种无人叉车叉臂控制设备，所述无人叉车叉臂控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的无人叉车叉臂控制程序，所述无人叉车叉臂控制程序配置为实现如上文所述的无人叉车叉臂控制方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有无人叉车叉臂控制程序，所述无人叉车叉臂控制程序被处理器执行时实现如上文所述的无人叉车叉臂控制方法的步骤。
本发明通过在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息；根据所述初始状态信息切换至对应的控制模式；获取所述目标叉臂的任务高度；在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度。通过上述方式，对目标叉臂的工作状态进行分类，通过工作状态对应的控制模式对叉臂进行控制，可以通过不同的控制模式分别优化叉臂速度和控制精度，使叉臂能够平稳精确并且快速地达到指定高度，减小误差，从而实现叉臂控制的全方位优化，提升了无人叉车叉臂的控制精度。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的无人叉车叉臂控制设备的结构示意图；
图2为本发明无人叉车叉臂控制方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明无人叉车叉臂控制方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明无人叉车叉臂控制装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的无人叉车叉臂控制设备结构示意图。
如图1所示，该无人叉车叉臂控制设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对无人叉车叉臂控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块以及无人叉车叉臂控制程序。
在图1所示的无人叉车叉臂控制设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明无人叉车叉臂控制设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在无人叉车叉臂控制设备中，所述无人叉车叉臂控制设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的无人叉车叉臂控制程序，并执行本发明实施例提供的无人叉车叉臂控制方法。
本发明实施例提供了一种无人叉车叉臂控制方法，参照图2，图2为本发明一种无人叉车叉臂控制方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述无人叉车叉臂控制方法包括以下步骤：
步骤S10：在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息。
可以理解的是，本实施例的执行主体为无人叉车叉臂控制设备，所述无人叉车叉臂控制设备可以是远程控制的电脑、手机以及服务器等设备，也可以是布置于无车叉车运行场地的主控电脑，也可以是安装在无人叉车上的处理器，本实施例对此不加以限制。无人叉车主要以电来驱动，通过无线网络设备来对叉车进行运行的路径规划和工作流程规划，也可以通过手持遥控器来进行控制。
需要说明的是，待命状态是指目标叉臂未接收到任务信号或者未接收到可执行的指令信号而处于静止状态，在本实施例中，初始状态信息可以分为无货上升状态信息、有货上升状态信息、无货下降状态信息以及有货下降状态信息。
进一步地，为更准确地确认目标叉臂的初始状态信息，步骤S10包括：在目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的载物状态；获取所述目标叉臂对应的任务指令信号；根据所述载物状态和所述任务指令信号确定所述目标叉臂的初始状态信息。
可以理解的是，本实施例中，高度信息通过拉线编码器获取，拉线编码器固定在无人叉车的底座上，另一端通过拉线连接无人叉车叉臂，固定之后，对编码器进行测量标定。拉线编码器经过标定后，可以实时采集叉臂平台距离水平地面的高度信息。高度信息可以通过串口通信线、无线网络或者其他通信网络传给无人叉车叉臂控制设备，也可以通过串口通信线传送给无人叉车上的控制器，再由控制器通过无线网络或者其他通信方式传送给无人叉车叉臂控制设备，本实施例对此不加以限制。
本实施例中，载物状态通过红外传感器获取，红外传感器固定在叉臂根部位置，左右叉臂各一个。红外传感器发出红外射线，在前方有物体时，接收返回的红外信号反馈信息，实现探测前方是否有物体，感应叉臂平台上是否有货物存在。载物信息可以通过串口通信线、无线网络或者其他通信网络传给无人叉车叉臂控制设备，也可以通过串口通信线传送给无人叉车上的控制器，再由控制器通过无线网络或者其他通信方式传送给无人叉车叉臂控制设备，本实施例对此不加以限制。
在具体实现中，叉臂上的控制器可以根据载物状态和任务指令信号对初始状态信息进行分析，将初始状态信息发送给无人叉车叉臂控制设备，也可以直接将载物状态和任务指令信号发送给无人叉车叉臂控制设备，无人叉车叉臂控制设备根据载物状态和任务指令信号对初始状态信息进行分析。本实施例对此不加以限制。
需要说明的是，在叉臂处于待命状态，接收向叉臂发送的任务指令信号和红外传感器信号，根据红外信号判断货物装载状态，根据任务指令信号和装载状态确定目标叉臂的初始状态信息，任务指令信号可以是上升和下降，初始状态信息可以是无货上升状态信息、有货上升状态信息、无货下降状态信息以及有货下降状态信息。
步骤S20：根据所述初始状态信息切换至对应的控制模式。
可以理解的是，目标叉臂对任务指令信号进行确认，当正确的任务指令下达之后，根据初始状态信息切换到不同的控制模式下。
需要说明的是，本实施例的控制模式根据初始状态信息可以分为无货上升控制模式、有货上升控制模式、无货下降控制模式以及有货下降控制模式。
步骤S30：获取所述目标叉臂的任务高度。
可以理解的是，任务高度由无人叉车对应的预设工作流程确定，也可以根据人为发送的指令信号确定。
步骤S40：在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度。
可以理解的是，控制模式开始时读取拉线编码器数据记录为起始高度，并根据任务高度规划到达不同位置时的速度。考虑到液压马达的制动时间，控制周期等因素的影响，速度控制保证在距离目标一定距离(记为死区范围)前一周期，速度达到指定速度(记为死区速度)。运行到此距离内时，叉臂的指定速度置为零，此时凭借惯性和制动，叉臂会前进一小段距离。通过测试调节参数，可以保证叉臂在终点位置的控制精度达到1厘米。
需要说明的是，根据不同的控制模式，对目标叉臂的相应控制参数分别进行标定。在无货上升状态下，根据实际需求，要求叉臂能够快速到达叉取货物高度，因此增大加速度，放宽叉臂最大速度限制；在有货上升状态下，要求叉臂能够平稳到达货物存放高度，因此减小加速度，并把最大速度限制到较低水平；在下降状态也保持相应上升状态的加速度限制和速度限制的基础上，考虑到重力和液压马达工作状态的影响，因此相应地调整了死区范围和死区速度参数。
可以理解的是，所述在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息的步骤之前，所述方法还包括：
获取测试叉臂的初始状态，所述初始状态括无货上升、无货下降、有货上升以及有货下降中的任一种状态；根据所述初始状态切换至对应的初始控制模式；获取所述测试叉臂的测试任务高度；在所述初始控制模式中配置第一预设高度、第二预设高度以及预设目标速度；调整所述第一预设高度、所述第二预设高度以及所述预设目标速度，通过所述初始控制模式向所述测试叉臂发送对应的控制指令，以控制所述测试叉臂在所述第一预设高度达到所述预设目标速度，在所述第二预设高度速度下降为预设阈值速度，凭借惯性达到测试任务高度；得到调整好的第一预设高度、第二预设高度以及预设目标速度。
具体地，为提高无人叉车叉臂的控制精度，对控制失效的情况进行监测，并进行异常处理，步骤S40之后，所述方法还包括：获取所述目标叉臂的当前速度和当前加速度；在所述当前速度和所述当前加速度超出预设精度范围时，向所述目标叉臂发送限速控制指令，以控制所述目标叉臂以预设速度运行，在到达任务高度时，回归待命状态。
需要说明的是，加速度和速度可以通过安装在无人叉车叉臂上的加速度传感器和速度传感器获得。如果由于偶发性的控制失效，导致叉臂超出了叉臂控制所允许的精度范围内时，向目标叉臂发送限速控制指令，以使目标叉臂以预设最小速度运行到指定目标高度，目标叉臂到达指定目标高度之后返回成功消息，回归到待命状态。
具体地，为保证无人叉车叉臂正常运行，具备异常状态报告及处理过程，步骤S40之后，所述方法还包括：获取所述目标叉臂的状态参数；在所述状态参数为异常参数时，获取所述异常参数对应的制动加速度；根据所述制动加速度生成制动指令，以使所述目标叉臂根据所述制动指令采用所述制动加速度进行紧急制动。
可以理解的是，考虑到实际情况的复杂多变性，实时监测液压马达、拉线编码器、红外传感器、供电电压等信号，当这些信息出现异常行为时，控制叉臂将进入制动状态，在此状态下，叉臂会以不同异常所对应的加速度进行紧急制动。当制动完成之后，叉臂进入异常状态，并报告异常，等待技术人员手动或远程操作排除问题之后，恢复待命状态。
本实施例通过在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息；根据所述初始状态信息切换至对应的控制模式；获取所述目标叉臂的任务高度；在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度。通过上述方式，对目标叉臂的工作状态进行分类，通过工作状态对应的控制模式对叉臂进行控制，可以通过不同的控制模式分别优化叉臂速度和控制精度，使叉臂能够平稳精确并且快速地达到指定高度，减小误差，从而实现叉臂控制的全方位优化，提升了无人叉车叉臂的控制精度。
参考图3，图3为本发明一种无人叉车叉臂控制方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例无人叉车叉臂控制方法在所述步骤S40，包括：
步骤S401：获取所述目标叉臂的初始速度和初始高度。
可以理解的是，实时获取目标叉臂的速度和高度，速度信息通过速度传感器获取，高度信息通过拉线编码器进行获取。
步骤S402：通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到预设目标速度。
可以理解的是，将第二预设高度与任务高度之间的范围记为死区范围，将第一预设高度的前一周期对应的高度记为第一预设高度，将预设目标速度记为死区速度，考虑到液压马达的制动时间，控制周期等因素的影响，速度控制的过程可以为：在高度达到第一预设高度，速度达到死区速度。运行到此死区范围内时，叉臂的速度下降为零，此时凭借惯性和制动，叉臂会前进一小段距离。通过测试调节参数，可以保证叉臂在终点位置的控制精度达到1厘米。
具体地，根据载物状态为有货对应的状态信息，通过对应的控制策略对目标叉臂进行控制，以对控制精度进行优化，所述初始状态信息包括有货状态，步骤S402，包括：通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括第一加速度和第一阈值速度；根据所述第一加速度控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到第一目标速度；在所述第一目标速度大于所述第一阈值速度时，调整所述初始速度下降为所述第一阈值速度，将所述第一阈值速度作为所述预设目标速度。
可以理解的是，在有货上升状态下，要求叉臂能够平稳到达货物存放高度，因此减小加速度，并把最大速度限制到较低水平；在有货下降状态也保持相应上升状态的加速度限制和速度限制。
但是在有货上升状态和有货下降状态下，不同控制模式对于的第一预设高度、第二预设高度以及预设目标速度不同，在有货下降状态下，还需考虑重力和液压马达工作状态的影响，因此相应调整死区范围和死区速度参数与有货上升状态不同。
具体地，根据载物状态为无货对应的状态信息，通过对应的控制策略对目标叉臂进行控制，以对控制精度进行优化，所述初始状态信息包括无货状态，步骤S402，包括：所述通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到预设目标速度，包括：通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括第二加速度和第二阈值速度；根据所述第二加速度控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到第二目标速度；在所述第二目标速度大于所述第二阈值速度时，控制所述初始速度下降为所述第二阈值速度，将所述第二阈值速度作为所述预设目标速度。其中，所述第一加速度小于所述第二加速度，所述第一阈值速度小于所述第二阈值速度。
可以理解的是，在无货上升状态下，要求叉臂能够快速到达叉取货物高度，因此增大加速度，放宽叉臂最大速度限制；在无货下降状态也保持相应上升状态的加速度限制和速度限制。因此，所述第一加速度小于所述第二加速度，所述第一阈值速度小于所述第二阈值速度。
但是在无货上升状态和无货下降状态下，不同控制模式对于的第一预设高度、第二预设高度以及预设目标速度不同，在无货下降状态下，还需考虑重力和液压马达工作状态的影响，因此相应调整死区范围和死区速度参数与无货上升状态不同。
在目标叉臂由初始高度达到任务高度的过程中，为了对速度进行平滑控制，区分目标叉臂的加速段、恒速度(可无)以及减速段。如果目标叉臂在到达任务高度中点时仍处于加速段，控制目标叉臂直接略过恒速段，进入减速段。为防止目标叉臂在减速段终点陷入停滞状态，根据相应的死区范围和死区速度参数对目标叉臂进行控制，可以保证目标叉臂的停止精度。
步骤S403：在所述目标叉臂到达第一预设高度时，通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第二控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第二预设高度时，从所述预设目标速度下降至预设阈值速度，以使所述目标叉臂根据所述预设阈值速度以及惯性达到任务高度。
可以理解的是，预设阈值速度为零，在第一预设高度和第二预设高度内，目标叉臂进入制动减速阶段，在第二预设高度处进入惯性滑动阶段，即目标叉臂在死区范围根据惯性达到任务高度。
本实施例通过根据不同的控制模式发送对应的控制指令，以使目标叉臂在第一预设高度速度达到预设目标速度，在第二预设高度速度下降，进行制动，准确到达任务高度，使叉臂能够平稳精确并且快速地达到指定高度，减小误差，提升了无人叉车叉臂的控制精度。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有无人叉车叉臂控制程序，所述无人叉车叉臂控制程序被处理器执行时实现如上文所述的无人叉车叉臂控制方法的步骤。
参照图4，图4为本发明无人叉车叉臂控制装置第一实施例的结构框图。
如图4所示，本发明实施例提出的无人叉车叉臂控制装置包括：
获取模块10，用于在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息。
可以理解的是，无人叉车主要以电来驱动，通过无线网络设备来对叉车进行运行的路径规划和工作流程规划，也可以通过手持遥控器来进行控制。
需要说明的是，待命状态是指目标叉臂未接收到任务信号或者未接收到可执行的指令信号而处于静止状态，在本实施例中，初始状态信息可以分为无货上升状态信息、有货上升状态信息、无货下降状态信息以及有货下降状态信息。
进一步地，为更准确地确认目标叉臂的初始状态信息，所述获取模块10，还用于在目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的载物状态；获取所述目标叉臂对应的任务指令信号；根据所述载物状态和所述任务指令信号确定所述目标叉臂的初始状态信息。
可以理解的是，本实施例中，高度信息通过拉线编码器获取，拉线编码器固定在无人叉车的底座上，另一端通过拉线连接无人叉车叉臂，固定之后，对编码器进行测量标定。拉线编码器经过标定后，可以实时采集叉臂平台距离水平地面的高度信息。高度信息可以通过串口通信线、无线网络或者其他通信网络传给无人叉车叉臂控制设备，也可以通过串口通信线传送给无人叉车上的控制器，再由控制器通过无线网络或者其他通信方式传送给无人叉车叉臂控制设备，本实施例对此不加以限制。
本实施例中，载物状态通过红外传感器获取，红外传感器固定在叉臂根部位置，左右叉臂各一个。红外传感器发出红外射线，在前方有物体时，接收返回的红外信号反馈信息，实现探测前方是否有物体，感应叉臂平台上是否有货物存在。载物信息可以通过串口通信线、无线网络或者其他通信网络传给无人叉车叉臂控制设备，也可以通过串口通信线传送给无人叉车上的控制器，再由控制器通过无线网络或者其他通信方式传送给无人叉车叉臂控制设备，本实施例对此不加以限制。
在具体实现中，叉臂上的控制器可以根据载物状态和任务指令信号对初始状态信息进行分析，将初始状态信息发送给无人叉车叉臂控制设备，也可以直接将载物状态和任务指令信号发送给无人叉车叉臂控制设备，无人叉车叉臂控制设备根据载物状态和任务指令信号对初始状态信息进行分析。本实施例对此不加以限制。
需要说明的是，在叉臂处于待命状态，接收向叉臂发送的任务指令信号和红外传感器信号，根据红外信号判断货物装载状态，根据任务指令信号和装载状态确定目标叉臂的初始状态信息，任务指令信号可以是上升和下降，初始状态信息可以是无货上升状态信息、有货上升状态信息、无货下降状态信息以及有货下降状态信息。
切换模式模块20，用于根据所述初始状态信息切换至对应的控制模式。
可以理解的是，目标叉臂对任务指令信号进行确认，当正确的任务指令下达之后，根据初始状态信息切换到不同的控制模式下。
需要说明的是，本实施例的控制模式根据初始状态信息可以分为无货上升控制模式、有货上升控制模式、无货下降控制模式以及有货下降控制模式。
所述获取模块10，还用于获取所述目标叉臂的任务高度。
可以理解的是，任务高度由无人叉车对应的预设工作流程确定，也可以根据人为发送的指令信号确定。
控制模块30，用于在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度。
可以理解的是，控制模式开始时读取拉线编码器数据记录为起始高度，并根据任务高度规划到达不同位置时的速度。考虑到液压马达的制动时间，控制周期等因素的影响，速度控制保证在距离目标一定距离(记为死区范围)前一周期，速度达到指定速度(记为死区速度)。运行到此距离内时，叉臂的指定速度置为零，此时凭借惯性和制动，叉臂会前进一小段距离。通过测试调节参数，可以保证叉臂在终点位置的控制精度达到1厘米。
需要说明的是，根据不同的控制模式，对目标叉臂的相应控制参数分别进行标定。在无货上升状态下，根据实际需求，要求叉臂能够快速到达叉取货物高度，因此增大加速度，放宽叉臂最大速度限制；在有货上升状态下，要求叉臂能够平稳到达货物存放高度，因此减小加速度，并把最大速度限制到较低水平；在下降状态也保持相应上升状态的加速度限制和速度限制的基础上，考虑到重力和液压马达工作状态的影响，因此相应地调整了死区范围和死区速度参数。
可以理解的是，所述在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息的步骤之前，所述方法还包括：
获取测试叉臂的初始状态，所述初始状态括无货上升、无货下降、有货上升以及有货下降中的任一种状态；根据所述初始状态切换至对应的初始控制模式；获取所述测试叉臂的测试任务高度；在所述初始控制模式中配置第一预设高度、第二预设高度以及预设目标速度；调整所述第一预设高度、所述第二预设高度以及所述预设目标速度，通过所述初始控制模式向所述测试叉臂发送对应的控制指令，以控制所述测试叉臂在所述第一预设高度达到所述预设目标速度，在所述第二预设高度速度下降为预设阈值速度，凭借惯性达到测试任务高度；得到调整好的第一预设高度、第二预设高度以及预设目标速度。
具体地，为提高无人叉车叉臂的控制精度，对控制失效的情况进行监测，并进行异常处理，所述控制模块30，还用于获取所述目标叉臂的当前速度和当前加速度；在所述当前速度和所述当前加速度超出预设精度范围时，向所述目标叉臂发送限速控制指令，以控制所述目标叉臂以预设速度运行，在到达任务高度时，回归待命状态。
需要说明的是，加速度和速度可以通过安装在无人叉车叉臂上的加速度传感器和速度传感器获得。如果由于偶发性的控制失效，导致叉臂超出了叉臂控制所允许的精度范围内时，向目标叉臂发送限速控制指令，以使目标叉臂以预设最小速度运行到指定目标高度，目标叉臂到达指定目标高度之后返回成功消息，回归到待命状态。
具体地，为保证无人叉车叉臂正常运行，具备异常状态报告及处理过程，所述控制模块30，还用于获取所述目标叉臂的状态参数；在所述状态参数为异常参数时，获取所述异常参数对应的制动加速度；根据所述制动加速度生成制动指令，以使所述目标叉臂根据所述制动指令采用所述制动加速度进行紧急制动。
可以理解的是，考虑到实际情况的复杂多变性，实时监测液压马达、拉线编码器、红外传感器、供电电压等信号，当这些信息出现异常行为时，控制叉臂将进入制动状态，在此状态下，叉臂会以不同异常所对应的加速度进行紧急制动。当制动完成之后，叉臂进入异常状态，并报告异常，等待技术人员手动或远程操作排除问题之后，恢复待命状态。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
本实施例通过在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息；根据所述初始状态信息切换至对应的控制模式；获取所述目标叉臂的任务高度；在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度。通过上述方式，对目标叉臂的工作状态进行分类，通过工作状态对应的控制模式对叉臂进行控制，可以通过不同的控制模式分别优化叉臂速度和控制精度，使叉臂能够平稳精确并且快速地达到指定高度，减小误差，从而实现叉臂控制的全方位优化，提升了无人叉车叉臂的控制精度。
在一实施例中，所述控制模块30，还用于获取所述目标叉臂的初始速度和初始高度；
通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到预设目标速度；
在所述目标叉臂到达第一预设高度时，通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第二控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第二预设高度时，从所述预设目标速度下降至预设阈值速度，以使所述目标叉臂根据所述预设阈值速度以及惯性达到任务高度。
在一实施例中，所述初始状态信息包括有货状态；
所述控制模块30，还用于通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括第一加速度和第一阈值速度；
根据所述第一加速度控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到第一目标速度；
在所述第一目标速度大于所述第一阈值速度时，调整所述初始速度下降为所述第一阈值速度，将所述第一阈值速度作为所述预设目标速度。
在一实施例中，所述初始状态信息包括无货状态；
所述控制模块30，还用于通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括第二加速度和第二阈值速度；
根据所述第二加速度控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到第二目标速度；
在所述第二目标速度大于所述第二阈值速度时，控制所述初始速度下降为所述第二阈值速度，将所述第二阈值速度作为所述预设目标速度。
其中，所述第一加速度小于所述第二加速度，所述第一阈值速度小于所述第二阈值速度。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的无人叉车叉臂控制方法，此处不再赘述。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种无人叉车叉臂控制方法，其特征在于，所述无人叉车叉臂控制方法包括：
在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息；
根据所述初始状态信息切换至对应的控制模式；
获取所述目标叉臂的任务高度；
在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度；
其中，所述在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度，包括：
获取所述目标叉臂的初始速度和初始高度；
通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到预设目标速度；
在所述目标叉臂到达第一预设高度时，通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第二控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第二预设高度时，从所述预设目标速度下降至预设阈值速度，以使所述目标叉臂根据所述预设阈值速度以及惯性达到任务高度，其中，所述预设阈值速度为零；
其中，所述初始状态信息包括有货状态；
所述通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到预设目标速度，包括：
通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括第一加速度和第一阈值速度；
根据所述第一加速度控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到第一目标速度；
在所述第一目标速度大于所述第一阈值速度时，调整所述初始速度下降为所述第一阈值速度，将所述第一阈值速度作为所述预设目标速度。
2.如权利要求1所述的无人叉车叉臂控制方法，其特征在于，所述初始状态信息包括无货状态；
所述通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到预设目标速度，包括：
通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括第二加速度和第二阈值速度；
根据所述第二加速度控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到第二目标速度；
在所述第二目标速度大于所述第二阈值速度时，控制所述初始速度下降为所述第二阈值速度，将所述第二阈值速度作为所述预设目标速度；
其中，所述第一加速度小于所述第二加速度，所述第一阈值速度小于所述第二阈值速度。
3.如权利要求1-2中任一项所述的无人叉车叉臂控制方法，其特征在于，所述在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息，包括：
在目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的载物状态；
获取所述目标叉臂对应的任务指令信号；
根据所述载物状态和所述任务指令信号确定所述目标叉臂的初始状态信息。
4.如权利要求1-2中任一项所述的无人叉车叉臂控制方法，其特征在于，所述在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度之后，所述方法还包括：
获取所述目标叉臂的当前速度和当前加速度；
在所述当前速度和所述当前加速度超出预设精度范围时，向所述目标叉臂发送限速控制指令，以控制所述目标叉臂以预设速度运行，在到达任务高度时，回归待命状态。
5.如权利要求1-2中任一项所述的无人叉车叉臂控制方法，其特征在于，所述在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度之后，所述方法还包括：
获取所述目标叉臂的状态参数；
在所述状态参数为异常参数时，获取所述异常参数对应的制动加速度；
根据所述制动加速度生成制动指令，以使所述目标叉臂根据所述制动指令采用所述制动加速度进行紧急制动。
6.一种无人叉车叉臂控制装置，其特征在于，所述无人叉车叉臂控制装置包括：
获取模块，用于在无人叉车的目标叉臂处于待命状态时，获取所述目标叉臂的初始状态信息；
切换模式模块，用于根据所述初始状态信息切换至对应的控制模式；
所述获取模块，还用于获取所述目标叉臂的任务高度；
控制模块，用于在所述控制模式下根据所述任务高度向所述目标叉臂发送对应的控制指令，以控制所述目标叉臂达到所述任务高度；
其中，所述控制模块，还用于获取所述目标叉臂的初始速度和初始高度，通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到预设目标速度，在所述目标叉臂到达第一预设高度时，通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第二控制指令，以控制所述初始速度在所述初始高度到达第二预设高度时，从所述预设目标速度下降至预设阈值速度，以使所述目标叉臂根据所述预设阈值速度以及惯性达到任务高度，其中，所述预设阈值速度为零；
其中，所述初始状态信息包括有货状态；
所述控制模块，还用于通过所述控制模式向所述目标叉臂发送对应的第一控制指令，其中，所述第一控制指令包括第一加速度和第一阈值速度，根据所述第一加速度控制所述初始速度在所述初始高度到达第一预设高度时，达到第一目标速度，在所述第一目标速度大于所述第一阈值速度时，调整所述初始速度下降为所述第一阈值速度，将所述第一阈值速度作为所述预设目标速度。
7.一种无人叉车，其特征在于，所述无人叉车包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的无人叉车叉臂控制程序，所述无人叉车叉臂控制程序配置为实现如权利要求1至5中任一项所述的无人叉车叉臂控制方法的步骤。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有无人叉车叉臂控制程序，所述无人叉车叉臂控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的无人叉车叉臂控制方法的步骤。
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