WO2020164050A1 - 自动码垛的方法、设备以及存储装置 - Google Patents

自动码垛的方法、设备以及存储装置 Download PDF

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WO2020164050A1
WO2020164050A1 PCT/CN2019/075072 CN2019075072W WO2020164050A1 WO 2020164050 A1 WO2020164050 A1 WO 2020164050A1 CN 2019075072 W CN2019075072 W CN 2019075072W WO 2020164050 A1 WO2020164050 A1 WO 2020164050A1
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point
reference point
column
stacking
coordinates
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PCT/CN2019/075072
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王春晓
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深圳配天智能技术研究院有限公司
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G57/00—Stacking of articles
    • B65G57/02—Stacking of articles by adding to the top of the stack
    • B65G57/16—Stacking of articles of particular shape
    • B65G57/20—Stacking of articles of particular shape three-dimensional, e.g. cubiform, cylindrical
    • B65G57/22—Stacking of articles of particular shape three-dimensional, e.g. cubiform, cylindrical in layers each of predetermined arrangement

Definitions

  • This application relates to automatic control technology, in particular to an automatic palletizing method, equipment and storage device.
  • Palletizing refers to placing items neatly on a pallet according to a certain rule, or placing items on a conveyor belt or other equipment from the pallet. On the pallet, the corresponding placement position of each item is called a palletizing point, and the collection of all palletizing points can be called a palletizing array.
  • This application provides an automatic palletizing method, equipment, and storage device, which are used to automatically determine the position of each palletizing point of the palletizing array, thereby improving the debugging efficiency of the palletizing equipment and saving manpower and time in the process of setting up the palletizing equipment cost.
  • a technical solution provided by this application is to provide an automatic palletizing method.
  • the method includes: determining a first reference point, a second reference point, a third reference point, and a fourth reference point on the same plane according to a preset rule, and a fifth reference point on another plane, and obtaining the first reference point , The coordinates of the second reference point, the third reference point, the fourth reference point and the fifth reference point; obtain the total number of rows, total columns and total layers of the palletizing array; according to the first reference point and the third reference point Point, determine the column direction vector of the palletizing array; determine the layer direction vector of the palletizing array according to the first reference point and the fifth reference point; according to the sequence number and total number of columns of the stacking point to be calculated And the coordinates of the first reference point, the second reference point, the third reference point, and the fourth reference point to determine the row direction vector corresponding to the column of the stacking point to be calculated; and according to the row of the stacking point to be calculated
  • the equipment includes an end effector, a drive mechanism, a controller, and a memory.
  • the end effector is used to pick up and place objects to be palletized.
  • the drive mechanism is used to drive the end effector to move.
  • the memory stores programs. Instructions, the program instructions can be loaded and execute the aforementioned automatic palletizing method.
  • a technical solution provided by this application is to provide a storage device. It stores program instructions that can be loaded and executed the aforementioned automatic palletizing method.
  • the present application can greatly reduce the manual operations required to define the palletizing array, thereby improving the teaching efficiency of the palletizing array.
  • Fig. 1 is a schematic flowchart of an embodiment of the automatic palletizing method of the present application.
  • Fig. 2 shows an example of the specific process of step S105 in Fig. 1.
  • Figure 3 is a schematic diagram of each reference point and each direction vector in the stacking array.
  • Fig. 4 is a schematic structural diagram of an embodiment of the automatic palletizing equipment of the present application.
  • FIG. 1 is a schematic flowchart of an embodiment of an automatic palletizing method provided by the present application. As shown in Figure 1, the method includes:
  • S101 Determine a first reference point, a second reference point, a third reference point, and a fourth reference point on the same plane according to a preset rule, and a fifth reference point on another plane, and obtain the first reference point and the second reference point.
  • the coordinates of the first reference point to the fifth reference point can be obtained through manual teaching, that is, they can be manual teaching points, or the first reference point to the first reference point.
  • the coordinates of the five reference points can also be pre-stored in the internal or external memory of the palletizing equipment.
  • the palletizing equipment can obtain their coordinates by reading the information in the memory.
  • it can also follow other pre-made and stored rules , For example, select the vertex of the plane as the reference point.
  • the first to fourth reference points are located on the same plane, and the fifth reference point is located on another plane.
  • the first to fourth reference points can be respectively used as the four corner points of the first layer of the palletizing array, and the fifth reference point is used as a corner point of the topmost layer of the palletizing array.
  • the coordinates of the first to fifth reference points are determined under the preset reference coordinate system, the reference coordinate system can be selected according to the actual situation, for example, the reference coordinate system can be the world coordinate system, the base coordinate of the palletizing equipment Department etc.
  • the coordinates mentioned in this application should be considered as referring to the same coordinate system. If necessary, in actual situations, coordinate transformations between different coordinate systems can be used to unify the various coordinates involved in the same coordinate system.
  • the first reference point P1, the second reference point P2, the third reference point P3, and the fourth reference point P4 are located on the same plane, and the fifth reference point P5 is located on another plane.
  • the number of rows of the palletizing array is denoted as numR
  • the number of columns is denoted as numC
  • the number of layers is denoted as numL
  • the first reference point P1 is located in the first layer of the first row, column 1
  • the second reference point P2 is located in the numR row of the first layer.
  • third reference point P3 is located in row 1, column numC, layer 1
  • fourth reference point P4 is located in row numR, column numC, layer 1
  • fifth reference point P5 is located in row 1, column 1
  • the numL layer can also be selected as other points on the numL layer of the palletizing array, such as the first row and the numC column on the numL layer. In this case, you need to use the point corresponding to the first layer later To determine the layer direction vector of the stacking array.
  • the first to fourth reference points P1 to P4 may form a parallelogram or a non-parallelogram.
  • the method of this application can be used to determine the positions of other palletizing points. That is, the method provided in this application can be applied to stacking arrays of different shapes (or pallet patterns).
  • the total number of rows numR, the total number of columns numC, and the total number of layers numL of the palletizing array can be obtained by manual entry, or pre-stored in the internal or external memory of the palletizing equipment. Read the information of the memory to obtain the row number, column number and layer number information of the palletizing array. The operator of the palletizing equipment can modify this information as needed.
  • rows, columns, and layers are all relative, and they are only used to distinguish three different arrangement directions in the stacking array, and do not limit the specific directions of these directions.
  • the rows, columns, and layers may be described in other ways such as the first direction, the second direction, and the third direction.
  • S103 Determine the column direction vector of the stacking array according to the first reference point and the third reference point.
  • the line connecting the first reference point P1 and the third reference point P3 determines the column direction of the stacking array. Therefore, the column direction vector of the stacking array can be determined according to the following formula:
  • v x , v y , v z are the x, y and z axis components of the column direction vector in the reference coordinate system.
  • S104 Determine the layer direction vector of the stacking array according to the first reference point and the fifth reference point.
  • the column direction vector of the stacking array can be determined according to the following formula:
  • Is the layer direction vector, w x , w y , w z are the x, y and z axis components of the layer direction vector in the reference coordinate system.
  • the above-mentioned direction vector may be unitized (that is, the column direction vector is divided by the vector , Or divide the layer direction vector by In the subsequent calculations, the unitized column-direction unit vector and the layer-direction unit vector are used for calculation.
  • the similar equivalent transformation does not affect the principle and spirit of each step not applied.
  • S105 Determine the row direction vector corresponding to the column where the stacking point to be calculated is located according to the column ordinal number, total number of columns and the coordinates of the first, second, third and fourth reference points of the stacking point to be calculated .
  • the column direction vector and the layer direction vector of the stacking array are unique, that is to say, for all the stacking points in the stacking array, their corresponding column direction vector and layer direction vector are the same.
  • the row direction vector of the stacking array is not unique, and the stacking points in different columns correspond to different row direction vectors. Therefore, in step S105, it is necessary to determine the row direction vector corresponding to the column where the palletizing point to be calculated is located.
  • step S105 may include the following sub-steps shown in FIG. 2:
  • S1051 Determine the coordinates of the first auxiliary point corresponding to the row of palletizing points according to the column ordinal number of the stacking point to be calculated, the total number of columns, and the coordinates of the first and third reference points, where the first auxiliary point is located at the first On the line connecting the reference point and the third reference point.
  • the first auxiliary point corresponding to the stacking point in the j-th row is marked as PA j , where the first auxiliary point PA j corresponding to each column is located at the connection between the first reference point P1 and the third reference point P3. on-line.
  • the coordinates of the first auxiliary point can be determined according to the following formula:
  • j is the column number of the stacking point to be calculated
  • numC is the total number of columns
  • P1 is the coordinate of the first reference point
  • the first reference point P1 is its corresponding first auxiliary point PA 1
  • the third reference point P3 is its corresponding The first auxiliary point PA numC .
  • Different column palletizing points correspond to different first auxiliary points.
  • S1052 Determine the coordinates of the second auxiliary point corresponding to the row of palletizing points according to the column ordinal number of the stacking point to be calculated, the total number of columns, and the coordinates of the second and third reference points, where the second auxiliary point is located at the second On the line connecting the reference point and the fourth reference point.
  • the second auxiliary point corresponding to the stacking point in the j-th column is denoted as PB j , where the second auxiliary point PB j corresponding to each column is located between the second reference point P2 and the fourth reference point P4. on-line.
  • the coordinates of the first auxiliary point can be determined according to the following formula:
  • j is the column number of the stacking point to be calculated
  • numC is the total number of columns
  • P1 is the coordinate of the first reference point
  • It is the vector from the second reference point to the fourth reference point.
  • the second reference point P2 is its corresponding second auxiliary point PB 1
  • the fourth reference point P4 is its corresponding The second auxiliary point PB numC .
  • the second auxiliary points corresponding to different column palletizing points are different.
  • S1053 Determine the row direction vector corresponding to the column where the stacking point to be calculated is located according to the coordinates of the first auxiliary point and the second auxiliary point corresponding to the column of stacking points.
  • the row direction vectors corresponding to different column palletizing points determined by the first auxiliary point and the second auxiliary point are also changed accordingly.
  • the row direction vector corresponding to the column of the stacking point to be calculated can be determined according to the following formula:
  • u x,j ,u y,j ,u z,j are the x in the reference coordinate system of the row direction vector corresponding to the stacking point in the jth column
  • Y and z axis components Is the vector from the first auxiliary point to the second auxiliary point corresponding to the stacking point in the jth column.
  • the corresponding row direction vector for the numC column palletizing point its corresponding row direction vector
  • the row direction vectors corresponding to the stacking points in each column are the same (the same size and the same direction), otherwise the row direction vectors corresponding to the stacking points in each column are different.
  • S106 Determine the stack to be calculated according to the row ordinal number, column ordinal number, layer ordinal number, row direction vector, column direction vector and layer direction vector of the stacking point to be calculated, and the total number of rows, total columns and total layers of the stacking array The coordinates of the point.
  • the coordinates of the stacking point to be calculated can be determined according to the following formula:
  • P(i,j,k) is the coordinates of the stacking point to be calculated in the i-th column, j-th row and k-th layer, i is the row ordinal, j is the column ordinal, k is the layer ordinal, numR Is the total number of rows, numC is the total number of columns, and numL is the total number of layers.
  • the coordinates of the palletizing point can be determined.
  • the coordinates of all palletizing points in the palletizing array can be determined in the above-mentioned manner.
  • the palletizing equipment can place the objects to be palletized at the corresponding palletizing point according to the determined coordinates of each palletizing point.
  • the present application can greatly reduce the manual operations required to define the palletizing array, thereby improving the teaching efficiency of the palletizing array.
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of an embodiment of an automatic palletizing device 200 provided by the present invention.
  • the automatic palletizing equipment 200 includes a controller 201, a memory 202, a driving mechanism 203 and an end effector 204.
  • An example of the automatic palletizing device 200 is a palletizing robot.
  • the end effector 204 is used to pick up and place objects to be palletized, and the driving mechanism 203 is used to drive the end effector to move according to instructions from the controller 201.
  • the memory 202 stores program instructions, which can be loaded by the controller 201 and execute the automatic palletizing method of any of the above embodiments. It is understandable that in some other embodiments, the memory 202 may be set in the same physical device differently from the controller 201, but the method of any of the above embodiments can be performed by combining the automatic palletizing equipment 200 with a network.
  • the controller 201 can instruct the driving mechanism 203 to drive the end effector 204 to move, so as to place each object to be palletized at the corresponding position on the pallet.
  • the functions described in the above embodiments are implemented in the form of software and sold or used as independent products, they can be stored in a device with a storage function, that is, the present invention also provides a storage device storing a program.
  • the program data in the storage device can be executed to implement the automatic palletizing method in the foregoing embodiment, and the storage device includes, but is not limited to, a U disk, an optical disk, a server, or a hard disk.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Stacking Of Articles And Auxiliary Devices (AREA)

Abstract

一种自动码垛的方法、设备以及存储装置。该方法包括：根据预设规则确定位于同一平面的第一至第四基准点，以及位于另一平面的第五基准点，并获取第一至第五基准点的坐标；获取码垛阵列的总行数、总列数和总层数；根据第一基准点和第三基准点，确定码垛阵列的列方向向量；根据第一基准点和第五基准点，确定码垛阵列的层方向向量；根据待计算码垛点的列序数、总列数以及第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点的坐标确定待计算的码垛点所在列对应的行方向向量；以及根据待计算码垛点的行序数、列序数、层序数、行方向向量、列方向向量和层方向向量以及码垛阵列的总行数、总列数和总层数确定待计算码垛点的坐标。

Description

自动码垛的方法、设备以及存储装置 【技术领域】
本申请涉及自动控制技术，特别是涉及一种自动码垛的方法、设备以及存储装置。
【背景技术】
码垛是指将物品整齐的按照一定的规律摆放到垛盘上，或者从垛盘上将物品放置到传送带或者其他设备上。在垛盘上，每个物品对应的摆放位置称为一个码垛点，而所***垛点的集合可称为码垛阵列。
目前，对于简单形状的码垛阵列(例如长方体、平行六面体等)，可以采用对其部分码垛点的位置进行人工示教，而后自动计算其他码垛点的位置的方式来确定码垛阵列。然而，对于复杂形状的码垛阵列(例如非平行六面体)，则需要采用人工示教方式定义所***垛点的位置，这样就需要大量的调试时间，尤其是对于码垛点数量较多的码垛阵列，调试效率很低。
【发明内容】
本申请提供一种自动码垛的方法、设备以及存储装置，用于自动确定码垛阵列的各码垛点位置，从而能够提高码垛设备调试效率，节省码垛设备设置过程中的人力和时间成本。
为了解决上述技术问题，本申请提供的一种技术方案为提供一种自动码垛的方法。该方法包括：根据预设规则确定位于同一平面的第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点，以及位于另一平面的第五基准点，并获取第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点和第五基准点的坐标；获取码垛阵列的总行数、总列数和总层数；根据所述第一基准点和第三基准点，确定所述码垛阵列的列方向向量；根据所述第一基准点和第五基准点，确定所述码垛阵列的层方向向量；根据待计算码垛点的列序数、总列数以及第一基准点、 第二基准点、第三基准点和第四基准点的坐标确定所述待计算的码垛点所在列对应的行方向向量；以及根据所述待计算码垛点的行序数、列序数、层序数、所述行方向向量、列方向向量和层方向向量以及所述码垛阵列的总行数、总列数和总层数确定所述待计算码垛点的坐标。
为了解决上述技术问题，本申请提供的一种技术方案为提供一种自动码垛设备。该设备包括末端执行机构、驱动机构、控制器和存储器，所述末端执行机构用于拾取及放置待码垛物体，所述驱动机构用于驱动所述末端执行机构运动，所述存储器存储有程序指令，所述程序指令可被加载并执行前述自动码垛的方法。
为了解决上述技术问题，本申请提供的一种技术方案为提供一种存储装置。其存储有程序指令，所述程序指令可被加载并执行前述自动码垛的方法。
根据本申请，只需要获取位于同一平面的第一至第四基准点的坐标、位于另一平面的第五基准点的坐标，以及码垛阵列的总行数、总列数和总层数，就可以根据这些信息确定码垛阵列的列方向向量和层方向向量，并对各列码垛点确定对应的行方向向量，从而进一步确定各待计算码垛点的坐标。因此，本申请可以大大减少对码垛阵列进行定义所需要的人工操作，从而提高码垛阵列的示教效率。
【附图说明】
图1是本申请自动码垛的方法一实施例的流程示意图。
图2示出了图1中步骤S105的具体流程的一个例子。
图3为码垛阵列中的各基准点和各方向向量的示意图。
图4是本申请自动码垛设备一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1是本申请提供的自动码垛的方法一实施例的流程示意图。如图1所示，该方法包括：
S101：根据预设规则确定位于同一平面的第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点，以及位于另一平面的第五基准点，并获取第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点的坐标和第五基准点的坐标。
首先根据预先确定的规则确定五个基准点，例如，第一基准点至第五基准点的坐标可以通过人工示教的方式获取，即它们可以是人工示教点，或者第一基准点至第五基准点的坐标也可以是预先存储在码垛设备的内部或外部的存储器中，码垛设备可通过读取该存储器的信息获取它们的坐标，此外，还可以按照其他预先制定并存储的规则，例如选取平面的顶点为基准点。其中，第一至第四基准点位于同一平面，而第五基准点位于另一平面。在后续的步骤中，第一至第四基准点可分别作为码垛阵列第一层的四个角点，而第五基准点则作为码垛阵列最顶层的一个角点。应当注意，第一至第五基准点的坐标是在预设的参考坐标系下确定的，参考坐标系可以根据实际情况选取，例如，参考坐标系可以是世界坐标系、码垛设备的基坐标系等。为方便计算，本申请中的提到的各坐标应当认为是针对同一坐标系而言。如有必要，在实际情况中可通过不同坐标系之间的坐标变换的方式使涉及的各个坐标统一在同一坐标系内。
例如，结合图3，第一基准点P1、第二基准点P2、第三基准点P3和第四基准点P4位于同一平面，而第五基准点P5则位于另一平面。若码垛阵列的行数记为numR，列数记为numC，层数记为numL，那么第一基准点P1位于第1行第1列第1层，第二基准点P2位于第numR行第1列第1层，第三基准点P3位于第1行第numC列第1层，第四基准点P4位于第numR行第numC列第1层，第五基准点P5位于第1行第1列第numL层。当然，第五基准点也可以选 取为码垛阵列第numL层的其他点，例如第numL层上的第1行第numC列，在这种情况下，后续需要使用第1层上与该点对应的点来确定认码垛阵列的层方向向量。
在一些实施例中，第一至第四基准点P1～P4可构成平行四边形或者非平行四边形，无论哪种情况均可以使用本申请的方法确定其他码垛点的位置。即，本申请提供的方法可以适用于不同形状(或称垛盘模式)的码垛阵列。
S102：获取码垛阵列的总行数、总列数和总层数。
类似地，码垛阵列的总行数numR、总列数numC和总层数numL可以通过人工录入的方式获取，也可以是预先存储在码垛设备的内部或外部的存储器中，码垛设备可通过读取该存储器的信息获取码垛阵列的行数、列数和层数信息。码垛设备的操作人员可以根据需要对这些信息进行修改。
应当理解，行、列和层的概念均为相对的，它们仅用于区分码垛阵列中的三个不同的排列方向，而不对这些方向的具体指向造成限定。在其他实施例中，行、列和层可以使用第一方向、第二方向和第三方向等其他方式进行描述。
S103：根据第一基准点和第三基准点确定码垛阵列的列方向向量。
如图3所示，第一基准点P1和第三基准点P3的连线确定了码垛阵列的列方向。因此，可以根据以下公式确定码垛阵列的列方向向量：
Figure PCTCN2019075072-appb-000001
其中，
Figure PCTCN2019075072-appb-000002
为所述列方向向量，v x,v y,v z为所述列方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量。
S104：根据第一基准点和第五基准点确定码垛阵列的层方向向量。
如图3所示，第一基准点P1和第五基准点P5的连线确定了码垛阵列的层方向。因此，可以根据以下公式确定码垛阵列的列方向向量：
Figure PCTCN2019075072-appb-000003
其中，
Figure PCTCN2019075072-appb-000004
为所述层方向向量，w x,w y,w z为所述层方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量。
应当理解，在其他实施例中，可以将上述方向向量单位化(即将列方向向量除以向量
Figure PCTCN2019075072-appb-000005
的长度，或将层方向向量除以
Figure PCTCN2019075072-appb-000006
的长度)，并在后续的计算中使用单位化后的列方向单位向量和层方向单位向量进行计算，类似的等同变换并不影响不申请的各步骤的原理和精神。
S105：根据待计算码垛点的列序数、总列数以及第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点的坐标确定待计算码垛点所在列对应的行方向向量。
本申请中，码垛阵列的列方向向量和层方向向量是唯一的，也就是说对于码垛阵列中的所***垛点，它们对应的列方向向量和层方向向量都是相同的。与之相反，码垛阵列的行方向向量并不是唯一的，不同列的码垛点对应不同的行方向向量。因此，在步骤S105中需要确定待计算码垛点所在列对应的行方向向量。
具体地，步骤S105可包括图2所示的以下子步骤：
S1051：根据待计算码垛点的列序数、总列数和第一基准点及第三基准点的坐标确定该列码垛点对应的第一辅助点的坐标，其中第一辅助点位于第一基准点和第三基准点的连线上。
如图3所示，第j列码垛点对应的第一辅助点记为PA j，其中，各列对应的第一辅助点PA j均位于第一基准点P1和第三基准点P3的连线上。可以按以下公式确定所述第一辅助点的坐标：
Figure PCTCN2019075072-appb-000007
其中，j为待计算码垛点的列序数，numC为总列数，P1为第一基准点的坐标，
Figure PCTCN2019075072-appb-000008
为第一基准点到第三基准点的向量。
可以看出，对于第1列来说，第一基准点P1即为其对应的第一辅助点PA 1，而对于最后一列(第numC列)来说，第三基准点P3即为其对应的第一辅助点PA numC。不同列码垛点对应的第一辅助点不同。
S1052：根据待计算码垛点的列序数、总列数和第二基准点及第三基准点的坐标确定该列码垛点对应的第二辅助点的坐标，其中第二辅助点位于第二基准 点和第四基准点的连线上。
如图3所示，第j列码垛点对应的第二辅助点记为PB j，其中，各列对应的第二辅助点PB j均位于第二基准点P2和第四基准点P4的连线上。可以按以下公式确定所述第一辅助点的坐标：
Figure PCTCN2019075072-appb-000009
其中，j为待计算码垛点的列序数，numC为总列数，P1为第一基准点的坐标，
Figure PCTCN2019075072-appb-000010
为第二基准点到第四基准点的向量。
可以看出，对于第1列来说，第二基准点P2即为其对应的第二辅助点PB 1，而对于最后一列(第numC列)来说，第四基准点P4即为其对应的第二辅助点PB numC。不同列码垛点对应的第二辅助点不同。
S1053：根据该列码垛点对应的第一辅助点和第二辅助点的坐标确定待计算码垛点所在列对应的行方向向量。
由于各列码垛点对应的第一辅助点和第二辅助点各不相同，因此由第一辅助点和第二辅助点确定的、对应不同列码垛点的行方向向量也随之改变。具体地，可以按以下公式确定待计算码垛点所在列对应的行方向向量：
Figure PCTCN2019075072-appb-000011
其中，
Figure PCTCN2019075072-appb-000012
为第j列码垛点对应的所述行方向向量，u x,j,u y,j,u z,j为第j列码垛点对应的所述行方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量，
Figure PCTCN2019075072-appb-000013
为第j列码垛点对应的所述第一辅助点到所述第二辅助点的向量。
可以看出，对于第1列码垛点来说，其对应的行方向向量
Figure PCTCN2019075072-appb-000014
对于第numC列码垛点来说，其对应的行方向向量
Figure PCTCN2019075072-appb-000015
其中，若第一至第四基准点P1～P4构成平行四边形，则各列码垛点对应的行方向向量相同(大小相等且方向相同)，否则各列码垛点对应的行方向向量不同。
S106：根据待计算码垛点的行序数、列序数、层序数、行方向向量、列方向向量和层方向向量，以及码垛阵列的总行数、总列数和总层数确定待计算码垛点的坐标。
在获得了码垛阵列的列方向向量和层方向向量，以及各列码垛点对应的行方向向量后，就可以结合待计算码垛点的行序数、列序数、层序数以及码垛阵列的总行数、总列数和总层数确定待计算码垛点的坐标。具体地，可以按照以下公式确定所述待计算码垛点的坐标：
Figure PCTCN2019075072-appb-000016
其中，P(i,j,k)为位于第i列、第j行和第k层的所述待计算码垛点的坐标，i为行序数，j为列序数，k为层序数，numR为总行数，numC为总列数，numL为总层数。
对于码垛阵列中的任意码垛点，只要将其行序数i、列序数j和层序数k代入上述公式，就可以确定该码垛点的坐标。码垛阵列中的所***垛点的坐标都可以通过上述方式确定。在后续的码垛操作中，码垛设备可按照确定的各码垛点的坐标，将待码垛物体放置到对应的码垛点处。
根据本申请，只需要获取位于同一平面的第一至第四基准点的坐标、位于另一平面的第五基准点的坐标，以及码垛阵列的总行数、总列数和总层数，就可以根据这些信息确定码垛阵列的列方向向量和层方向向量，并对各列码垛点确定对应的行方向向量，从而进一步确定各待计算码垛点的坐标。因此，本申请可以大大减少对码垛阵列进行定义所需要的人工操作，从而提高码垛阵列的示教效率。
请参阅图3，图3是本发明提供的自动码垛设备200一实施例的结构示意图。该自动码垛设备200包括控制器201、存储器202、驱动机构203和末端执行机构204。自动码垛设备200的一个例子是码垛机器人。
其中，末端执行机构204用于拾取及放置待码垛物体，驱动机构203用于根据控制器201的指令驱动末端执行机构运动。存储器202保存有程序指令，程序指令可被控制器201加载并执行上述任意实施例的自动码垛的方法。可以理解地，在其它一些实施例中，存储器202可以不同控制器201设置于同一实 体装置中，而是通过将自动码垛设备200结合网络来执行上述任一实施例的方法。在根据前述方法确定码垛阵列的各码垛点的坐标后，控制器201可指示驱动机构203驱动末端执行机构204运动，从而将各待码垛物体放置在垛盘上的相应位置。
上述实施例所述功能如果以软件形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可存储在一个具有存储功能的装置中，即，本发明还提供一种存储有程序的存储装置。存储装置中程序数据能够被执行以实现上述实施例中的自动码垛的方法，该存储装置包括但不限于U盘、光盘、服务器或者硬盘等。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (20)

  1. 一种自动码垛的方法，其特征在于，包括：
    根据预设规则确定位于同一平面的第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点，以及位于另一平面的第五基准点，并获取所述第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点和第五基准点的坐标；
    获取码垛阵列的总行数、总列数和总层数；
    根据所述第一基准点和第三基准点，确定所述码垛阵列的列方向向量；
    根据所述第一基准点和第五基准点，确定所述码垛阵列的层方向向量；
    根据待计算码垛点的列序数、总列数以及第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点的坐标确定所述待计算的码垛点所在列对应的行方向向量；以及
    根据所述待计算码垛点的行序数、列序数、层序数、所述行方向向量、列方向向量和层方向向量以及所述码垛阵列的总行数、总列数和总层数确定所述待计算码垛点的坐标。
  2. 如权利要求1所述的自动码垛的方法，其特征在于：所述根据待计算码垛点的列序数、总列数以及第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点的坐标确定所述待计算的码垛点所在行的行方向向量的步骤包括：
    根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第一基准点及第三基准点的坐标确定该列码垛点对应的第一辅助点的坐标；
    根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第二基准点及第四基准点的坐标确定该列码垛点对应的第二辅助点的坐标，其中，所述第一辅助点位于所述第一和第三基准点的连线上，所述第二辅助点位于所述第二和第四基准点的连线上；
    根据该列码垛点对应的所述第一辅助点和所述第二辅助点的坐标确定所述待计算码垛点所在列对应的行方向向量。
  3. 如权利要求2所述的自动码垛的方法，其特征在于：
    所述根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第一基准点及第三基准点的坐标确定第一辅助点的坐标的步骤包括：
    按以下公式确定所述第一辅助点的坐标：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100001
    其中，j为所述待计算码垛点的列序数，numC为所述总列数，PA j为第j列码垛点对应的所述第一辅助点的坐标，P1为所述第一基准点的坐标，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100002
    为所述第一基准点到所述第三基准点的向量；
    所述根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第二基准点及第四基准点的坐标确定第二辅助点的坐标的步骤包括：
    按以下公式确定所述第二辅助点的坐标：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100003
    其中，j为所述待计算码垛点的列序数，numC为所述总列数，PB j为第j列码垛点对应的所述第二辅助点的坐标，P2为所述第二基准点的坐标，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100004
    为所述第二基准点到所述第四基准点的向量。
  4. 如权利要求3所述的自动码垛的方法，其特征在于：
    所述根据该列码垛点对应的所述第一辅助点和所述第二辅助点的坐标确定所述待计算码垛点所在列对应的行方向向量的步骤包括，按以下公式确定所述待计算码垛点所在列对应的行方向向量：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100005
    其中，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100006
    为第j列码垛点对应的所述行方向向量，u x,j,u y,j,u z,j为第j列码垛点对应的所述行方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100007
    为第j列码垛点对应的所述第一辅助点到所述第二辅助点的向量；
    所述根据所述第一基准点和第三基准点，确定所述码垛阵列的列方向向量的步骤包括，按以下公式确定所述列方向向量：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100008
    其中，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100009
    为所述列方向向量，v x,v y,v z为所述列方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量；
    所述根据所述第一基准点和第五基准点，确定所述码垛阵列的层方向向量的步骤包括，按以下公式确定所述层方向向量：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100010
    其中，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100011
    为所述层方向向量，w x,w y,w z为所述层方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量。
  5. 如权利要求4所述的自动码垛的方法，其特征在于，所述根据所述待计算码垛点的行序数、列序数、层序数、所述行方向向量、列方向向量和层方向向量以及所述码垛阵列的总行数、总列数和总层数确定所述待计算码垛点的坐标的步骤包括：按照以下公式确定所述待计算码垛点的坐标：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100012
    其中，P(i,j,k)为位于第i列、第j行和第k层的所述待计算码垛点的坐标，为行序数，k为层序数，numR为总行数，numL为总层数。
  6. 如权利要求1所述的自动码垛的方法，其特征在于，所述获取第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点和第五基准点的坐标的步骤包括：
    通过人工示教的方法获取所述第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点和第五基准点的坐标。
  7. 如权利要求1所述的自动码垛的方法，其特征在于，所述第一基准点、所述第二基准点、所述第三基准点和所述第四基准点构成非平行四边形。
  8. 一种自动码垛设备，其特征在于，包括末端执行机构、驱动机构、控制器和存储器，所述末端执行机构用于拾取及放置待码垛物体，所述驱动机构用于驱动所述末端执行机构运动，所述存储器存储有程序指令，所述程序指令可被加载并执行一种自动码垛的方法，所述方法包括：
    根据预设规则确定位于同一平面的第一基准点、第二基准点、第三基准点 和第四基准点，以及位于另一平面的第五基准点；获取所述第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点和第五基准点的坐标；
    获取码垛阵列的总行数、总列数和总层数；
    根据所述第一基准点和第三基准点，确定所述码垛阵列的列方向向量；
    根据所述第一基准点和第五基准点，确定所述码垛阵列的层方向向量；
    根据待计算码垛点的列序数、总列数以及第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点的坐标确定所述待计算的码垛点所在列对应的行方向向量；以及
    根据所述待计算码垛点的行序数、列序数、层序数、所述行方向向量、列方向向量和层方向向量以及所述码垛阵列的总行数、总列数和总层数确定所述待计算码垛点的坐标。
  9. 如权利要求8所述的自动码垛设备，其特征在于：所述根据待计算码垛点的列序数、总列数以及第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点的坐标确定所述待计算的码垛点所在行的行方向向量的步骤包括：
    根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第一基准点及第三基准点的坐标确定该列码垛点对应的第一辅助点的坐标；
    根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第二基准点及第四基准点的坐标确定该列码垛点对应的第二辅助点的坐标，其中，所述第一辅助点位于所述第一和第三基准点的连线上，所述第二辅助点位于所述第二和第四基准点的连线上；
    根据该列码垛点对应的所述第一辅助点和所述第二辅助点的坐标确定所述待计算码垛点所在列对应的行方向向量。
  10. 如权利要求9所述的自动码垛设备，其特征在于：
    所述根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第一基准点及第三基准点的坐标确定第一辅助点的坐标的步骤包括：
    按以下公式确定所述第一辅助点的坐标：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100013
    其中，j为所述待计算码垛点的列序数，numC为所述总列数，PA j为第j列码垛点对应的所述第一辅助点的坐标，P1为所述第一基准点的坐标，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100014
    为所述第一基准点到所述第三基准点的向量；
    所述根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第二基准点及第四基准点的坐标确定第二辅助点的坐标的步骤包括：
    按以下公式确定所述第二辅助点的坐标：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100015
    其中，j为所述待计算码垛点的列序数，numC为所述总列数，PB j为第j列码垛点对应的所述第二辅助点的坐标，P2为所述第二基准点的坐标，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100016
    为所述第二基准点到所述第四基准点的向量。
  11. 如权利要求10所述的自动码垛设备，其特征在于：
    所述根据该列码垛点对应的所述第一辅助点和所述第二辅助点的坐标确定所述待计算码垛点所在列对应的行方向向量的步骤包括，按以下公式确定所述待计算码垛点所在列对应的行方向向量：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100017
    其中，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100018
    为第j列码垛点对应的所述行方向向量，u x,j,u y,j,u z,j为第j列码垛点对应的所述行方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100019
    为第j列码垛点对应的所述第一辅助点到所述第二辅助点的向量；
    所述根据所述第一基准点和第三基准点，确定所述码垛阵列的列方向向量的步骤包括，按以下公式确定所述列方向向量：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100020
    其中，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100021
    为所述列方向向量，v x,v y,v z为所述列方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量；
    所述根据所述第一基准点和第五基准点，确定所述码垛阵列的层方向向量的步骤包括，按以下公式确定所述层方向向量：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100022
    其中，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100023
    为所述层方向向量，w x,w y,w z为所述层方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量。
  12. 如权利要求11所述的自动码垛设备，其特征在于，所述根据所述待计算码垛点的行序数、列序数、层序数、所述行方向向量、列方向向量和层方向向量以及所述码垛阵列的总行数、总列数和总层数确定所述待计算码垛点的坐标的步骤包括：按照以下公式确定所述待计算码垛点的坐标：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100024
    其中，P(i,j,k)为位于第i列、第j行和第k层的所述待计算码垛点的坐标，为行序数，k为层序数，numR为总行数，numL为总层数。
  13. 如权利要求7所述的自动码垛设备，其特征在于，所述获取第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点和第五基准点的坐标的步骤包括：
    通过人工示教的方法获取所述第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点和第五基准点的坐标。
  14. 如权利要求7所述的自动码垛设备，其特征在于，所述第一基准点、所述第二基准点、所述第三基准点和所述第四基准点构成非平行四边形。
  15. 一种具有存储功能的装置，其特征在于，存储有程序指令，所述程序指令可被加载并执行一种自动码垛的方法，所述方法包括：
    根据预设规则确定位于同一平面的第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点，以及位于另一平面的第五基准点；获取所述第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点和第五基准点的坐标；
    获取码垛阵列的总行数、总列数和总层数；
    根据所述第一基准点和第三基准点，确定所述码垛阵列的列方向向量；
    根据所述第一基准点和第五基准点，确定所述码垛阵列的层方向向量；
    根据待计算码垛点的列序数、总列数以及第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点的坐标确定所述待计算的码垛点所在列对应的行方向向量； 以及
    根据所述待计算码垛点的行序数、列序数、层序数、所述行方向向量、列方向向量和层方向向量以及所述码垛阵列的总行数、总列数和总层数确定所述待计算码垛点的坐标。
  16. 如权利要求15所述的装置，其特征在于：所述根据待计算码垛点的列序数、总列数以及第一基准点、第二基准点、第三基准点和第四基准点的坐标确定所述待计算的码垛点所在行的行方向向量的步骤包括：
    根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第一基准点及第三基准点的坐标确定该列码垛点对应的第一辅助点的坐标；
    根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第二基准点及第四基准点的坐标确定该列码垛点对应的第二辅助点的坐标，其中，所述第一辅助点位于所述第一和第三基准点的连线上，所述第二辅助点位于所述第二和第四基准点的连线上；
    根据该列码垛点对应的所述第一辅助点和所述第二辅助点的坐标确定所述待计算码垛点所在列对应的行方向向量。
  17. 如权利要求16所述的装置，其特征在于：
    所述根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第一基准点及第三基准点的坐标确定第一辅助点的坐标的步骤包括：
    按以下公式确定所述第一辅助点的坐标：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100025
    其中，j为所述待计算码垛点的列序数，numC为所述总列数，PA j为第j列码垛点对应的所述第一辅助点的坐标，P1为所述第一基准点的坐标，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100026
    为所述第一基准点到所述第三基准点的向量；
    所述根据所述待计算码垛点的列序数、所述总列数和所述第二基准点及第四基准点的坐标确定第二辅助点的坐标的步骤包括：
    按以下公式确定所述第二辅助点的坐标：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100027
    其中，j为所述待计算码垛点的列序数，numC为所述总列数，PB j为第j列码垛点对应的所述第二辅助点的坐标，P2为所述第二基准点的坐标，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100028
    为所述第二基准点到所述第四基准点的向量。
  18. 如权利要求17所述的装置，其特征在于：
    所述根据该列码垛点对应的所述第一辅助点和所述第二辅助点的坐标确定所述待计算码垛点所在列对应的行方向向量的步骤包括，按以下公式确定所述待计算码垛点所在列对应的行方向向量：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100029
    其中，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100030
    为第j列码垛点对应的所述行方向向量，u x,j,u y,j,u z,j为第j列码垛点对应的所述行方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100031
    为第j列码垛点对应的所述第一辅助点到所述第二辅助点的向量；
    所述根据所述第一基准点和第三基准点，确定所述码垛阵列的列方向向量的步骤包括，按以下公式确定所述列方向向量：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100032
    其中，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100033
    为所述列方向向量，v x,v y,v z为所述列方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量；
    所述根据所述第一基准点和第五基准点，确定所述码垛阵列的层方向向量的步骤包括，按以下公式确定所述层方向向量：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100034
    其中，
    Figure PCTCN2019075072-appb-100035
    为所述层方向向量，w x,w y,w z为所述层方向向量在参考坐标系下的x、y和z轴的分量。
  19. 如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述根据所述待计算码垛点的行序数、列序数、层序数、所述行方向向量、列方向向量和层方向向量以及所述码垛阵列的总行数、总列数和总层数确定所述待计算码垛点的坐标的步骤包括：按照以下公式确定所述待计算码垛点的坐标：
    Figure PCTCN2019075072-appb-100036
    其中，P(i,j,k)为位于第i列、第j行和第k层的所述待计算码垛点的坐标，为行序数，k为层序数，numR为总行数，numL为总层数。
  20. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述获取第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点和第五基准点的坐标的步骤包括：
    通过人工示教的方法获取所述第一基准点、第二基准点、第三基准点、第四基准点和第五基准点的坐标，其中，所述第一基准点、所述第二基准点、所述第三基准点和所述第四基准点构成非平行四边形。
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