控制方法和自动引导车

技术领域

本发明涉及智能仓储领域，尤其涉及一种用于自动引导车的控制方法以及自动引导车。

背景技术

随着我国电商行业的高速发展，物流的各个环节也出现了多样化的需求，由分拣机器人组成的包裹分拣系统应运而生，该系统在保证包裹分拣高效的同时，还具有即时响应和分布式的灵活性。在当前的物流仓储领域，已经越来越多的使用了自动引导车(AGV)来代替或者补充人工劳动。自动引导车能够自动接收物品搬运任务，在程序控制下，到达第一位置，取得物品，然后行走到第二位置，将物品卸下，继续去执行其他的任务。

无人搬运机器人已经广泛运用于仓储物流，汽车，零售等行业，主要用于替代传统人力，实现无人搬运作业的“货到人”模式。传统的货架到人模式虽然解决了搬运难问题，但搬运的货架上不是所有物品都会被充分利用，依旧存在一定程度上的资源浪费。智能料箱机器人通过实现料箱的搬运替代原本固定货架的货物摆放，实现搬运货架的充分利用。

如何设计良好的稳定的控制方法来准确定位车辆位置，解决搬运目标物和车辆之间的相对位置关系，对准确高效的完成搬运任务具有重要意义。无论是人为将货物放置在货架还是机器摆放货物，通常在取放货时都会存在误差，由于误差的不断积累最终会使货物无法拿取，甚至会引发重大的安全事故。针对料箱机器人的工作特点，既要准确停靠地面位置，又要准确获取料箱位置，而料箱位置和地面位置本身并不存在硬性关联，所以如何在停靠位置准确的获取料箱是一个技术难点。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有技术缺陷中的至少一个，本发明提出一种用于自动引导车的控制方法，所述自动引导车具有车体和设置在所述车体上的抓取机构，所述控制方法包括：

S101：控制所述自动引导车运动靠近待搬运目标；

S102：将所述抓取机构升高或降低到所述待搬运目标的高度；

S103：计算所述抓取机构相对于所述待搬运目标的偏差，所述偏差包括横向位移偏差和角度偏差中的一个或多个；

S104：根据所述横向位移偏差和/或角度偏差，调整所述自动引导车的定位；和

S105：抓取所述待搬运目标。

根据本发明的一个方面，所述偏差包括横向位移偏差、角度偏差和高度偏差，所述控制方法还包括根据所述高度偏差调整所述抓取机构的高度。

根据本发明的一个方面，所述计算抓取机构相对于待搬运目标的偏差的步骤包括：采集所述待搬运目标的侧部标识符，并基于所述侧部标识符的标定数据，计算所述偏差。

根据本发明的一个方面，所述调整自动引导车的定位的步骤包括：使所述自动引导车相对于其竖直轴线旋转所述角度偏差,使所述自动引导车平行于所述待搬运目标移动一定距离，所述一定距离补偿所述横向位移偏差以及旋转所述角度偏差带来的横向位移。

根据本发明的一个方面，所述控制方法还包括：当所述角度偏差大于角度偏差阈值，或所述横向位移偏差大于横向位移偏差阈值时，发出报警。

根据本发明的一个方面，所述控制方法还包括：当所述角度偏差小于或等于所述角度偏差阈值、且所述横向位移偏差小于或等于所述横向位移偏差阈值时，判断所述横向位移偏差是否大于横向位移偏差预定值；当所述横向位移偏差大于所述横向位移偏差预定值时，使所述自动引导车平行于所述待搬运目标移动移动以补偿所述横向位移偏差；否则，不补偿所述横向位移偏差。

根据本发明的一个方面，所述控制方法还包括：判断所述角度偏差是否小于所述角度偏差阈值并大于角度偏差设定值，

如果所述角度偏差小于所述角度偏差阈值并大于角度偏差设定值，使所述自动引导车相对于其竖直轴线旋转以补偿所述角度偏差；否则，不补偿所述角度偏差。

根据本发明的一个方面，所述抓取待搬运目标的步骤包括：

伸出所述抓取机构至所述待搬运目标；

进行碰撞/限位检测，在未检测到碰撞/限位的情况下，获取所述待搬运目标并收回所述抓取机构；

根据所述横向位移偏差和/或角度偏差，恢复所述自动引导车的定位。

本发明还涉及一种自动引导车，包括：

车体；

电机，安装在所述车体上；

行进装置，安装在所述车体上并被所述电机驱动；

抓取机构，所述抓取机构设置在所述车体上，并可从货架上抓取物品；

控制装置，所述控制装置安装在所述车体上，并配置成可执行如上述的控制方法。

根据本发明的一个方面，所述自动引导车上不设置有调节所述抓取机构的角度的机构。

根据本发明的一个方面，所述自动引导车还包括侧视摄像头，所述侧视摄像头与所述控制装置耦合，从而所述控制装置根据所述侧视摄像头捕获的图像，计算所述抓取机构相对于所述物品的偏差。

本发明还涉及一种智能仓储系统，包括：

货架，所述货架上可放置料箱，所述料箱的侧部具有侧部标识符；

如上所述的自动引导车；

调度系统，所述调度系统与所述自动引导车通讯，并且可向所述自动引导车分配从所述货架上搬运料箱的任务。

本发明还涉及一种用于自动引导车的控制方法，所述自动引导车具有车体和设置在所述车体上的抓取机构，待放置目标位于所述抓取机构上，所述控制方法包括：

S301：控制所述自动引导车运动靠近放货位置；

S302：将所述抓取机构升高或降低到所述放货位置的高度；

S303：计算所述待放置目标相对于所述抓取机构在伸缩方向上的伸缩量偏差；

S304：根据所述待放置目标相对于所述抓取机构在伸缩方向上的伸缩量偏差，调整所述抓取机构的伸缩量；和

S305：将所述待放置目标放置于所述放货位置上。

根据本发明的一个方面，其中所述计算待放置目标相对于所述抓取机构在伸缩方向上的偏差的步骤包括：采集所述待搬运目标的底部标识符，并基于所述底部标识符的标定数据，计算待放置目标相对于所述抓取机构在伸缩方向上的偏差。

根据本发明的一个方面，所述的控制方法还包括：

S306：计算所述抓取机构相对于所述放货位置的偏差，包括横向位移偏差和角度偏差中的一个或多个；

S307：根据所述横向位移偏差和/或角度偏差，调整所述自动引导车的定位；

根据本发明的一个方面，所述步骤S307包括：使所述自动引导车相对于其竖直轴线的旋转所述角度偏差,使所述自动引导车平行于所述待搬运目标移动一定距离，所述一定距离补偿所述横向位移偏差以及旋转所述角度偏差带来的横向位移。

根据本发明的一个方面，所述控制方法还包括：当所述角度偏差大于角度偏差阈值，或所述横向位移偏差大于横向位移偏差阈值时，发出报警。

根据本发明的一个方面，所述控制方法还包括：所述控制方法还包括：当所述角度偏差小于或等于所述角度偏差阈值、且所述横向位移偏差小于或等于所述横向位移偏差阈值时，判断所述横向位移偏差是否大于横向位移偏差预定值；当所述横向位移偏差大于所述横向位移偏差预定值时，使所述自动引导车平行于所述待搬运目标移动移动以补偿所述横向位移偏差；否则，不补偿所述横向位移偏差。

根据本发明的一个方面，所述控制方法还包括：判断所述角度偏差是否小于所述角度偏差阈值并大于角度偏差设定值，

如果所述角度偏差小于所述角度偏差阈值并大于角度偏差设定值，使所述自动引导车相对于其竖直轴线旋转以补偿所述角度偏差；否则，不补偿所述角度偏差。

根据本发明的一个方面，所述步骤S304包括：

判断所述抓取机构的标准伸缩量与所述伸缩量偏差之和是否大于所述抓取机构的最大伸缩行程；

如果大于所述最大伸缩行程，将所述抓取机构伸出所述最大伸缩行程；否则，按照所述抓取机构的标准伸缩量与所述伸缩量偏差之和，伸出所述抓取机构。

根据本发明的一个方面，所述控制方法还包括：

进行碰撞/限位检测，在未检测到碰撞/限位的情况下，放置所述货物并收回所述抓取机构；

根据所述横向位移偏差和/或角度偏差，恢复所述自动引导车的定位。

本发明还涉及一种自动引导车，包括：

车体；

电机，安装在所述车体上；

行进装置，安装在所述车体上并被所述电机驱动；

抓取机构，所述抓取机构设置在所述车体上，并可从货架上抓取物品并可将物品放置在货架上；

控制装置，所述控制装置安装在所述车体上，并配置成可执行如上所述的控制方法。

根据本发明的一个方面，所述自动引导车上不设置有调节抓取机构的角度的机构。

本发明还涉及一种自动引导车，包括：

车体；

电机，安装在所述车体上；

行进装置，安装在所述车体上并被所述电机驱动；

抓取机构，所述抓取机构设置在所述车体上，并可从货架上抓取物品并可将物品放置在货架上；

侧视摄像头，设置在所述车体或抓取机构上，以拍摄所述自动引导车前方或侧方的图像；和

上视摄像头，设置在所述车体或抓取机构上，以拍摄所述抓取机构上承载的物品底部的图像。

根据本发明的一个方面，所述的自动引导车还包括控制装置，所述控制装置与所述侧视摄像头和上视摄像头耦合，并配置成可执行如上所述的控制方法。

根据本发明的一个方面，所述的自动引导车还包括升降装置，所述升降装置设置在所述抓取机构和所述车体之间，可升高或降低所述抓取机构，其中所述自动引导车上不设置有调节抓取机构的角度的机构。

本发明还涉及一种智能仓储系统，包括：

货架，所述货架上可放置料箱，所述货架上具有标识符；

如上所述的自动引导车；

调度系统，所述调度系统与所述自动引导车通讯，并且可向所述自动引导车分配从所述货架上搬运料箱的任务。

本发明涉及无人搬运机器人(Automated Guided Vehicle，简称AGV)末端视觉补偿控制技术领域，具体涉及一种将视觉传感器数据与运动控制像结合，构成视觉纠偏补偿控制的方法，尤其是一种用于智能料箱机器人采用视觉传感器对货架标识物进行识别并反馈补偿末端定位的控制方法。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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示出了使用自动引导车来搬运处理料箱的场景示意图；

图2示出了货架和料箱的放大图；

图3示出了抓取机构的放大图；

图4示出了抓取机构的俯视图；

图5示出了根据本发明第一方面的一种用于自动引导车的控制方法；

图6示出了根据本发明第一方面的坐标定义；

图7示意性示出了沿着运动方向从镜头中心到叉中心的距离；

图8示出了根据本发明一个优选实施例的自动引导车的控制方法；

图9示出了根据本发明第二方面的一种用于自动引导车的控制方法；

图10示出了根据本发明第二方面的坐标系；和

图11示出了根据本发明的一个优选实施例的自动引导车的控制方法。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了使用自动引导车来搬运处理料箱的场景示意图。如图1所示，自动引导车1包括车体(底盘)、车轮、抓取机构11等部件。其中车轮安装在车体上，可以被电机驱动，从而在地面上进行前进、后退、转弯、原地旋转(例如围绕其虚拟的纵向轴线旋转一定角度)等各种运动操作。

图1中示意性示出了自动引导车1包括抓取机构11，例如是伸缩叉形式的抓取机构。自动引导车停靠在货架前方时，通过伸出或缩回伸缩叉，可以从货架上抓取料箱，或者可以将伸缩叉上的料箱放置到货架上。伸缩叉的具体结构在后文描述，在其他附图中示出。

另外，自动引导车1包括升降装置，可以升高或者降低该抓取机构11的高度，以适应不同高度的作业要求。如图1所示，自动引导车1在其底盘上方具有支架或者轨道，抓取机构11可以沿着该支架或者轨道上升或者下降。另外优选的，自动引导车1上不具有单独调整抓取机构11的角度的机构，因为本申请的发明人发现，调整抓取机构11的角度的机构会极大地提高系统控制的复杂性和难度。

图1中还示出了货架2。货架2例如是多行多列的货架，其上具有多个存储空间，可以放置多个料箱3。货架2上对应于每个存储空间，可以带有对应的货架标识符21，例如二维码或者定位码。从该二维码或定位码中可以获得该存储空间的相关信息。另外，通过扫描该二维码或者定位码，并进行相应的图像处理，可以获得摄像头相对于货架的定位，例如坐标以及角度定向等。

在地面上具有地面定位标识4。地面定位标识4例如可以是二维码的形式，或者是磁条的形式，用于帮助自动引导车1的导航。例如，自动引导车1在接到调度控制器下发的搬运任务后，规划好搬运路径，然后沿着搬运路径运动。在行走过程中，自动引导车1上的摄像头拍摄地面的二维码，或者磁条感应装置感测地面的磁条，从而保证自动引导车1沿着正确的路径前进。此处不再赘述。根据本发明的一个优选的实施例，所述地面定位标识是不连续的，并且自动引导车的停靠位置只能位于地面标识符的上方，而不能位于地面标识符之间。例如图1中所示，自动引导车的中心停靠在其中一个地面定位标识符的上方。

如图1所示，料箱3放置在货架2上，在料箱3上同样带有对应的侧部标识符31，其可以是二维码或定位码的形式，其中可编码有与料箱3相关的信息。另外，料箱3的底部也可以设置有底部标识符。后文详细描述。同样的，通过拍摄所述侧部标识符和底部标识符，并进行图像处理，可以获得摄像头或者摄像头的载体(例如自动引导车)相对于料箱的角度和/或位置。

自动引导车1上可以设置有一个或多个摄像头，用于图像采集，例如采集货架上标识符、料箱上的侧部标识符、底部标识符等。通过图像处理，可以获得自动引导车的抓取机构相对于料箱/货架的相对定位以及料箱在抓取机构上的相对定位。

图2示出了货架2和料箱3的放大图。如图2所示，料箱3的下方具有托盘，以形成一个空隙31，伸缩叉可以插入该空隙31中，用于进行托举。图2中也示出了料箱侧部标识符31以及货架标识符21。

图3和图4示出了抓取机构11的放大图，如图3所示，抓取机构11例如可以是伸缩叉的形式，可以朝着料箱的方向伸出(例如图4中向上的方向)，也可以沿着远离料箱的方向回退(例如图4中向下的方向)。图3中还示出了自动引导车1上设置的侧部摄像头12以及上视摄像头13。侧部摄像头12和上视摄像头13例如均安装在抓取机构11的下方，其中侧部摄像头12朝向侧部，参考图1，可以用于拍摄料箱侧部的标识符31以及货架标识符21；上视摄像头13朝向上方，如图3所示，例如可以拍摄放置在抓取机构11上的料箱底部的标识符。

相应的，自动引导车1上还具有控制单元或者图像处理装置(未示出)，用于对各个摄像头所采集的图像进行处理，以获取图像中的信息，例如标识符或者二维码中所编码的信息，并且可以获得抓取机构相对于料箱的相对定位信息(比如相对高度信息、沿着左右方向的位移偏差信息以及相对角度偏差信息等)。

以下简单描述自动引导车1的工作过程。以搬取料箱为例，自动引导车1首先接到搬运任务，在地面定位标识4的引导下，到达合适的货架2前方。随后，自动引导车1通过其升降装置，改变抓取机构11的高度，使其定位到与待抓取料箱相同的高度处，然后通过电机驱动抓取机构11，使得驱动装置向外延伸，伸入到料箱托盘下方的间隙中，然后托起料箱托盘，向后回退，完成料箱的抓取操作。

下面参考图5详细描述根据本发明第一方面的一种用于自动引导车的控制方法100。其中所述自动引导车例如如上描述的自动引导车1，具有车体和设置在所述车体上的抓取机构11。如图5所示，所述控制方法包括：

在步骤S101，控制所述自动引导车运动靠近待搬运目标。

如上所述，自动引导车11例如从上游的调度单元接到搬运任务，搬运任务例如涉及一个具体的料箱，自动引导车11获知该料箱的存放位置，例如位于哪一个货架上。之后，自动引导车11在地面定位标识4的引导下，靠近该货架，例如定位在该料箱的前面。

在步骤S102，将所述抓取机构升高或降低到所述待搬运目标的高度。

自动引导车11根据料箱的搬运任务，可以获知该料箱的高度，例如存放在货架的哪一层上，从而计算出其高度。根据一个实施例，搬运任务中本身可包括料箱存放的高度信息。根据另一种实现方式，自动引导车接到搬运任务后，可以在数据库中查询该料箱的存放在货架的哪一层上，从而可以获知该料箱的高度，然后可以控制抓取机构升高或者降低到该料箱的高度上。

在步骤S103，计算所述抓取机构相对于所述待搬运目标的偏差，所述偏差包括横向位移偏差和角度偏差中的一个或多个。

虽然在步骤S101和S102中将自动引导车定位到料箱的前方、并且将抓取机构定位到料箱的高度上，但是，由于自动引导车的现场定位控制精度可能无法保证足够高的精度，因此在步骤S101和S102之后，还需要获得自动引导车或者抓取机构相对于待搬运料箱的偏差，并进行相应的调整，才能够进一步提高定位精度。否则，抓取料箱时，抓取机构可能无法准确地执行操作。例如图2中示出的料箱3下方的空隙，是供伸缩叉式的抓取机构插入的，该空隙的左右方向的尺寸与伸缩叉的宽度大致相同，因此如果伸缩叉没有与该空隙对准，例如左右方向具有一定的偏差，或者角度方向存在一定的偏差(例如偏离90度较大)，那么在抓取过程中很可能会发生干涉或者碰撞，造成无法正常抓取料箱。

常见的偏差主要有横向位移方向的偏差和角度偏差。以图1为例进行说明，横向位移方向是指自动引导车移动的方向，即图1中的左右方向。横向方向的偏差可能会由于自动引导车停靠时的位置偏差所引起，也可能由于料箱在货架上摆放的位置偏差所引起，这二者都可能会造成自动引导车与料箱没有处于一个理想的相对位置上。角度偏差是指抓取机构相对于料箱在水平方向内的角度的偏差。以伸缩叉式的抓取机构为例，理想的情况下，伸缩叉应当垂直于料箱，从而垂直的插入料箱下部的空隙中，完成抓取操作。但是在实际情况中，由于自动引导车的角度定向偏差，或者由于料箱的摆放定向的偏差，都可能造成伸缩叉与该空隙(或料箱)之间的角度并非90度，例如是88度。这样情况下，就需要对二者之间的角度进行计算和调整。否则，托盘在插入料箱下部空间的过程中可能发生干涉或者碰撞，造成无法进行抓取操作。

在步骤S104，根据所述横向位移偏差和/或角度偏差，调整所述自动引导车的定位。

在步骤S103中获得了抓取机构相对于所述待搬运目标的偏差之后，根据所述偏差，调整自动引导车的定位，例如使得自动引导车(反向)移动该横向位移偏差的量，从而消除横向位移偏差；使得自动引导车(反向)旋转该角度偏差的量，从而消除角度偏差。

本发明中，可通过调整自动引导车的位置来使得抓取机构对准料箱，而无需单独地调整抓取机构的定位。因而无需增加抓取机构的旋转轴以及抓取机构的旋转驱动机构，降低了控制维度和难度，使用范围更广。

在步骤S105，抓取所述待搬运目标。

在消除或者减小了所述偏差后，通过所述抓取机构，抓取料箱。此时由于抓取机构相对于所述待搬运目标的偏差被消除或者被减小到允许的范围内，抓取操作可以更顺利的进行，不会产生干涉或者误操作。

根据本发明的一个优选实施例，所述偏差包括横向位移偏差、角度偏差和高度偏差。在这种情况下，所述方法100还包括根据所述高度偏差调整所述抓取机构的高度。

根据本发明的一个优选实施例，在步骤S103，通过以下方式来计算所述抓取机构相对于所述待搬运目标的偏差(所述偏差包括横向位移偏差和角度偏差)：采集所述待搬运目标的侧部标识符，并基于所述侧部标识符的标定数据，计算所述偏差。以下具体描述。

在将自动引导车定位到目标料箱的前方、并且将抓取机构定位到目标料箱的高度之后，通过自动引导车1的侧视摄像头12，拍摄料箱的侧部标识符31(例如二维码)。自动引导车的控制单元或者图像处理单元对图片进行解码和相应的处理，得到当前待抓取的料箱的高度信息x，车身运动方向信息y，摄像头到标识物的深度信息z，以及目标和车身的夹角信息θ，坐标定义如图6所示(其中YZ平面为水平面，Y方向为自动引导车移动方向，X方向为竖直方向)。举例来说，料箱的侧部标识符中除了编码信息，例如还有三个定位小黑块，对侧部标识符进行拍照，例如通过这三个定位小黑块，通过图像处理算法(例如透视变换算法)，可以获得xyzθ这四个参数。这里不再赘述如何通过图像处理算法来获得这些参数。

将解算出来图像数据，与标识符的标定数据进行计算，得到抓取目标的偏差数据，计算方式如公式(1)，其中x，y，θ为解算图像的数据，x

之后，通过将自动引导车相对于其竖直轴线旋转所述角度偏差，沿着平行于待搬运目标移动所述横向位移偏差，来消除所述角度偏差和横向位移偏差。

另外，由于角度旋转会带来抓取机构的位移，所以根据本发明的一个优选实施例，可以将旋转带来的横向位移补偿，计算如下：

Δy

其中，Δy

对于运动方向的偏差(横向位移偏差)和角度方向的偏差(角度偏差)，通过在当前停靠位置进行相对运动补偿，即将自动引导车本体移动和旋转对应的补偿信息Δy

高度信息的补偿采用绝对位置控制方式，在竖直方向上移动抓取机构进行校准。绝对位置控制及相对与运动零点的绝对高度信息，计算如下；

x

其中x为抓取机构当前绝对位置高度，Δx为末端定位算法计算标识物高度补偿量，x

图8示出了根据本发明一个优选实施例的方法200。下面参考图8详细描述。

方法200中的步骤S201、S202、S203，分别与方法100中的步骤S101、S102、S103相同，此处不再赘述。

如图8所示，在步骤S203中计算出横向位移偏差和/或角度偏差之后，在步骤S204，判断该角度偏差是否大于角度偏差阈值，角度偏差阈值例如为3.5度。当角度偏差大于该阈值时，进行到步骤S205，发出角度偏差过大的报错提示，表明自动引导车的引导和控制出现了故障，需要工作人员介入。否则，进行到步骤S206，判断横向位移偏差是否大于横向位移偏差阈值，例如37mm。当横向位移偏差大于该阈值时，进行到步骤S207，发出横向位移偏差过大的报错提示，表明系统出现故障。否则，进行到步骤S208，判断高度偏差是否大于阈值，例如5mm。如果高度偏差大于该阈值，进行到步骤S209，提高或者降低抓取机构的高度进行补偿。否则，进行到步骤S210，判断横向位移偏差是否大于预设值(例如3mm)同时小于上述阈值(例如37mm)，如果是，那么进行到步骤S211，进行横向移动补偿。否则，进行到步骤S212，判断角度偏差是否大于等于预设值而小于上述阈值，如果是，则进行自动引导车的角度旋转以补偿该角度偏差，例如在码上通过自动引导车底盘电机差动微调旋转，调整自动引导车的角度以补偿纠偏到合适角度；否则，可以不调整该角度偏差。优选的，在步骤S211进行的左右移动补偿，补偿了所述横向位移偏差以及旋转所述角度偏差带来的横向位移，同时优选的将步骤S210和S211放置到步骤S212和S213的下游。

补偿调整操作结束之后，进行到步骤S214，伸缩叉伸出，然后进行步骤S215的碰撞/限位检测，如果检测到碰撞/限位，那么在步骤S216，发出碰撞/限位报错，否则，在步骤S217，伸缩叉收回，表明完成货物抓取，之后先挪动角度到初始角度再恢复相对位置到停靠时的位置，即恢复到步骤S201结束后的自动引导车的位置上。具体包括：在步骤S218，角度回正，在步骤S219，左右方向回到地面定位标识码中心，动作结束，自动引导车准备好行进到下一个目标点。

根据上述实施例，当所述角度偏差大于角度偏差阈值，或所述横向位移偏差大于横向位移偏差阈值时，发出报错。

根据上述实施例，当所述角度偏差小于或等于所述角度偏差阈值、且所述横向位移偏差小于或等于所述横向位移偏差阈值时，判断所述横向位移偏差是否大于横向位移偏差预定值；当所述横向位移偏差大于所述横向位移偏差预定值时，使所述自动引导车平行于所述待搬运目标移动移动以补偿所述横向位移偏差；否则，不补偿所述横向位移偏差。

根据上述实施例，判断所述角度偏差是否小于所述角度偏差阈值并大于角度偏差设定值，如果所述角度偏差小于所述角度偏差阈值并大于角度偏差设定值，使所述自动引导车相对于其竖直轴线旋转以补偿所述角度偏差；否则，不补偿所述角度偏差。

根据上述实施例，所述抓取待搬运目标的步骤包括：伸出所述抓取机构至所述待搬运目标；进行碰撞/限位检测，在未检测到碰撞/限位的情况下，获取所述待搬运目标并收回所述抓取机构；根据所述横向位移偏差和/或角度偏差，恢复所述自动引导车的定位。

图9示出了根据本发明一个实施例的一种用于自动引导车的控制方法300。所述自动引导车具有车体和设置在所述车体上的抓取机构，待放置目标位于所述抓取机构上，例如上面参考图1-4描述的自动引导车1。控制方法300例如用于向货架上放置料箱，料箱的底部具有底部标识符，类似于上文描述的侧部标识符31。下面参考图9描述。

如图9所示，所述控制方法包括：

在步骤S301，控制所述自动引导车运动靠近放货位置。

如上所述，自动引导车11接到一个放置料箱的搬运任务，并获知了该料箱的目标存放位置，例如位于哪一个货架上。之后，自动引导车11在地面定位标识4的引导下，搬运者料箱运动靠近该货架，例如定位在该目标存放位置的前面。

在步骤S302，将所述抓取机构升高或降低到所述放货位置的高度。

在步骤S303，计算所述待放置目标相对于所述抓取机构在伸缩方向上的偏差。

自动引导车例如可以通过其上视摄像头，拍摄位于抓取机构上的料箱底部的标识码，并通过解码获得的信息与标定数据进行比较，从而获得料箱相对于抓取机构在伸缩方向上的偏差。下文将详细描述。

在步骤S304，根据所述待放置目标相对于所述抓取机构在伸缩方向上的偏差，调整所述抓取机构的伸缩量。

在步骤S305，将所述待放置目标放置于所述放货位置上。

下面描述步骤S303实现的一个优选实施例。

在步骤S301和S302，自动引导车移动到接近放货位置的停靠位，并将抓取机构升高至待放置目标的放货位置。此时，例如通过上文描述的自动引导车的上视摄像头13，自下而上获取抓取机构上方货物位置情况。

料箱的底部标识符与上文描述的侧部标识符类似，其中除了编码信息，例如还有三个定位小黑块，对底部标识符进行拍照，例如通过这三个定位小黑块，通过图像处理算法(例如透视变换算法)，可以获得相应的位置参数。这里不再赘述如何通过图像处理算法来获得这些参数。本领域普通技术人员将熟知如何实现。

料箱在抓取机构上的坐标系如图10所示，其中XY平面为水平面，Y轴为自动引导车的运动方向，Z轴为竖直方向。通过自下而上拍摄料箱，或者拍摄料箱底部的标识符，可以获得料箱相对于所述伸缩叉式抓取机构在伸缩方向上的偏差。例如采集所述待搬运目标的底部的标识符，在控制单元或者图像处理装置中，基于所述底部标识符的标定数据，计算待放置目标相对于所述抓取机构在伸缩方向上的偏差。以下详细描述。

y

x

其中x

在步骤S304中，根据所述待放置目标相对于所述抓取机构在伸缩方向上的偏差，调整所述抓取机构的伸缩量。

举例说明。假定伸缩叉的标准伸缩量为100，即在理想状况下，伸缩叉在放货/取货时，伸缩叉伸出/回缩的距离为100。如果料箱在伸缩叉上的位置偏离了理想位置(即对应于底部标识符的标定数据)，那么伸缩叉的伸缩量就需要调整。例如当料箱相对于理想位置更加靠外时，即更靠近伸缩叉的边缘，更靠近货架，这种情况下，伸缩叉的伸缩量就无需保持100，而是可以调整为100减去上述的伸缩量偏差。相反，当料箱相对于理想位置更加靠内，即更远离伸缩叉的边缘，更远离货架，这种情况下，伸缩叉的伸缩量就无需保持100，而是可以调整为100加上上述的伸缩量偏差，即伸缩叉需要伸出更大的距离。

根据本发明的一个优选实施方式，还包括计算所述抓取机构相对于所述放货位置的偏差，包括横向位移偏差和角度偏差中的一个或多个；根据所述横向位移偏差和角度偏差，调整所述自动引导车的定位。

计算抓取机构相对于放货位置的偏差，例如横向位移偏差和角度偏差，可以采用本发明的实施例的方法100/200中的方法，所不同的就是采用货架标识符21，而非料箱侧部标识符31。相应的，采用的是货架标识符21的标定数据信息。此处不再赘述。

根据本发明的一个优选实施例，所述调整自动引导车的定位的步骤包括：使所述自动引导车相对于其竖直轴线的旋转所述角度偏差,使所述自动引导车平行于所述待搬运目标移动一定距离，所述一定距离补偿所述横向位移偏差以及旋转所述角度偏差带来的横向位移。

下面参考图11描述根据本发明的一个优选实施例的方法400。

在步骤S401，控制自动引导车靠近放货位置，例如通过地面定位标识符，停靠在目标货架前方。待放货的料箱此时位于自动引导车的抓取机构上。

在步骤S402，将抓取机构升高或者降低到放货位置的高度。此处不再赘述。

在步骤S401和S402中已经做好了放货的初步准备，但是由于料箱在抓取机构(例如伸缩叉)上的位置，与理想的位置之间可能具有一定的偏离(例如，料箱此时过于靠近伸缩叉的边缘/过于靠近货架，或者料箱此时过于远离伸缩叉的边缘/过于远离货架)，或者自动引导车相对于货架的位置以及角度，相对于理想放货的位置和角度，具有一定的偏差(横向位移偏差和角度偏差)，需要对伸缩叉的伸缩量进行修正，对自动引导车的位置和角度定向进行修正，才能够保证顺利地将料箱放置到货架上。

在步骤S403，计算待放置的料箱相对于抓取机构在伸缩方向上的偏差，计算抓取机构相对于放货位置的偏差。

其中，计算待放置的料箱相对于抓取机构在伸缩方向上的偏差，可以通过上视摄像头拍摄料箱的底部标识符，通过图像处理，获得底部标识符的标识信息，与该底部标识符的标定信息(标定数据)比对后，得到待补偿的伸缩量偏差信息。此处不再赘述。

计算抓取机构相对于放货位置的偏差，可以通过侧视摄像头拍摄货架标识符21，并进行图像处理，获得该货架标识符的标识信息，与该货架标识符的标定信息(标定数据)比对后，得到抓取机构相对于放货位置的偏差，例如横向位移偏差和角度偏差。可以采用本发明的实施例的方法100/200中的方法，所不同的就是采用货架标识21，而非料箱标识31。此处不再赘述。

在步骤S404，判断角度偏差是否大于角度偏差阈值，阈值例如为3.5度。当角度大于该阈值时，进行到步骤S405，发出角度偏差过大的报错提示，提醒管理人员介入。否则，进行到步骤S406，判断横向位移偏差是否大于横向位移偏差阈值，例如37mm。当横向位移偏差大于该阈值时，进行到步骤S407，发出横向位移偏差过大的报错提示，提醒管理人员介入。否则，进行到步骤S408，判断高度偏差是否大于阈值，例如5mm。如果高度偏差大于该阈值，进行到步骤S409，提高或者降低抓取机构的高度进行补偿。否则，进行到步骤S410，判断横向位移偏差是否大于预设值(例如3mm)同时小于上述阈值(例如37mm)，如果是，那么进行到步骤S411，进行横向移动补偿。否则，进行到步骤S412，判断角度偏差是否大于等于预设值而小于上述阈值，如果是，则进行自动引导车的角度旋转以补偿该角度偏差，例如在地面定位标识码上通过自动引导车底盘电机差动微调旋转，调整自动引导车的角度以补偿纠偏到合适角度。优选的，在步骤S411进行的横向移动补偿，补偿了所述横向位移偏差以及旋转所述角度偏差带来的横向位移。

补偿调整操作结束之后，进行到步骤S414，判断伸缩叉的标准伸缩量与补偿伸缩量/伸缩量偏差(带正负号)之和是否大于或等于伸缩叉的最大行程。本领域技术人员能够理解，伸缩量偏差可以是带正负号的量。例如当料箱过于靠近伸缩叉的边缘/过于靠近货架时，伸缩量偏差为负；当料箱过于远离伸缩叉的边缘/过于远离货架时，伸缩量偏差为正。如果大于或等于伸缩叉的最大行程，则进行到步骤S415，将伸缩叉伸出最大行程；否则，按照补偿后的伸缩量(标准伸缩量与补偿伸缩量/伸缩量偏差之和)，将伸缩叉伸出。

伸缩叉伸出，然后进行步骤S417的碰撞/限位检测，如果检测到碰撞/限位，那么在步骤S418，发出碰撞/限位报错，否则，在步骤S419，伸缩叉收回，表明完成货物放置，之后回到步骤S401之后自动引导车的定位，包括先调整角度到初始角度(反向于之前的角度补偿操作)，再恢复相对位置到停靠时的位置(反向于之前的横向位移偏差补偿操作)，包括在步骤S420，角度回正，在步骤S421，左右方向回到码中心，动作结束，自动引导车准备好行进到下一个目标点。

根据本发明的一个优选实施例，高度偏差的补偿采用绝对位置控制方式，例如沿着竖直方向移动抓取机构来进行校准，如上文的公式3所述，此处不再赘述。抓取机构伸缩量补偿同样采用绝对位置控制方式，计算如下：

x

其中x

运动(横向)方向和角度补偿采用线速度和角速度控制方式，通过微移动在当前停靠位置进行相对运动补偿，即将自动引导车本体移动和旋转对应的补偿信息Δy

本发明的优点为依靠视觉传感器和改变AGV在停靠点的相对位置实现纠偏，该控制方法减少了抓取机构的自旋转轴，降低了控制维度和难度，适用范围对象更大。同时，针对抓取机构的控制采用绝对位置控制方式，通过设置零点和下发脉冲数来控制伺服电机驱动器编码器，可以提高控制的精度以及运动的重复精度，从而提高抓取的成功率。

根据本发明的一个优选实施例，所述控制方法还包括：当所述角度偏差大于角度偏差阈值，或所述横向位移偏差大于横向位移偏差阈值时，发出报警。

根据本发明的一个优选实施例，所述控制方法还包括：当所述横向位移偏差大于预定值时，使所述自动引导车相对于其竖直轴线的旋转所述角度偏差，使所述自动引导车平行于所述待搬运目标移动一定距离，所述一定距离补偿所述横向位移偏差以及旋转所述角度偏差带来的横向位移；当所述横向位移偏差小于横向位移偏差预定值时，使所述自动引导车相对于其竖直轴线旋转一定角度，补偿所述横向位移偏差和/或所述角度偏差。

根据上述实施例中的方法400，使所述自动引导车相对于其竖直轴线的旋转来弥补所述角度偏差，使所述自动引导车平行于所述待搬运目标移动一定距离，所述一定距离补偿所述横向位移偏差以及旋转所述角度偏差带来的横向位移。

根据上述实施例，所述控制方法还包括：当所述角度偏差大于角度偏差阈值，或所述横向位移偏差大于横向位移偏差阈值时，发出报警。

根据上述的实施例，所述控制方法还包括：当所述角度偏差小于或等于所述角度偏差阈值、且所述横向位移偏差小于或等于所述横向位移偏差阈值时，判断所述横向位移偏差是否大于横向位移偏差预定值；当所述横向位移偏差大于所述横向位移偏差预定值时，使所述自动引导车平行于所述待搬运目标移动移动以补偿所述横向位移偏差；否则，不补偿所述横向位移偏差。

根据上述实施例，所述控制方法还包括：判断所述角度偏差是否小于所述角度偏差阈值并大于角度偏差设定值，如果所述角度偏差小于所述角度偏差阈值并大于角度偏差设定值，使所述自动引导车相对于其竖直轴线旋转以补偿所述角度偏差；否则，不补偿所述角度偏差。

根据上述实施例，判断所述抓取机构的标准伸缩量与所述伸缩量偏差之和是否大于所述抓取机构的最大伸缩行程；如果大于所述最大伸缩行程，将所述抓取机构伸出所述最大伸缩行程；否则，按照所述抓取机构的标准伸缩量与所述伸缩量偏差之和，伸出所述抓取机构。

根据上述的实施例，进行碰撞/限位检测，在未检测到碰撞/限位的情况下，放置所述货物并收回所述抓取机构；根据所述横向位移偏差和/或角度偏差，恢复所述自动引导车的定位。

本发明的一个实施例还涉及一种自动引导车，例如如图1-4中示出的自动引导车1。其包括：

车体；

电机，安装在所述车体上；

行进装置，安装在所述车体上并被所述电机驱动；

抓取机构，所述抓取机构设置在所述车体上，并可从货架上抓取物品并可将物品放置在货架上；

控制装置，所述控制装置安装在所述车体上，并配置成可执行如上所述的控制方法100/200/300/400。

并且优选的，自动引导车上不设置有用于调节抓取机构的角度的机构或装置，从而可以极大地降低自动引导车的控制难度。

优选的，所述自动引导车还包括侧视摄像头，所述侧视摄像头与所述控制装置耦合，从而所述控制装置根据所述侧视摄像头捕获的图像，计算所述抓取机构相对于所述物品的偏差。

本发明的一个实施例涉及一种自动引导车，例如如图1-4中示出的自动引导车1。其包括：

车体；

电机，安装在所述车体上；

行进装置，安装在所述车体上并被所述电机驱动；

抓取机构，所述抓取机构设置在所述车体上，并可从货架上抓取物品并可将物品放置在货架上；

侧视摄像头，设置在所述车体或抓取机构上，以拍摄所述自动引导车前方或侧方的图像；和

上视摄像头，设置在所述车体或抓取机构上，以拍摄所述抓取机构上承载的物品底部的图像。

根据本发明的一个优选实施例，该自动引导车还包括控制装置，所述控制装置与所述侧视摄像头和上视摄像头耦合，并配置成可执行如上所述的控制方法100/200/300/400。

根据本发明的一个优选实施例，所述的自动引导车还包括升降装置，所述升降装置设置在所述抓取机构和所述车体之间，可升高或降低所述抓取机构。并且优选的，自动引导车上不设置有用于调节抓取机构的角度的机构或装置，从而可以极大地降低自动引导车的控制难度。

本发明还涉及一种智能仓储系统，包括：

货架，所述货架上可放置料箱，所述料箱的侧部具有侧部标识符；

如上所述的自动引导车；

调度系统，所述调度系统与所述自动引导车通讯，并且可向所述自动引导车分配从所述货架上搬运料箱的任务。

本发明的实施例中，可以依靠视觉传感器和改变AGV在停靠点的相对位置实现位置纠偏，该控制方法不需要增加抓取机构的自旋转轴，降低了控制维度和难度，适用范围对象更大。调节自动引导车而非抓取机构。

所述实施例为本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。