一种四向穿梭车精准运行用的速度调节、定位控制方法

技术领域

本发明属于四向穿梭车技术领域，尤其涉及一种四向穿梭车精准运行用的速度调节、定位控制方法。

背景技术

四向穿梭车，指的是一种智能的仓储物流运输设备，其能前后左右移动，保证托盘货物的有效运输，因此四向穿梭车系统就需要一套合适、有序的控制方法、运行模式，保证运输操作更加有序、安全。

例如，专利公开号为CN113687650A、公开日为2021.11.23的中国发明专利，公开了一种穿梭车运行定位的方法，系统包括总控制器、颜色传感器、激光传感器、若干个不同颜色色条、激光射灯、电脑端。方法包括：步骤S01，电脑端发送的定位信号到总控制器后，颜色传感器识别当前运行轨道段上的色条颜色信息，并与总运行轨道颜色信息进行比较，获得穿梭车当前运行轨道段编号后发送到电脑端。步骤S02，电脑端控制当前运输轨道段对应的激光射灯从运行轨道段一端开始照射转动，直到获得激光传感器的感光信号后，获得此时该激光射灯的转动角度。步骤S03，电脑端通过当前运输轨道段编号、激光射灯的转动角度查询位置表格获得穿梭车当前位置。

但是，该发明专利中的穿梭车运行定位方法，其在使用过程中，至少存在以下3个不足之处。

第一、穿梭车在运行过程中，缺少合适的距离、位置修正方法，最终使得穿梭车输出的实时参数准确性差。

第二、不能实现运行过程中减速距离和减速度的完全受控。

第三、穿梭车到达目标位置后的定位动作不够精准，最终换向脱轨的风险也就增大了。

所以综上所述，现在急需一种可以让四向穿梭车的运行更加平稳、安全、节能、精准的新型控制方法。

发明内容

本发明提供一种四向穿梭车精准运行用的速度调节、定位控制方法，其能通过依次进行硬件布置、位置信息输入、距离信息输入、行驶指令下达、速度模式行驶以及减速行驶并停车这六步操作的方式，达到四向穿梭车运行更加精准、高效的目的。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种四向穿梭车精准运行用的速度调节、定位控制方法，依次包括以下步骤，

S1、硬件布置：将穿梭车轨道上的所有货架位置和穿梭车换向位置，都设定为标记位置，每一个标记位置都安装RFID标签和定位反光贴；

S2、位置信息输入：在RFID标签内写入标记位置的位置信息，并将所有位置信息写入四向穿梭车的数据块；

S3、距离信息输入：在数据块内输入所有相邻标记位置之间的行进所需距离，标记位置判别范围距离，以及减速设定距离；

S4、行驶指令下达：在四向穿梭车的编码器中读取初始的标记位置信息，并记为特定变量，结合输入下达的终点标记位置信息，计算出本次行驶作业的总行驶距离；

S5、速度模式行驶：四向穿梭车在速度模式下行驶，将特定变量实时更新至最近经过的标记位置信息，再结合特定变量之后的行驶距离、下一个标记位置信息以及标记位置判别范围距离这三个参数，判定四向穿梭车是否已经进入下一个标记位置判别范围；

S6、减速行驶并停车：四向穿梭车根据实时更新的行驶距离和本次行驶作业的总行驶距离，计算得出剩余行驶距离，在剩余行驶距离减少至减速设定距离时，四向穿梭车受控减速，最终以低速行驶方式，在经过目标位置的定位反光贴时停车，本次行驶作业完成。

进一步优选的技术方案在于：S2中，位置信息包括仓库号信息、货架号信息、层数信息以及排列位信息。

进一步优选的技术方案在于：S3中，标记位置判别范围距离为定位反光贴位置的前后1.0-1.2cm。

进一步优选的技术方案在于：S3中，RFID读码器在四向穿梭车进入标记位置判别范围时打开，在离开标记位置判别范围时关闭。

进一步优选的技术方案在于：S3中，RFID读码器和定位光电传感器在四向穿梭车进入标记位置判别范围时打开，在离开标记位置判别范围时关闭。

进一步优选的技术方案在于：S5中，特定变量更新的信号为定位光电传感器检测到定位反光贴，检测精度为前后3mm，此时RFID读码器读取RFID标签的位置信息。

进一步优选的技术方案在于：S5中，在四向穿梭车行驶至定位光电传感器检测到定位反光贴时，特定变量更新，再根据特定变量与初始标记位置之间的距离，对四向穿梭车的行进完成距离进行修正。

进一步优选的技术方案在于：S5中，当部分定位反光贴无法被检测到时，四向穿梭车在下一个定位反光贴可以被检测到的标记位置处，进行特定变量更新和行进完成距离的修正。

进一步优选的技术方案在于：S5中，四向穿梭车经过定位反光贴，并读取编码器信息，以修正行进距离的程序，放入中断中。

进一步优选的技术方案在于：S6中，四向穿梭车检测到终点标记位置的定位反光贴进而停车时，根据实时更新的行驶距离和终点标记位置的位置信息，计算出四向穿梭车经过定位反光贴后多余的行驶距离，记为需要调整距离，最后将四向穿梭车切换为位置模式以进行倒车，实现满足精度要求的准确定位。

本发明具有以下优点。

第一，四向穿梭车的减速定位过程非常平稳，到达终点标记位置后再进行位置调整，实现了准确定位，保证了定位精度，与常规的分段减速相比优势明显。

第二，通过运行中的位置修正，保证了行驶距离的准确性，而且由于是在一个区间范围内检测到定位反光贴后对位置进行修正，使得算法具有很高的容错性，个别定位反光贴没有被检测到并不影响到算法的有效性，显著降低了对现场施工的要求，使得算法具有更好的抗干扰能力。

第三，为提高位置修正的准确性，四向穿梭车经过定位反光贴，并读取编码器信息，以修正行进距离的程序，放入中断中，以获得更高的执行优选级，提高修正操作的效率。

第四，通过实时计算四向穿梭车的行驶距离，并与开始行驶前计算出的本次行驶总距离进行比较，计算出距离目标位置的剩余距离，实现减速距离和减速度的完全受控减速。

第五，在检测到终点标记位置的定位反光贴并停车后，根据停车位置和反光贴位置的编码器值，计算出四向车经过反光贴后的行驶距离，再根据反光贴的位置和定位精度要求计算出需要进行的位置调整，将行走电机工作方式转化为位置模式进行调整，实现满足精度要求的准确定位。

第六，RFID读码器和定位光电传感器，或者单独是RFID读码器，在四向穿梭车进入标记位置判别范围时才打开，在离开标记位置判别范围时再关闭，保证更加节能的四向穿梭车运行特点。

附图说明

图1为本发明中速度调节、定位控制方法的流程图。

图2为本发明实施例中，四向穿梭车运行时的电机转速变化图，图中A线表示电流，B线表示电机转速。

图3为现有技术中，常见的四向穿梭车分段减速运行方式的电机转速变化图，图中a线表示电流，b线表示电机转速。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。

如附图1-3所示，一种四向穿梭车精准运行用的速度调节、定位控制方法，依次包括以下步骤，

S1、硬件布置：将穿梭车轨道上的所有货架位置和穿梭车换向位置，都设定为标记位置，每一个标记位置都安装RFID标签和定位反光贴；

S2、位置信息输入：在RFID标签内写入标记位置的位置信息，并将所有位置信息写入四向穿梭车的数据块；

S3、距离信息输入：在数据块内输入所有相邻标记位置之间的行进所需距离，标记位置判别范围距离，以及减速设定距离；

S4、行驶指令下达：在四向穿梭车的编码器中读取初始的标记位置信息，并记为特定变量，结合输入下达的终点标记位置信息，计算出本次行驶作业的总行驶距离；

S5、速度模式行驶：四向穿梭车在速度模式下行驶，将特定变量实时更新至最近经过的标记位置信息，再结合特定变量之后的行驶距离、下一个标记位置信息以及标记位置判别范围距离这三个参数，判定四向穿梭车是否已经进入下一个标记位置判别范围；

S6、减速行驶并停车：四向穿梭车根据实时更新的行驶距离和本次行驶作业的总行驶距离，计算得出剩余行驶距离，在剩余行驶距离减少至减速设定距离时，四向穿梭车受控减速，最终以低速行驶方式，在经过目标位置的定位反光贴时停车，本次行驶作业完成。

在本实施例中，该四向穿梭车的速度调节、定位控制方法，可以显著提高四向穿梭车运行的平稳性、定位精度，并减少了定位时间，提高了运行效率。此方法通过运行中的位置校准，保证了行驶距离的准确性。

S2中，位置信息包括仓库号信息、货架号信息、层数信息以及排列位信息。

在本实施例中，当四向穿梭车停止或途经标记位置时， RFID读码器可读出RFID标签中的位置信息并将其传输到车载控制器。

S3中，标记位置判别范围距离为定位反光贴位置的前后1.0-1.2cm。

在本实施例中，四向穿梭车的车载控制器，通过伺服控制器控制伺服电机转动，驱动四向穿梭车运行及换向，驱动四向穿梭车运行的伺服电机可工作在速度模式及位置模式下。

S3中，RFID读码器在四向穿梭车进入标记位置判别范围时打开，在离开标记位置判别范围时关闭。

在本实施例中，此时四向穿梭车判断是否进入标记位置判别范围的方法有两种，一是将正在行经的这两个相邻标记位置之间的行进所需距离，与四向穿梭车实时记录的经过距离进行比较，例如两个相邻标记位置甲和乙之间的距离为a，标记位置判别范围为1.0cm，则四向穿梭车经过甲之后又行驶了（a-1.0cm）的距离之后，RFID读码器就可以打开了，此时正好进入乙的标记位置判别范围，保证运行稳定，而且还更加节能。

二是由一直开启的定位光电传感器检测到定位反光贴了，即为进入乙的标记位置判别范围了。

S3中，RFID读码器和定位光电传感器在四向穿梭车进入标记位置判别范围时打开，在离开标记位置判别范围时关闭。

在本实施例中，此时四向穿梭车判断是否进入标记位置判别范围的方法只有一种，就是上述第一种方法，该方式下更加节能，但是对四向穿梭车运行的距离修正操作的要求也就更高。

S5中，特定变量更新的信号为定位光电传感器检测到定位反光贴，检测精度为前后3mm，此时RFID读码器读取RFID标签的位置信息。

S5中，在四向穿梭车行驶至定位光电传感器检测到定位反光贴时，特定变量更新，再根据特定变量与初始标记位置之间的距离，对四向穿梭车的行进完成距离进行修正。

S5中，当部分定位反光贴无法被检测到时，四向穿梭车在下一个定位反光贴可以被检测到的标记位置处，进行特定变量更新和行进完成距离的修正。

S5中，四向穿梭车经过定位反光贴，并读取编码器信息，以修正行进距离的程序，放入中断中。

S6中，四向穿梭车检测到终点标记位置的定位反光贴进而停车时，根据实时更新的行驶距离和终点标记位置的位置信息，计算出四向穿梭车经过定位反光贴后多余的行驶距离，记为需要调整距离，最后将四向穿梭车切换为位置模式以进行倒车，实现满足精度要求的准确定位。

在本实施例中，如附图2所示，在四向穿梭车经过终点标记位置后需要进行向后的位置调整，此时四向穿梭车切换为位置模式，即可实现满足精度要求的准确定位，四向穿梭车的准确定位，对于保证其安全运行、减少换向脱轨等故障具有重要意义。

最后，根据附图2和3所示，在本实施例中的速度调节、定位控制方法下，四向穿梭车的电流波动幅度更小，减速定位过程更加平稳，最终通过位置调整，保证了定位精度，与常规的分段减速相比优势明显。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种修改。这些都是不具有创造性的修改，只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。