一种物流仓库用叉车实时定位系统及其方法

技术领域

本发明涉及叉车定位技术领域，具体为一种物流仓库用叉车实时定位系统及其方法。

背景技术

叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆，叉车通常可以分为三大类：内燃叉车、电动叉车和仓储叉车，现今，在物流仓库内通常使用仓储叉车对物件进行转运，仓储叉车主要是为仓库内货物搬运而设计的叉车。目前仓库内的叉车定位还停留在固定地面贴二维码或激光来定点定位叉车的阶段，这种定位方式需要仓库地面贴大量二维码且可能还需叉车上装激光雷达等设备，所需的设备成本较高并且实施较为麻烦。

目前物流行业内的叉车定位多数依靠激光雷达/无限脉冲测距技术，仍停留在依靠工业设备来测距，并且这种定位方式并不能给出叉车相对于仓库的具体位置，无法完成叉车的高效调度，本技术利用仓库内安装的摄像头和计算机视觉技术相结合，通过软件实时得到叉车在仓库内的具体位置，从而高效实现仓库内叉车的调度，提高工人工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物流仓库用叉车实时定位系统及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种物流仓库用叉车实时定位系统，包括摄像头、服务器终端、监控系统、固定数据库、叉车调度系统和移动终端，所述摄像头的输出端与服务器终端的输入端电性连接，所述服务器终端的输入端电性连接有电源模块，所述服务器终端与监控系统之间双向电连接，所述服务器终端的输出端电性连接有叉车定位模块，所述叉车定位模块通过信号线与固定数据库之间电性连接，所述固定数据库的输出端电性连接有数据传输模块，所述数据传输模块的输出端与叉车调度系统的输入端电性连接，所述移动终端和叉车调度系统之间通过数据网络进行数据传输。

优选的，所述监控系统包括通信端口、显示模块、检测模块和报警模块，所述通信端口通过信号线与服务器终端之间电性连接，所述显示模块的输入端与通信端口之间电性连接，所述显示模块的输出端与检测模块的输入端电性连接，所述检测模块的输出端与报警模块的输入端电性连接。

优选的，所述叉车调度系统包括数据接收模块、数据管理模块、MCU控制器和无线通讯模块，所述数据接收模块通过数据网络与数据传输模块之间信号连接，所述数据接收模块的输出端与数据管理模块的输入端电性连接，所述数据管理模块的输出端与MCU控制模块的输入端电性连接，所述MCU控制模块的输出端与无线通讯模块的输入端电性连接。

优选的，所述移动终端包括无线接收模块、显示器和扬声器，所述无线接收模块通过无线网络与无线通讯模块之间进行数据传输，所述无线接收模块的输出端分别与显示器和扬声器的输入端电性连接。

一种物流仓库用叉车实时定位方法，其方法包括如下步骤：

S1：叉车顶上都各自安装一个六面体，且六面体除底面外的五个面都贴有aurco码，通过摄像头采集到仓库内各个区域的图片，然后摄像头将图片上传至服务器终端；

S2：针对每台摄像头的图片进行目标检测，如果检测出当前摄像头下有叉车，则通过读取二维码提取叉车定位特征，得到叉车相对于摄像头的位姿信息；

S3：多个摄像头下看到同一辆叉车时，通过目标检测得到该叉车相对于各个摄像头的位姿，过滤出距离摄像头深度较近的位姿作为叉车此时的位姿；

S4：将叉车相对于摄像头的位姿与摄像头相对于世界坐标系的位姿叉乘，从而得到叉车相对于世界坐标系的坐标，实现叉车在世界坐标系中的实时定位；

S5：叉车定位模块将识别到的多台叉车定位信息都存储到固定数据库中，当达到上传频率时，统一批量上传定位信息到叉车调度系统。

优选的，所述步骤S1中，每台叉车上的aruco码具有唯一性，且aruco码为计算机视觉和机器学习软件库生成的一种二维码，每台叉车具有特定不重复的id号。

优选的，所述步骤S2中，叉车定位特征为叉车六个自由度的位姿信息，具体包括x，y，z，yaw，pitch和row。

优选的，所述步骤S3中，当多个摄像头下都检测到同一辆叉车时，通过采用定位去重算法将叉车位置回归成一个定位信息。

优选的，所述步骤S4中，当叉车从一台摄像头的视野范围进入另一台摄像头的视野范围时，叉车相对于各个摄像头的位姿发生变化，将叉车相对摄像头的位姿转换为世界坐标系下的位姿。

优选的，所述步骤S5中，当叉车定位模块获取新的定位数据时，对固定数据库中的定位数据进行持续更新。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提出的叉车实时定位系统及其方法，通过检测安装在叉车顶上的六面体码，对叉车进行实时定位，具有可以通过软件实时得到叉车在仓库内的具体位置，提高叉车位置的识别精度，简化设备装置以及减少定位成本的优点，解决了目前定位方式不能给出叉车相对于仓库的具体位置，无法完成叉车高效调度，且所需设备成本较高的问题，进而能够提升物流运作效率。

附图说明

图1为本发明叉车定位流程图；

图2为本发明叉车实时定位系统原理图；

图3为本发明监控系统的系统框图；

图4为本发明叉车调度系统的系统框图；

图5为本发明移动终端的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种物流仓库用叉车实时定位系统，包括摄像头、服务器终端、监控系统、固定数据库、叉车调度系统和移动终端，摄像头的输出端与服务器终端的输入端电性连接，服务器终端的输入端电性连接有电源模块，服务器终端与监控系统之间双向电连接，服务器终端的输出端电性连接有叉车定位模块，叉车定位模块通过信号线与固定数据库之间电性连接，固定数据库的输出端电性连接有数据传输模块，数据传输模块的输出端与叉车调度系统的输入端电性连接，移动终端和叉车调度系统之间通过数据网络进行数据传输。

本实施例中，监控系统包括通信端口、显示模块、检测模块和报警模块，通信端口通过信号线与服务器终端之间电性连接，显示模块的输入端与通信端口之间电性连接，显示模块的输出端与检测模块的输入端电性连接，检测模块的输出端与报警模块的输入端电性连接，通过通信端口、显示模块、检测模块和报警模块的设置，可以对叉车的实时位置进行显示，有利于安全人员进行现场监控，且能够对叉车的运行路线进行检测计算，及时进行报警避免造成安全事故。

本实施例中，叉车调度系统包括数据接收模块、数据管理模块、MCU控制器和无线通讯模块，数据接收模块通过数据网络与数据传输模块之间信号连接，数据接收模块的输出端与数据管理模块的输入端电性连接，数据管理模块的输出端与MCU控制模块的输入端电性连接，MCU控制模块的输出端与无线通讯模块的输入端电性连接，通过数据接收模块、数据管理模块、MCU控制器和无线通讯模块的设置，有利于将叉车的实时位置数据传输至现场调度系统，且能够向工作人员传递调度指令，从而有利于对叉车进行调度管理。

本实施例中，移动终端包括无线接收模块、显示器和扬声器，无线接收模块通过无线网络与无线通讯模块之间进行数据传输，无线接收模块的输出端分别与显示器和扬声器的输入端电性连接，通过无线接收模块、显示器和扬声器的设置，可以使工作人员通过软件实时得到叉车在仓库内的具体位置，从而高效实现仓库内叉车的调度，提高工人的工作效率。

一种物流仓库用叉车实时定位方法，其方法包括如下步骤：

S1：叉车顶上都各自安装一个六面体，且六面体除底面外的五个面都贴有aurco码，通过摄像头采集到仓库内各个区域的图片，然后摄像头将图片上传至服务器终端，每台叉车上的aruco码具有唯一性，且aruco码为计算机视觉和机器学习软件库生成的一种二维码，每台叉车具有特定不重复的id号，可以对每台叉车进行精确定位，避免定位信息出现重复，提高识别叉车位置的精度，实现叉车的高效调度；

S2：针对每台摄像头的图片进行目标检测，如果检测出当前摄像头下有叉车，则通过读取二维码提取叉车定位特征，得到叉车相对于摄像头的位姿信息，叉车定位特征为叉车六个自由度的位姿信息，具体包括x，y，z，yaw，pitch和row，可以通过多自由度的位姿信息实现叉车的精确定位；

S3：多个摄像头下看到同一辆叉车时，通过目标检测得到该叉车相对于各个摄像头的位姿，过滤出距离摄像头深度较近的位姿作为叉车此时的位姿，当多个摄像头下都检测到同一辆叉车时，通过采用定位去重算法将叉车位置回归成一个定位信息，可以滤除叉车重复的位姿信息，叉车距离摄像头越近的位姿越准确；

S4：将叉车相对于摄像头的位姿与摄像头相对于世界坐标系的位姿叉乘，从而得到叉车相对于世界坐标系的坐标，实现叉车在世界坐标系中的实时定位，当叉车从一台摄像头的视野范围进入另一台摄像头的视野范围时，叉车相对于各个摄像头的位姿发生变化，将叉车相对摄像头的位姿转换为世界坐标系下的位姿，可以对叉车进行跨境头跟踪，有利于得到叉车的相对世界坐标系下的位姿；

S5：叉车定位模块将识别到的多台叉车定位信息都存储到固定数据库中，当达到上传频率时，统一批量上传定位信息到叉车调度系统，当叉车定位模块获取新的定位数据时，对固定数据库中的定位数据进行持续更新，可以增加叉车的定位精确性，从而有利于对叉车进行准确调度，达到提升工作效率的目的。

本发明提出的叉车实时定位系统及其方法，通过检测安装在叉车顶上的六面体码，对叉车进行实时定位，具有可以通过软件实时得到叉车在仓库内的具体位置，提高叉车位置的识别精度，简化设备装置以及减少定位成本的优点，解决了目前定位方式不能给出叉车相对于仓库的具体位置，无法完成叉车高效调度，且所需设备成本较高的问题，进而能够提升物流运作效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。