技術領域

本發(fā)明涉及機器人控制技術領域，特別是涉及搬運機器人運動軌跡規(guī)劃方法與系統(tǒng)。

背景技術：

隨著科學技術的發(fā)展，目前在工業(yè)領域越來越多采用流水線自動化生產，例如現有的汽車流水生產線、飛機制造流水生產線等。

在工業(yè)生產流水線中，多種類型智能自動化設備協(xié)調工作，最終完成整個智能化生產過程。在流水線生產過程中，常常需要智能化的機器人搬運各類原料、半成品以及零件等。

搬運機器人的廣泛應用，節(jié)省大量的人力與時間，提高了工業(yè)生產效率。然而隨著搬運機器人的廣泛采用，如何合理有效規(guī)劃好搬運機器人的行駛軌跡已經成為難題。

技術實現要素：

基于此，有必要針對目前尚無搬運機器人運動軌跡規(guī)劃方法的問題，提供一種搬運機器人運動軌跡規(guī)劃方法與系統(tǒng)，實現對搬運機器人運動軌跡合理規(guī)劃。

一種搬運機器人運動軌跡規(guī)劃方法，包括步驟：

識別工廠內相同類型的工位，獲得有效工位；

獲得工廠內各有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息；

獲取所述工廠內各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息，所述部件堆放狀態(tài)信息包括原料堆放信息以及當前有效工位成品堆放信息；

根據所述各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息對各個有效工位進行優(yōu)先級排序；

根據預設區(qū)域內已存在有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息以及優(yōu)先級排序結果，生成搬運機器人運動軌跡。

一種搬運機器人運動軌跡規(guī)劃系統(tǒng)，包括：

識別模塊，用于識別工廠內相同類型的工位，獲得有效工位；

基礎信息獲取模塊，用于獲得工廠內各有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息；

部件堆放信息獲取模塊，用于獲取所述工廠內各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息，所述部件堆放狀態(tài)信息包括原料堆放信息以及當前有效工位成品堆放信息；

優(yōu)先級排序模塊，用于根據所述各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息對各個有效工位進行優(yōu)先級排序；

軌跡生成模塊，用于根據預設區(qū)域內已存在有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息以及優(yōu)先級排序結果，生成搬運機器人運動軌跡。

本發(fā)明搬運機器人運動軌跡規(guī)劃方法與系統(tǒng)，識別工廠內相同類型的工位，獲得有效工位，獲得工廠內各有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息、各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息，對各個有效工位進行優(yōu)先級排序，根據有效工位地理位置信息、工廠內可行駛區(qū)域的信息以及優(yōu)先級排序結果，生成搬運機器人運動軌跡。整個過程中，基于各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息對各個有效工位進行優(yōu)先級排序，并基于有效工位（相同類型工位）的位置信息、工廠可行駛區(qū)域的信息以及優(yōu)先級排序生成運動軌跡，能夠實現對搬運機器人運動軌跡合理規(guī)劃。

附圖說明

圖1為本發(fā)明搬運機器人運動軌跡規(guī)劃方法第一個實施例的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明搬運機器人運動軌跡規(guī)劃方法第二個實施例的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明搬運機器人運動軌跡規(guī)劃系統(tǒng)第一個實施例的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明搬運機器人運動軌跡規(guī)劃系統(tǒng)第二個實施例的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種搬運機器人運動軌跡規(guī)劃方法，包括步驟：

S100：識別工廠內相同類型的工位，獲得有效工位。

工廠內工位類型的劃分可以基于行業(yè)準則來歸類，或者基于實際應用的需要主動將多個工位歸為一類，并且給歸為一類的工位分配相同的類別識別標記。例如工廠內可以分為沖壓工位、銑削工位以及組裝工位等。不同工位可以設置不同的搬運機器人來為搬運相應的原料以及成品，例如針對沖壓工位，對應的搬運機器人需要搬運沖壓原料（鋼板），并將沖壓工位沖壓好的成品運送到下一個制作工位。在這里，針對單個搬運機器人僅對工位類型匹配的工位提供搬運服務，因此，首先需要識別內相同類型的工位，這些不同類型的工位作分別作為不同搬運機器人的有效工位。

S200：獲得工廠內各有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息。

有效工位可能分布在不同位置，工廠內僅有過道等區(qū)域是允許搬運機器人運動的，需要了解這些數據才便于后續(xù)對搬運機器人運動軌跡進行設定。

S300：獲取所述工廠內各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息，所述部件堆放狀態(tài)信息包括原料堆放信息以及當前有效工位成品堆放信息。

如之前所述有效工位部件堆放主要包括原料以及工位加工之后的成品，需要指出的，原料與成品僅為針對當前工位而言的原料與成品，例如針對沖壓工位，其原料為鋼板，其成品為沖壓好的鋼板模型，而針對銑削工位而言，其原料可能為沖壓好的鋼板模型，其成品則為銑削后的精加工后的部件。

S400：根據所述各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息對各個有效工位進行優(yōu)先級排序。

一般來說，在流水線生產過程中，每個工位都會允許堆放一定數量的原料以及加工的成品，當工位原料庫存緊張和/或成品積壓過多時，就需要搬運機器人迅速為其服務，對此補充原料和/或清運成品。因此，在生成搬運機器人運動軌跡需要考慮這些因素，根據各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息對各個有效工位進行優(yōu)先級排序。具體來說，優(yōu)先級越高對應的工位搬運機器人將優(yōu)先對此進行搬運操作。

更進一步來說，步驟S400包括：

步驟一：根據各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息，計算各個有效工位原料堆放與最大原料堆放的比值以及各個有效工位成品堆放與最大成品堆放的比值。

步驟二：以各有效工位對應的原料堆放與最大原料堆放的比值由低到高的順序對各個有效工位進行優(yōu)先級排序，當原料堆放與最大原料堆放的比值相等時，以成品堆放與最大成品堆放的比值由高到低的順序對各個有效工位進行優(yōu)先級排序。

S500：根據預設區(qū)域內已存在有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息以及優(yōu)先級排序結果，生成搬運機器人運動軌跡。

以有效工位地理位置為目的地，根據工廠內可行駛區(qū)域的信息，確定可以行駛的路徑，并根據步驟S400的優(yōu)先級排序結果，確定需要優(yōu)先達到的工位（目的地），最終生成搬運機器人運動軌跡。一般來說，工位對應的優(yōu)先級越高搬運機器人需要越優(yōu)先行駛至該工位所在位置，對其進行搬運服務。

本發(fā)明搬運機器人運動軌跡規(guī)劃方法，識別工廠內相同類型的工位，獲得有效工位，獲得工廠內各有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息、各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息，對各個有效工位進行優(yōu)先級排序，根據有效工位地理位置信息、工廠內可行駛區(qū)域的信息以及優(yōu)先級排序結果，生成搬運機器人運動軌跡。整個過程中，基于各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息對各個有效工位進行優(yōu)先級排序，并基于有效工位（相同類型工位）的位置信息、工廠可行駛區(qū)域的信息以及優(yōu)先級排序生成運動軌跡，能夠實現對搬運機器人運動軌跡合理規(guī)劃。

如圖2所示，在其中一個實施例中，步驟S500之后還包括：

S600：推送搬運機器人運動軌跡至服務于所述有效工位類型的搬運機器人。

如之前所述，不同類型的工位為其服務的搬運機器人相同，因此在獲得針對當前工位類型的搬運機器人運動軌跡之后需要推送搬運機器人運動軌跡至服務于所述有效工位類型的搬運機器人。非必要的，可以采用無線通信方式推送運動軌跡數據至搬運機器人。

如圖2所示，在其中一個實施例中，步驟S500之后還包括：

S700：當搬運機器人達到有效工位時，對搬運機器人以及當前有效工位之間進行相對定位。

搬運機器人在接收到屬于自己的運動軌跡之后，開始進行工作，行駛到指定有效工位進行搬運服務，在進行搬運服務過程中，由于需要準備搬運貨物（零件或成品），則需要與當前有效工位進行相對定位，以使搬運機器人準確達到搬運位置，開始提供搬運服務。

具體來說，當搬運機器人達到有效工位時，對搬運機器人以及當前有效工位之間進行相對定位包括步驟：

步驟一：通過預設于搬運機器人掃描件掃描預設當前有效工位的掃描區(qū)域。

步驟二：獲取所述掃描件掃描所述掃描區(qū)域獲得的掃描數據。

步驟三：當所述掃描數據與預設掃描數據完全一致時，判定搬運機器人與當前有效工位相對定位成功。

設置于搬運機器人上的掃描件掃描設置于當前有效工位的掃描區(qū)域，獲得掃描數據，當掃描數據與預設掃描數據完全一致時，說明搬運機器人與當前有效工位相對定位成功。具體來說，可以在搬運機器人上線預先設置好掃描裝置，例如紅外掃碼儀，在工位上預先設置掃描區(qū)域，例如條形碼或二維碼等，將搬運機器人與有效工位預先進行相對準確定位，獲得掃描裝置掃描掃描區(qū)域獲得的數據，作為預設掃描數據，在實際應用時，只需當所述掃描數據與預設掃描數據完全一致時，說明搬運機器人與當前有效工位相對定位成功。

下面將采用實例說明上述相對準確定位過程。在實例中，搬運機器人上設置有紅外掃碼儀，有效工位上設置有條形掃描區(qū)域，其設置的條形碼表征數字為123456789，人工手動將搬運機器人與有效工位相對準確定位時，紅外掃碼儀掃描獲得的數據為2345678。在正常運行過程中，搬運機器人中紅外掃碼儀掃描當前有效工位掃描區(qū)域，獲得掃描數據，當掃描數據為12345678時，判定搬運機器人與當前有效工位相對定位未成功；當掃描數據為23456789時，判定搬運機器人與當前有效工位相對定位未成功；當掃描數據為2345678時，判定搬運機器人與當前有效工位相對定位成功。

如圖3所示，一種搬運機器人運動軌跡規(guī)劃系統(tǒng)，包括：

識別模塊100，用于識別工廠內相同類型的工位，獲得有效工位。

基礎信息獲取模塊200，用于獲得工廠內各有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息。

部件堆放信息獲取模塊300，用于獲取所述工廠內各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息，所述部件堆放狀態(tài)信息包括原料堆放信息以及當前有效工位成品堆放信息。

優(yōu)先級排序模塊400，用于根據所述各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息對各個有效工位進行優(yōu)先級排序。

軌跡生成模塊500，用于根據預設區(qū)域內已存在有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息以及優(yōu)先級排序結果，生成搬運機器人運動軌跡。

本發(fā)明搬運機器人運動軌跡規(guī)劃系統(tǒng)，識別模塊100識別工廠內相同類型的工位，獲得有效工位，基礎信息獲取模塊200獲得工廠內各有效工位地理位置信息以及工廠內可行駛區(qū)域的信息，部件堆放信息獲取模塊300獲得各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息，優(yōu)先級排序模塊400對各個有效工位進行優(yōu)先級排序，根據有效工位地理位置信息、工廠內可行駛區(qū)域的信息以及優(yōu)先級排序結果，軌跡生成模塊500生成搬運機器人運動軌跡。整個過程中，基于各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息對各個有效工位進行優(yōu)先級排序，并基于有效工位（相同類型工位）的位置信息、工廠可行駛區(qū)域的信息以及優(yōu)先級排序生成運動軌跡，能夠實現對搬運機器人運動軌跡合理規(guī)劃。

在其中一個實施例中，所述優(yōu)先級排序模塊400包括：

計算單元，用于根據各個有效工位部件堆放狀態(tài)信息，計算各個有效工位原料堆放與最大原料堆放的比值以及各個有效工位成品堆放與最大成品堆放的比值。

排序單元，用于以各有效工位對應的原料堆放與最大原料堆放的比值由低到高的順序對各個有效工位進行優(yōu)先級排序，當原料堆放與最大原料堆放的比值相等時，以成品堆放與最大成品堆放的比值由高到低的順序對各個有效工位進行優(yōu)先級排序。

如圖4所示，在其中一個實施例中，搬運機器人運動軌跡規(guī)劃系統(tǒng)還包括：

推送模塊600，用于推送搬運機器人運動軌跡至服務于所述有效工位類型的搬運機器人。

如圖4所示，在其中一個實施例中，搬運機器人運動軌跡規(guī)劃系統(tǒng)還包括：

相對定位模塊700，用于當搬運機器人達到有效工位時，對搬運機器人以及當前有效工位之間進行相對定位。

在其中一個實施例中，所述相對定位模塊700包括：

掃描單元，用于通過預設于搬運機器人掃描件掃描預設當前有效工位的掃描區(qū)域。

掃描數據獲取單元，用于獲取所述掃描件掃描所述掃描區(qū)域獲得的掃描數據。

定位確定單元，用于當所述掃描數據與預設掃描數據完全一致時，判定搬運機器人與當前有效工位相對定位成功。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。