一種智能光學定位系統的制作方法

本發明涉及貨架管理領域，尤其涉及倉儲貨柜、藥房藥柜或圖書館書架等貨架補貨及取貨物時能快速定位的智能光學定位系統。

背景技術：

隨著社會的快速發展，大量貨物品種的陸續推向市場，不管是大型公司的倉庫庫房管理，還是電商平臺的物流倉儲的貨物管理，或是圖書館的圖書管理，都面臨一個貨物存放及取貨問題。針對倉庫管理，目前有不少類似erp、iwms等倉庫管理軟件對出入庫的貨物進行有效管理，很方便進行倉庫物品進行庫存查詢，貨物及時補料等管理。可是針對一些大型倉庫，存放的物料有上萬件，在如此大的一個空間內如何能快速找到想要的貨物的確是一個難題，目前比較常用的方法是采用一些led指示、顯示屏指示或rfid標簽等方法進行輔助定位。而這些方法會面臨供電、布線等困難，一旦發生硬件故障，維修會比較麻煩，而且后續的維護及升級很不方便。

為了克服上述貨架物品定位困難的問題，本發明提出一種智能光學定位方法，能夠依據貨物的相關信息，快速定位貨物的位置，而且能夠適應多個取料員同時進入倉庫取料狀況。

本發明提出采用低成本ld或led等其他光源，一方面降低成本，一方面縮減空間體積，很容易大力推廣實現。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在于提供一種應用于貨架貨物管理的智能光學定位系統；能解決貨物的入庫放料及出庫取料快速定位問題，能廣泛應用在大型公司倉庫管理應用領域，物流倉儲出入庫管理應用領域，醫院藥房藥柜管理應用領域，圖書館書本上下書架應用領域。

為了解決多種貨物存放貨架倉庫的出入庫問題，本發明采用如下技術方案：

提供一種智能光學定位系統，包括用于定位的發光單元、可用于指示的指示燈單元、可多方位運動平臺單元、控制單元。

所述用于定位的發光單元，可以采用激光（ld）光源，也可采用led光源，也可采用其他燈泡式光源，用于定位的發光單元采用光束準直技術，依據實際應用場合調整光束尺寸大小。

所述指示的指示燈單元采用多顆不同顏色led，或能發出不同顏色光源的光源，用于向不同取料員提示各自所對應取料區域，指示燈單元可采用單點或多點方式，便于取料員從不同方位觀察。不同于定位光源，定位光源需要準直，指示光源只需顯示不同顏色，安裝在底座部分。

所述可多方位運動平臺單元至少包含一個電動控制運動平臺及手動機械調節方位平臺，定位光源安裝在該平臺上。手動機械調節方位平臺便于使定位光源安裝在庫房頂部或貨柜上方側部等不同部位時能有最佳的空間分辨率。

所述控制單元，包括手持終端對定位系統的控制或pc計算機端對定位系統的控制，通過有線或無線通訊方式，實現對多方位運動平臺的任意控制，確保定位光源能準確照射在待定位的貨架。

本發明提供的智能光學定位系統裝置還包括如下技術特征：

所述智能光學定位系統可通過手持終端控制多方位運動平臺任意調整定位光源指向方位，并能記錄對應方位的地址編碼信息，便于下次依此地址編碼信息快速定位。

所述多方位運動平臺具有坐標原點定位修正功能，能確保運動平臺經過多次運動后，能及時返回原點進行坐標修正。

所述多方位運動平臺可通過手持終端采用有線或無線通訊方式進行遠程控制，其中有線方式可采用rs485/rs422總線方式,can總線等方式進行組網通訊；無線方式可采用zigbee,antplus,ble,lora,wifi等方式進行組網通訊。

所述指示燈單元為對不同取料員取料進行區分，采用多顆不同顏色led或采用rgb三色led進行不同比例混光達到顯示不同顏色效果。

所述智能光學定位系統的手持終端顯示的待取物品顏色可設定為與指示燈單元顏色一致。

所述智能光學定位系統的手持終端依據待取工單依次點亮待取貨物，取料員取完點亮位置的貨物后，在手持終端點擊已取貨確認鍵，系統會指向工單的下一筆待取貨物，并依據系統保存的對應地址編碼控制多方位運動平臺，將定位光源指向下一個待取貨物。

本發明還采用如下技術方案：

一種智能光學定位方法，所述方法包括以下步驟：

1，依據倉庫貨架配置合適數量的帶多方位運動平臺的定位光源；

2，依據倉庫貨架的實際擺放狀況確定是垂直吊頂安裝還是貨架頂部邊緣安裝，不同安裝方式對應不同的走線方式及手動機械方位調節。

3，對定位光源指示部位的粗調及細調控制，粗調用于快速將光源移動到指定存儲格，細調用于將定位光源調節到具體方位，譬如存儲格中央部位或貼有反射塊的部位。

4，需要分不同定位光學單元進行對應存儲格地址信息綁定，不同光學定位單元有各自對應地址編碼信息。

5，手持終端發送貨物定位指令，包括對數據庫的綁定信息解析，并發送解析的定位地址編碼信息給對應光學定位單元，開啟定位光源及指示光源。

6，通過有線或無線通訊方式將安裝的所有定位光源系統進行組網調試。

取料員通過手持終端依據待取貨物料號進行解析，并將解析的地址編碼信息發給對應光學定位單元，便可快速啟動對應編號定位光源進行快速定位。

本發明提出的光學定位系統，充分結合了物聯網節點組網技術、多軸運動控制技術、光學準直定位技術，開創性地解決了智能倉儲行業中的快速取貨目標導向問題。

與常規貨架安裝led指示燈技術相比，本發明的有益技術效果是：1、極大減少各個貨架的led硬件布線及點亮led所需的配置的諸多控制電路板資源；2、因一個帶多方位運動平臺的定位光源可涵蓋很大一面貨柜區域，后續貨架擴容變更很方便；3、非常方便后續設備維護，譬如針對上萬種類的貨物，若采用每個貨架配備對應led指示燈，將需準備大量led，若因硬件故障造成led不能正常點亮，需要花很大精力進行故障排查，而采用本發明提出的智能光學定位系統，若某個定位光源不能正常工作，會很快定位到故障節點，并能快速排查故障。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面對所需的附圖做簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明提供的一種智能光學定位系統示意框圖；

圖2是本發明針對多用戶同時操作而增加指示光源的的智能光學定位系統示意框圖；

圖3是本發明單個定位光源實際應用的示意圖；

圖4是貨架編號示意圖；

圖5是多貨柜多套智能光學定位系統示意圖；

圖6是多方位運動控制臺不同角度投射定位光源示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及最佳實施例，對本發明做進一步詳細說明。

圖1示出了本發明提供的一種智能光學定位系統示意框圖。

本發明所提出的智能光學定位系統，主要用于對貨架存放貨物的快速定位，通過對倉儲貨柜的不同貨架進行編號，并將定位光源依次設定不同定位地址編碼，使得這些地址編碼與不同編號的貨架進行綁定，不同貨架在不同時期可存放不同種類貨物，當進行存放貨物進行數據庫錄入時，會將貨物相關資訊（譬如產品名稱、料號、廠商等）與對應貨架綁定，系統會先判定是已有料號物品還是重新創建的新品，若是已有料號物品的增補，系統會調用該貨架對應的定位光源地址編碼，及時指向該貨架，便于作業員及時找到該貨架并進行補料，若是需重新創建的新品，系統會分配一個空閑的貨架給該物品，并調用對應存儲格定位光源的地址編碼信息，及時點亮該貨架對應的定位光源，指引作業員將貨物存放至定位光源指向的貨架。

圖1所示為單個作業員出入庫的基本定位光源系統，1是控制系統，用來控制多方位運動平臺3的運動及定位光源2的打開及關閉。因該使用情境是單個作業員，所以可不需圖2所示的指示光源4。

圖2所示是針對多作業員同時作業的應用場合，譬如工廠倉庫取料，如果是多個作業員同時處理多個工單，此時需要啟用指示光源4，通過顯示不同顏色指示燈用以區分不同工單，譬如有3個作業員（譬如甲/乙/丙）執行取料動作，每個作業員手上會有一個智能平板或手機設備，在這些智能設備上顯示3種顏色（譬如紅r/綠g/藍b），這三種顏色對應3個作業員的不同工單（譬如甲對應紅色，乙對應綠色，丙對應藍色）。

當作業員甲點擊圖3所示的智能終端6上工單對應的物品時，指示光源4會顯示紅色，同時調用數據庫保存的定位光源坐標，通過控制多方位運動平臺3旋轉運動至定位光源坐標位置，開啟定位光源2指向對應貨架，指引甲及時取貨，當甲取完工單上的一個貨物時，需要在智能終端6界面上點擊確認鍵，系統將會指向工單下一個待取貨物。另外兩個作業員乙及丙因指示光源4會顯示不同顏色指示光源進行區分，因而同時可以并行作業而不會干擾，若遇到兩個作業員同時使用同一定位光源時，可采取交替顯示方式完成定位功能或采取排隊等候方式，對于先到的需求，先顯示與即將取貨作業員手持終端同色的指示光源，而排隊等候的顏色在指示光源中以閃爍方式顯示。為便于取料員觀察指示光源，指示光源可采用環形多點分布方式便于取料員從不同角度觀察。

圖4是本發明所用貨架5編號示意圖，當一個倉儲空間完成貨架及本發明所提出的智能光學定位系統時，需要對各貨架進行編號，并同時對多個光學定位系統單元進行編號，圖4所示是一個四行n列貨柜的示意圖，我們按矩陣編碼方式進行編碼，最上面一行的貨架依次為11,12,13，…1n；第二行貨架依次為21，22，23，…2n；最下面一行貨架依次為41，42，43，…4n。譬如要設定圖4所示544位置，可通過智能終端界面控制多方位運動平臺的上下級左右運動控制按鈕，將定位光源照射在544所在位置，然后點擊保存定位坐標，系統自動將544貨架位置與負責貨柜5的定位光源指向544時的定位坐標進行綁定，后續若查閱數據庫發現待取貨物存放在544貨架位置，則會調用綁定的對應定位坐標點亮定位光源照射544貨架。

圖5所示是多個貨柜多套智能光學定位系統示意圖，每套智能光學定位系統管理一定范圍內的貨柜，不同的貨架大小及貨柜間距將決定所需的智能光學定位系統數量，若貨柜間距較大，將智能光學定位系統安置在兩貨柜之間，便可實現一套智能光學定位系統對這兩個貨柜相對的兩面貨架進行定位照射，若貨柜間距較小，為便于定位光源進行照射，最好由一個定位光源負責照射一面貨架，而不用照射兩面貨架。

圖6所示為多方位運動控制臺不同角度投射定位光源示意圖，分析了本發明在水平及垂直運動電控平臺基礎上增加了一個手動機械調節方位平臺的優點。手動機械調節方位平臺便于使定位光源安裝在庫房頂部或貨柜上方側部等不同部位時能有最佳的空間分辨率。

以市面監控云臺設備為例，通常底部是一個能360度旋轉的平臺，然后再垂直底座平臺的平面內有180度旋轉的平臺，受機構設計影響，垂直平面內很難做到360度的旋轉，圖6所示的a面為水平旋轉的平面，l線束為垂直面可旋轉的定位光源，不妨稱定位光源與360度旋轉的水平面a的夾角為θ，由圖中可看到當0°<θ<45°（或135°<θ<180°）區間，定位光束掃描l1的區間有較高的空間分辨率，而當45°<θ<135°區間，分辨率會較低，特別是θ接近90°時，定位光源l2所能定位的區域將限縮為一個點，本發明提出的增加一個手動機械調節方位平臺便于使定位光源安裝在庫房頂部或貨柜上方側部等不同部位時能有最佳的空間分辨率。這種靈活的調整方案，能夠讓無吊頂空間的倉庫多了一個將定位光源裝置安裝在貨柜上方側部的選擇。

除了上述實施例中采用的指示光源，定位光源，多方位運動平臺外，還可增加影像功能，通過裝配攝像頭顯示定位單元所呈現的影像信號。

如上所述，本發明提出的智能光學定位系統帶來的有益效果是，在倉儲貨柜或圖書館書架等貨架管理方面，能極大減少作業員貨物入庫及出庫時間，有效節省了人力成本，相比目前市面有些廠商給每個貨架配置led顯示方案，本發明提出的方案成本低，后期維護方便，避免在貨架上進行大量布線，有效提高系統的穩定性。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進，均應包含在本發明的保護范圍之內。