[发明专利]一种袋状物料装车机器人车辆识别与控制系统

说明书

本发明公开了一种袋状物料装车机器人车辆识别与控制系统，其包括：二维激光扫描仪、云台传动机构、云台支架、云台零点开关、定距吐包缓存装置、激光对射传感器、行走机构、摆臂机构以及提升机构，本发明可以将识别系统获取的三维点云进行提取与处理，对车辆进行识别与定位，通过定距吐包装置对输送带传送的水泥包进行排序处理，保证下料的顺序性，通过运动学求解计算出装车机器人到达预订装车起始点以及各个轨迹各伺服电机所需要转动的角度，进而来对机器人进行精确控制，保证装车的顺利进行。同时，系统机械结构模块化，方便维修；工作过程半自动化，把工人从繁重的体力劳动工作环境中解放出来，极大地提高劳动生产率。

技术领域

本发明涉及自动化装车领域，尤其涉及智能车辆识别系统。

背景技术

目前装车行业为高危型，重体力行业，尤其是以水泥为代表的作业过程中产生高粉的行业，其劳动强度高，对人的危害大，劳动效率低，设计一种能够用机器替代人的自动化系统显得尤为重要。

为了弥补国内对自动化装车行业的缺陷，将激光激光测距仪自动化检测设备与机器人技术相结合，通过对车辆的识别与定位进而来指导机器人进行装车作业，从而实现机器替代工人来完成装车作业，提高装车效率。

发明内容

（一）要解决的技术问题：

本发明要解决的技术问题是提供一种基于激光扫描仪的车辆识别与定位系统，并且控制直角坐标柔性机器人来进行装车作业。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种袋状物料装车机器人车辆识别与控制系统，它由以下技术方案实现：一种袋状物料装车机器人车辆识别与控制系统，其包括：二维激光扫描仪、云台传动机构、云台支架、云台零点开关、定距吐包缓存装置、激光对射传感器、行走机构、摆臂机构以及提升机构。本系统通过OpengL进行车厢底座进行三维重建，该传感器通信模式为TCP+HTTP模式；开发平台为VS2010。本发明可以将识别系统获取的三维点云进行提取与处理，对车辆进行识别与定位，通过定距吐包装置对输送带传送的水泥包进行排序处理，保证下料的顺序性。通过运动学求解计算出装车机器人到达预订装车起始点以及各个轨迹各伺服电机所需要转动的角度，进而来对机器人进行精确控制，保证装车的顺利进行。

本发明的有益效果如下：

本设备利用R2000倍加福激光扫描仪以360°50HZ 对车辆进行测距扫描，扫描识别与定位，精确扫描出车长、车宽与车高，误差在0.1cm以内，对平板车、工程车等不同车辆的卸料位置加以区分，合理安排物料位置，实现有限空间最大化利用，有效的避免了因人工操作而造成的物料安排不合理所导致的空间不合理利用、因路况导致物料掉落等缺陷。

另外，控制系统由包括三轴同步移动X方向精确移动机构，Z方向伺服卷帘提升机构，Y方向丝杠平移机构，分别对应了扫描仪所扫描出的车长、车高、车宽进行精确操作。三维立体操作，通过定距吐包装置对输送带传送的水泥包进行排序处理，保证下料的顺序性，更易于控制卸料的位置，从而更容易优化装车工艺。

此外，本系统通过OpengL进行车厢底座的三维重建，OpenGL独立于窗口系统和操作系统，是一个开放的三维图形软件包。以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植；OpenGL可以与 Visual C++紧密接口，便于实现工业机器人的有关计算和图形算法，可保证算法的正确性和可靠性；OpenGL使用简便，效率高。

此外，该传感器通信模式为TCP+HTTP模式，TCP最大的优点是可靠，HTTP协议支持客户/服务器模式，操作起来简单快速，非常灵活。两者结合的通信模式操作简单并且非常可靠。