[发明专利]一种多源传感货叉智能感知系统及方法

说明书

一种多源传感货叉智能感知系统，包括感知货叉和显示处理设备；所述感知货叉用于承载被叉取的目标物，所述感知货叉上安装有视觉传感器、接近觉传感器、压力传感器、触觉传感皮肤和信息采集板。本发明货叉感知系统通过在货叉本体上融合力觉传感器、接近觉传感器、合作标志或明显纹理特征外形，并将视觉、力觉、接近觉的传感信息传输至显示设备或计算机，从而叉车、搬运机器人的操作员或计算机能够有效地获取接触力、接近状态或货叉外形特征等信息，进而能够辅助操作员或计算机进行作业，有效地增强了货叉对作业环境的感知能力和识别的鲁棒性，极大地提高了叉车、搬运机器人等搬运设备作业的安全性和自动化水平。

技术领域

本发明涉及一种智能货叉感知系统，具体涉及一种多源传感货叉智能感知系统及方法。

背景技术

现有的人工叉车、自动叉车和搬运机器人等搬运设备一般仅配备普通的钢制货叉，不具备对作业目标物的位姿、触碰、重量等信息的感知能力，一般由人工操作设备完成搬运作业。考虑到机器人、叉车作业的高效、安全，特别是对于人在回路、搬运贵重负载和危险负载等作业需求下的叉车或搬运机器人，其运动需要充分考虑作业的安全性，因此需要发明一种能够使得货叉感知作业目标物和作业环境的技术，从而为搬运设备的上层计算机控制系统或操控者提供更加丰富的信息，以提高作业效率并保障作业安全。

发明内容

为解决上述问题，提供一种多源传感货叉智能感知系统及方法。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种多源传感货叉智能感知系统，包括感知货叉和显示处理设备；所述感知货叉用于承载被叉取的目标物，所述感知货叉上安装有视觉传感器、接近觉传感器、压力传感器、触觉传感皮肤和信息采集板；其中视觉传感器内嵌于货叉端部前表面，用于对货叉端部视场内的环境进行成像；接近觉传感器内嵌于货叉端部四周，用于检测货叉端部周围环境是否存在物体；触觉传感皮肤覆盖在货叉端部表面；压力传感器内嵌于货叉中部机构本体的上表面，用于检测被叉取的目标物重量；信息采集板内置于货叉尾部内部，主要用于实时采集视觉传感器、接近觉传感器、触觉传感皮肤、压力传感器的信息，信息采集板将传感信息整理后经高速无线或有线通信方式传输至显示处理设备。

所述感知货叉上还安装有合作标志，所述合作标志为其他视觉设备提供所需的视觉处理信息；所述合作标志分别设于货叉端部上表面、货叉中部的左右侧面和货叉尾部的上表面。

所述合作标志的特征信息含有已知排列的标识点或标识线。

所述的合作标志图案类型包括二维码、九宫格和圆形。

所述接近觉传感器分别布设于货叉端部前表面至少一个、上表面至少一个、下表面至少一个、左侧面至少一个和右侧面至少一个。

一种多源传感货叉智能感知系统的感知方法，包括：S1:实时更新货叉端部视觉传感器、接近觉传感器以及触觉触感皮肤信息；

S2:根据货叉端部视觉传感器进行货叉端部与待叉取的货叉孔的相对六维位姿解算，根据六维位姿信息提供的三维位置信息计算货叉端部与货叉孔的空间直线距离，经滤波处理，识别空间直线距离变化趋势；

S3:显示处理设备依据信息采集板采集的货叉端部接近觉传感器和触觉传感皮肤的传感信息、货叉中部压力传感器的传感信息以及目标物的六维位姿实时解算的六维位姿数据，经判定处理后，进一步识别出货叉叉取作业状态；

S4:更新叉取作业状态。

所述步骤S3具体包括：若触觉传感皮肤检测到接触信号，则判定当前叉取作业状态为货叉碰撞状态；

若触觉传感皮肤未检测到接触信号，且压力传感器检测到压力信号，则判定当前叉取作业状态为货叉承载状态；