基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统及导航方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统及导航方法，系统包括WMS系统(1)、UWB定位系统(2)和AR导航系统(3)，所述WMS系统预设有仓库的布局信息，所述AR导航系统包括AR眼镜以及与所述UWB定位系统相配合的定位标签。本发明专利技术通过UWB定位系统获取仓管员的实时位置，并与WMS系统内已经建模设置完成的物料位置对比，在AR眼镜上显示出位置关系并导航指引，使得仓管员的操作十分直观且快捷，而且本发明专利技术的导航系统学习成本低，新进员工也能够很快的上手使用。

Warehouse navigation system and method based on UWB positioning and AR technology

【技术实现步骤摘要】
基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统及导航方法
本专利技术属于衰减器
，特别是涉及一种基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统及导航方法。
技术介绍
WMS系统是指仓库管理系统，是包含入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能综合运用的管理系统；UWB定位系统是一种室内定位系统，利用UWB定位技术测得定位标签相对于两个不同定位基站之间无线电信号传播的时间差，从而得出定位标签相对于四组定位基站的距离差，利用如下方程解算标签的坐标；AR技术指增强现实(AugmentedReality)，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术；传统的仓库系统，虽然有WMS系统进行科学的管理调度，但是仓管员在实际的出入库操作时，都是通过人工脑力记忆以及通过一些标记标识来寻找物料，费时费力，并且对员工的培训和工作经验的要求很高；另外，由于出入库工作都是有很多项物料同时进行的，而目前基本都是靠着仓管员的记忆力以及通过脑力来进行规划先后顺序，按照远近顺序来规划，这就使得新员工无法完成此类规划，导致出入库的工作变得繁琐，效率低下。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统，通过UWB定位系统获取仓管员的实时位置，并与WMS系统内已经建模设置完成的物料位置对比，在AR眼镜上显示出位置关系并导航指引，使得仓管员的操作十分直观且快捷，而且本专利技术的导航系统学习成本低，对于新进员工能够很快的上手使用。为解决上述技术问题，本专利技术的采用的一个技术方案如下：一种基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统，其特征在于：包括WMS系统、UWB定位系统和AR导航系统，所述WMS系统预设有仓库的布局信息，所述AR导航系统包括AR眼镜以及与所述UWB定位系统相配合的定位标签；所述AR导航系统由仓管员佩戴；所述UWB定位系统持续获取所述定位标签的位置坐标，并将所述位置坐标传输给所述WMS系统；所述WMS系统将物料信息和物料所在的方向及距离信息发送给AR导航系统，并在AR眼镜上显示物料的方位导航。进一步地说，所述仓库的布局信息包括仓库内的货架排布坐标信息、物料信息及物料坐标位置。进一步地说，所述定位标签集成在所述AR眼镜内或独立设置。进一步地说，所述AR眼镜内设有陀螺仪，通过所述陀螺仪可获取仓管员的头部俯仰角度。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统的导航方法，包括以下步骤：(1)信息录入：仓管员将需要入库或出库的物料信息录入WMS系统内；(2)路径导航：WMS系统根据接收到的信息，匹配系统内预设的所述仓库的布局信息，结合仓管员当前位置信息，计算出最优化的路径，并投射显示到所述AR眼镜上给予仓管员导航；(3)物料指引：仓管员根据所述AR眼镜上的指示移动到物料所在的货架前，并定位到物料位置并标记出物料所在高度位置；(4)出入库操作：仓管员找到物料后，通过手持终端识别条码信息并确认更新所录入或领取的领料信息和数量，当信息无误后系统会发送下个物料信息和路径并映射在AR眼镜上，指示员工依次完成领料任务。进一步地说，步骤(1)中入库或出库的物料为多项，步骤(2)中计算出最优化的路径的方式为：按照每项物料与仓管员的距离关系，由近到远依次重新排列多项物料的顺序，并逐项投射到所述AR眼镜上。进一步地说，步骤(2)中投射到AR眼镜的信息包括与物料的距离以及行走轨迹方向，距离可根据UWB定位算出，方向可根据AR提供的陀螺仪给定。根据使用人员头部的转动角度变化和移动距离适时更新路径距离和方向。进一步地说，步骤(3)中定位到物料位置包括以下方式中的至少一种：(1)将物料在货架的位置信息直接显示在所述AR眼镜上；(2)所述AR眼镜内设有陀螺仪，所述陀螺仪获取仓管员的头部俯仰角度，并与物料的高度位置作对比，然后所述AR眼镜上显示物料与视线的上下位置关系的指引。进一步地说，所述物料的高度位置的标记方式为：计算出物料和AR眼镜之间的连线L3与仓管员的水平视线L1之间的夹角α，将所述夹角α与仓管员视线的俯仰角度作比对，夹角α的计算公式如下：由上述方程组可解得：再利用反三角函数求得：式中，H1为物料的Z轴高度，H2为所述VR眼镜的Z轴高度，L2为物料和VR眼镜之间的之间距离；所述物料的坐标{X1、Y1、Zl}为WMS系统中预设值，所述VR眼镜的坐标{X2、Y2、Z2}中的X轴坐标和Y轴坐标为通过UWB定位系统获得，Z轴坐标为预先录入WMS系统中的信息。本专利技术的有益效果：本专利技术的导航系统通过UWB定位系统获取仓管员的实时位置，并与WMS系统内已经建模设置完成的物料位置对比，在AR眼镜上显示出位置关系并导航指引，使得仓管员的操作十分直观且快捷，而且本专利技术的导航系统学习成本低，对于新进员工能够很快的上手使用；本专利技术的导航系统可以按照每项物料与仓管员的距离关系，由近到远依次重新排列多项物料的顺序，并逐项投射到所述AR眼镜上进行指引，重新排序后指引能够节省大量的时间，提高工作效率，而且对于新进员工或者受教育程度不高的员工都能够以最优化的方式完成出入库工作，无需较长的工作经验积累。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术的仓库导航系统的结构框图；图2是本专利技术的物料位置角度α的计算方式参考图(物料高位)；图3是本专利技术的物料位置角度α的计算方式参考图(物料低位)；附图中各部分标记如下：WMS系统1、UWB定位系统2和AR导航系统3。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例：一种基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统，如图1所示：包括WMS系统1、UWB定位系统2和AR导航系统3，所述WMS系统预设有仓库的布局信息，所述AR导航系统包括AR眼镜以及与所述UWB定位系统相配合的定位标签；所述AR导航系统由仓管员佩戴；所述UWB定位系统持续获取所述定位标签的位置坐标，并将所述位置坐标传输给所述WMS系统；所述WMS系统将导航信息发送给AR导航系统，并在AR眼镜上显示物料的方位导航，所述导航信息包括：物料信息和物料所在的方向及距离信息。通过UWB定位系统获取仓管员的实时位置，并与WMS系统内已经建模设置完成的待入或待取物料位置对比，在AR眼镜上显示出位置关系并导航指引，使得仓管员的操作十分直观且快捷，而且本专利技术的导航系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统，其特征在于：包括WMS系统(1)、UWB定位系统(2)和AR导航系统(3)，所述WMS系统预设有仓库的布局信息，所述AR导航系统包括AR眼镜以及与所述UWB定位系统相配合的定位标签；/n所述AR导航系统由仓管员佩戴；/n所述UWB定位系统持续获取所述定位标签的位置坐标，并将所述位置坐标传输给所述WMS系统；/n所述WMS系统将导航信息发送给AR导航系统，并在AR眼镜上显示物料的方位导航。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统，其特征在于：包括WMS系统(1)、UWB定位系统(2)和AR导航系统(3)，所述WMS系统预设有仓库的布局信息，所述AR导航系统包括AR眼镜以及与所述UWB定位系统相配合的定位标签；
所述AR导航系统由仓管员佩戴；
所述UWB定位系统持续获取所述定位标签的位置坐标，并将所述位置坐标传输给所述WMS系统；
所述WMS系统将导航信息发送给AR导航系统，并在AR眼镜上显示物料的方位导航。


2.根据权利要求1所述的基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统，其特征在于：所述仓库的布局信息包括仓库内的货架排布坐标信息、物料信息及物料坐标位置。


3.根据权利要求1所述的基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统，其特征在于：所述定位标签集成在所述AR眼镜内或独立设置。


4.根据权利要求1所述的基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统，其特征在于：所述AR眼镜内设有陀螺仪，通过所述陀螺仪可获取仓管员的头部俯仰角度。


5.一种应用权利要求1-4任一所述的基于UWB定位和AR技术的仓库导航系统的导航方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)信息录入：仓管员将需要入库或出库的物料信息录入WMS系统内；
(2)路径导航：WMS系统根据接收到的信息，匹配系统内预设的所述仓库的布局信息，结合仓管员当前位置信息，计算出最优化的路径，并投射显示到所述AR眼镜上给予仓管员导航；
(3)物料指引：仓管员根据所述AR眼镜上的指示移动到物料所在的货架前，并定位到物料位置并标记出物料所在位置；
(4)出入库操作：仓管员找到物料后，通过手持终端识别条码信息并确认更...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明辉，
申请(专利权)人：昆山捷亿诺自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32