一种无人叉车控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无人叉车控制系统，包括叉车车体、叉车车载控制系统、叉车导航定位系统、叉车本车通讯系统、叉车安全避障系统、控制信号无缝智慧链接系统、叉车上位管理控制系统、叉车上位通讯系统；叉车车载控制系统、叉车导航定位系统、叉车安全避障系统之间通过叉车本车通讯系统进行通信；叉车导航定位系统包括uwb全局导航定位系统、车载惯性导航系统、激光测距定位系统及3D视觉定位系统。本发明专利技术解决了无人叉车对于作业环境的光线、地面平整度适应性差，无人驾驶叉车所叉取货物不需严格限位、无人驾驶叉车全方位立体避障、无人驾驶叉车行驶速度不受限、无人驾驶叉车行驶路径柔性化、路径可实时、动态自由调整等难题。

【技术实现步骤摘要】
一种无人叉车控制系统
本专利技术属于叉车控制
，尤其涉及一种无人叉车控制系统。
技术介绍
现有AGV(AutomatedGuidedVehicle，简称AGV)、AMR（Autonomousmobilerobots，简称AMR）无人驾驶叉车，具有如下技术缺陷：1）采用激光雷达、二维码、地磁、视觉等方式导航，对作业环境适应性差。2）激光导航成本高。3）激光雷达导航需要布设反射板并严格测绘，部署复杂；无反射板激光SLAM对无人驾驶叉车作业地面平整度要求很高；采用二维码、地磁需要在地面铺设二维码、地磁，重载无人驾驶叉车对二维码、地磁会造成损坏，要经常维护二维码、地磁；采用视觉导航对作业环境光线的均匀性及照度要求高。4）无人驾驶叉车受导航方式的特性所限，无人驾驶叉车的行驶速度受限。5）大部分无人驾驶叉车路线不够柔性化。6）无人驾驶叉车所要搬运货物需严格限位。7）AGV、AMR叉车无货架/有货架码货特别是在无货架码货时，货物上下层前后左右对齐难。8）AGV、AMR叉车室、内外行走，特别是极端环境（如：行走地面不平整、环境湿度大易结露、雨、雾天气、灰尘大、光线强弱变化大）下AMR&AGV精确导航定位难。9）北斗/GPS差分精准导航成本高、室外受天气等因素影响大，室内无信号；
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无人叉车控制系统，包括叉车车体、叉车车载控制系统、叉车导航定位系统、叉车本车通讯系统、叉车安全避障系统、控制信号无缝智慧链接系统、叉车上位通讯系统、叉车自动充电系统；所述叉车车载控制系统设于所述叉车车体上，通过所述控制信号无缝智慧链接系统、叉车本车通讯系统，将计算机信号与叉车控制系统无缝链接，并控制所述叉车车体精准、安全执行各项作业指令；所述叉车车载控制系统、叉车导航定位系统、叉车安全避障系统、叉车自动充电系统之间通过所述叉车本车通讯系统进行通信；所述叉车导航定位系统包括uwb全局导航定位系统、车载惯性导航系统、激光测距定位系统及3D视觉定位系统；所述uwb全局导航定位系统包括安装于工作区域天花板上或叉车工作区域周界的定位基站及安装于叉车车体上的定位基站；所述车载惯性导航系统包括安装于所述叉车车体上的惯性导航传感器；所述3D视觉定位系统包括设于所述叉车车体上的深度相机及激光测距传感器；所述无人叉车控制系统的安全避障系统包括安全激光雷达、接触防撞条、安全防撞基站、3D深度相机及防碰撞传感器；所述安全激光雷达安装于所述叉车车体沿货叉反方向运动时车体正面下侧左右转角各一套，用于车体四周周界安全避障；所述接触防撞条安装于无人驾驶叉车车体下侧周围，用于在所述无人驾驶叉车车体接触到障碍物时紧急停车；两套所述3D深度相机安装于所述无人驾驶叉车车体沿货叉方向前进时货叉下侧，其中一套安装于固定高度，另一套随货叉上下运动，用于通过所述3D深度相机执行无人驾驶叉车沿叉齿方向前进时的立体避障，所述叉车车体正面安装一套3D深度相机，用于无人驾驶叉车的立体避障及对障碍物尺寸大小及相对叉车位置进行测量；所述叉车车体两侧各安装一套3D深度相机，用于叉车左右两侧的安全立体避障；所述安全防撞基站安装于无人驾驶叉车车体控制箱上，通过测量装在各无人驾驶叉车上的基站之间的距离或测量无人驾驶叉车与配戴电子基站标签的工作人员之间距离实现车、车及车、人之间的安全避障，所述防碰撞传感器安装于所述无人驾驶叉车车体内部，用于在叉车受到外部碰撞时无人驾驶叉车的紧急停车。进一步地，所述叉车上位通讯系统包括安装在工作区域天花板上或工作区域周界的无线AP或5G基站，以及安装在叉车车体上的无线AP客户端或5G接收端。进一步地，该无人叉车控制系统还包括：无人叉车上位管理控制系统，所述无人叉车上位管理控制系统通过所述叉车上位通讯系统与所述叉车车载控制系统进行通讯，用于向所述叉车车载控制系统发送控制及管理指令，以进行无人驾驶叉车的控制及管理；显示系统，用于从所述叉车车载控制系统获取并显示无人叉车的实时信息；所述实时信息包括状态信息、位置信息、速度、空、满载、电量、路线信息。进一步地，所述叉车自动充电系统为无线自动充电系统或接触式自动充电系统，所述无线自动充电系统包括充电桩、自动充电发射端、车载自动充电接收端；所述接触式自动充电系统包括充电桩、自动充电发射端-接触式充电臂、车载自动充电接收端-车载接触式充电刷。进一步地，所述叉车自动充电系统包括电池管理控制系统，所述电池管理控制系统与所述叉车车载控制系统之间通过安装于叉车车体上的定位基站及叉车自动充电系统基站进行uwb双向通讯。借由上述方案，通过无人叉车控制系统，具有如下技术效果：1）能够实现叉车的无人化运动控制，自动调度以及自动化出入库，实现了无人叉车在大型仓库中从生产到出库的全流程操作。2）采用灵活的叉车改装方式，可以选择模拟信号接入以及车载总线信号接入等方式对叉车进行个性化定制，兼容市面上不开放/开放叉车控制接口的大部分叉车车型。3）叉车上控制器包含运动控制算法，采用UWB，激光测距，3D相机，惯性导航多种导航数据融合定位，并结合叉车里程计、编码器数据实现叉车运动闭环控制，可以同时满足无人叉车高速运输和高精度叉货的定位需要。4）无人驾驶叉车作业环境可快速电子地图化，以此为基础，将电子地图预装在无人驾驶叉车上，可快速升级叉车为自主移动机器人叉车（AMR）。5）实现无人驾驶叉车路线柔性化，不局限于预先设置好的路线，可通过系统自主规划无人驾驶叉车任意的安全行驶路径，对于空旷作业环境，可随时按用户需求调整货物摆放位置及角度。6）无人驾驶叉车为双模工作模式，可一键切换为人工驾驶或自动无人驾驶。7）无人驾驶叉车可室外作业，实现了室内、外导航一体化。8）无人驾驶叉车的行驶速度不受导航方式限制，在无人驾驶叉车车体支持速度范围内，随时可按系统给出的任意安全速度行驶。9）通过3D深度相机实现无人驾驶叉车前后左右四个方向的安全立体避障，安全激光雷达、3D深度相机、安全防撞基站、安全防撞条、碰撞传感器五重安全措施解决了重载无人驾驶叉车运行安全性，完全消除了事故隐患。10）可以快速适应生产线布局变换。11）无人叉车未端叉取货物时，3D视觉相机可根据货物托盘放置位置及角度动态实时调整无人叉车叉取托盘角度及坐标，从而准确叉取货物托盘，不需要对货物托盘进行严格限位，从而提高了系统运行稳定性、可靠性，杜绝了将货物叉翻事故的发生。12）解决了无人驾驶叉车对于作业环境适应性差的问题，系统部署简单，对于无人驾驶叉车作业环境的光线、地面平整度适应性强，后期维护工作量小，可实现24小时黑灯作业。13）采用UWB的全局导航方式，使得自主、动态配置叉车运行路线以及柔性化叉车运行路线得以实现，修改叉车运行方式无需对仓库硬件进行任何改动。14）搭配无人生产线感知系统，可以和无人生产线一起实现智能化无人工厂的生产。15）搭配智慧工厂云本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人叉车控制系统，其特征在于，包括叉车车体、叉车车载控制系统、叉车导航定位系统、叉车本车通讯系统、叉车安全避障系统、控制信号无缝智慧链接系统、叉车上位通讯系统、叉车自动充电系统；所述叉车车载控制系统设于所述叉车车体上，通过所述控制信号无缝智慧链接系统、叉车本车通讯系统，将计算机信号与叉车控制系统无缝链接，并控制所述叉车车体精准、安全执行各项作业指令；所述叉车车载控制系统、叉车导航定位系统、叉车安全避障系统、叉车自动充电系统之间通过所述叉车本车通讯系统进行通信；/n所述叉车导航定位系统包括uwb全局导航定位系统、车载惯性导航系统、激光测距定位系统及3D视觉定位系统；所述uwb全局导航定位系统包括安装于工作区域天花板上或叉车工作区域周界的定位基站及安装于叉车车体上的定位基站；所述车载惯性导航系统包括安装于所述叉车车体上的惯性导航传感器；所述3D视觉定位系统包括设于所述叉车车体上的深度相机及激光测距传感器；/n所述无人叉车控制系统的安全避障系统包括安全激光雷达、接触防撞条、安全防撞基站、3D深度相机及防碰撞传感器；所述安全激光雷达安装于所述叉车车体沿货叉反方向运动时车体正面下侧左右转角各一套，用于车体四周周界安全避障；所述接触防撞条安装于无人驾驶叉车车体下侧周围，用于在所述无人驾驶叉车车体接触到障碍物时紧急停车；两套所述3D深度相机安装于所述无人驾驶叉车车体沿货叉方向前进时货叉下侧，其中一套安装于固定高度，另一套随货叉上下运动，用于通过所述3D深度相机执行无人驾驶叉车沿叉齿方向前进时的立体避障，所述叉车车体正面安装一套3D深度相机，用于无人驾驶叉车的立体避障及对障碍物尺寸大小及相对叉车位置进行测量；所述叉车车体两侧各安装一套3D深度相机，用于叉车左右两侧的安全立体避障；所述安全防撞基站安装于无人驾驶叉车车体控制箱上，通过测量装在各无人驾驶叉车上的基站之间的距离或测量无人驾驶叉车与配戴电子基站标签的工作人员之间距离实现车、车及车、人之间的安全避障，所述防碰撞传感器安装于所述无人驾驶叉车车体内部，用于在叉车受到外部碰撞时无人驾驶叉车的紧急停车。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无人叉车控制系统，其特征在于，包括叉车车体、叉车车载控制系统、叉车导航定位系统、叉车本车通讯系统、叉车安全避障系统、控制信号无缝智慧链接系统、叉车上位通讯系统、叉车自动充电系统；所述叉车车载控制系统设于所述叉车车体上，通过所述控制信号无缝智慧链接系统、叉车本车通讯系统，将计算机信号与叉车控制系统无缝链接，并控制所述叉车车体精准、安全执行各项作业指令；所述叉车车载控制系统、叉车导航定位系统、叉车安全避障系统、叉车自动充电系统之间通过所述叉车本车通讯系统进行通信；
所述叉车导航定位系统包括uwb全局导航定位系统、车载惯性导航系统、激光测距定位系统及3D视觉定位系统；所述uwb全局导航定位系统包括安装于工作区域天花板上或叉车工作区域周界的定位基站及安装于叉车车体上的定位基站；所述车载惯性导航系统包括安装于所述叉车车体上的惯性导航传感器；所述3D视觉定位系统包括设于所述叉车车体上的深度相机及激光测距传感器；
所述无人叉车控制系统的安全避障系统包括安全激光雷达、接触防撞条、安全防撞基站、3D深度相机及防碰撞传感器；所述安全激光雷达安装于所述叉车车体沿货叉反方向运动时车体正面下侧左右转角各一套，用于车体四周周界安全避障；所述接触防撞条安装于无人驾驶叉车车体下侧周围，用于在所述无人驾驶叉车车体接触到障碍物时紧急停车；两套所述3D深度相机安装于所述无人驾驶叉车车体沿货叉方向前进时货叉下侧，其中一套安装于固定高度，另一套随货叉上下运动，用于通过所述3D深度相机执行无人驾驶叉车沿叉齿方向前进时的立体避障，所述叉车车体正面安装一套3D深度相机，用于无人驾驶叉车的立体避障及对障碍物尺寸大小及相对叉车位置进行测量；所述叉车车体两侧各安装一套3D深度相机，用于叉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘健，王畅，姚德成，黄达健，
申请(专利权)人：深圳市易艾得尔智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44