【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及码垛机器人，尤其涉及一种货物码垛的路径规划方法、系统和工控机。
技术介绍
1、在当前的机器人货物堆垛应用领域，一系列普遍存在的问题需要得到解决。其中，机器人堆垛系统对不同货物堆垛参数的适应能力仍是一个关键的问题。虽然现有的技术已经能够让机器人执行一些基础的货物堆垛任务，但是机器人在面对复杂和多变的环境时仍然显得力不从心。例如，当需要处理的货物在形状、尺寸、重量等属性上发生改变时，机器人可能无法有效地进行堆垛。因此，我们需要开发更智能、适应性更强的机器人系统，使其能够自我适应不同的物品和环境。
2、当前，在机器人堆垛领域，面临的主要挑战是如何对码垛机器人进行路径规划。具体地，在堆垛过程中，机器人需要移动和操纵物品，这就要求机器人能够有效地规划自己的路径，以便在最短的时间内完成任务，并避免与环境中的其他物体发生碰撞。现有技术中的机器人堆垛路径规划算法往往只关注局部，没有关注整个堆垛区域的全局路径规划，也缺乏对机器人动力学限制的路径规划考虑，从而使得规划出的移动路径无法较好地匹配码垛机器人的实际运行需要。
技术实现思路
1、根据现有技术中存在的上述技术问题，现提供一种货物码垛的路径规划方法、系统和工控机，旨在提出一种能够从局部和全局角度对码垛机器人进行路径规划的技术方案。
2、上述技术方案包括：
3、一种货物码垛的路径规划方法，应用于码垛机器人，所述码垛机器人连接工控机；其中，于所述工控机内预先设置当前需要进行码垛的货物的垛型参数；>
4、所述路径规划方法包括：
5、步骤s1，所述码垛机器人将当前的机器人状态发送给所述工控机，以供所述工控机确定所述码垛机器人的当前位置；
6、步骤s2，所述工控机根据所述垛型参数处理得到所述码垛机器人下一次码垛的位置参数，根据所述位置参数确定终止位置；
7、步骤s3，所述工控机根据所述当前位置和所述终止位置确定本次码垛的码垛区域，将所述码垛区域划分为多个子区域，并于各个所述子区域中分别规划得到相应的最短路径所经过的路径点；
8、步骤s4，所述工控机根据所有所述路径点整合形成本次路径规划所对应的移动路径，并下发给所述码垛机器人，以供码垛机器人执行。
9、优选的，该路径规划方法，其中，所述垛型参数包括货物的垛型面的数量、每个所述垛型面内的行数、每行内的货物数量以及单个货物的尺寸。
10、优选的，该路径规划方法，其中，所述步骤s2中，所述位置参数包括所述码垛机器人下一次码放的货物的位置信息。
11、优选的，该路径规划方法，其中，所述步骤s3中，所述当前位置和所述终止位置分别作为所述码垛区域的两个对角位置；
12、则所述步骤s3中，遍历所有所述子区域，以获取每个所述子区域内的所述路径点，遍历时：
13、将所述当前位置所在的所述子区域作为遍历时的第一个子区域，并将所述当前位置作为对应的所述子区域内的起点；以及
14、将所述当前位置所在的所述子区域作为遍历时的最后一个子区域；
15、针对除去遍历时的第一个所述子区域外的每个所述子区域，将上一个所述子区域的终点作为对应的所述子区域的起点；
16、针对每个所述子区域，分别执行下述步骤，以获取所述子区域内的所述路径点：
17、步骤s31，于所述子区域内随机采样得到当前的中间点，判断所述子区域的起点与当前的中间点之间的路径是否存在干涉：
18、若是，则转向步骤s32；
19、若否，则保留当前的中间点，舍弃所述子区域的起点与当前的中间点之间的所有中间点，随后转向步骤s33；
20、步骤s32，判断当前的中间点与上一个被保留的中间点之间的路径是否存在干涉：
21、若是，则舍弃当前的中间点，随后转向步骤s33；
22、若否，则保留当前的中间点，随后转向步骤s33；
23、步骤s33，判断随机采样的随机数是否达到随机数上限：
24、若是，则将当前被保留的最后一个中间点作为关联于所述子区域的终点，将所述子区域内被保留的所有中间点依次加入至路径点集合中，以完成所述子区域内的所述路径点获取；
25、若否，则返回所述步骤s31；则所述步骤s3中，遍历所有所述子区域，针对每个所述子区域分别执行所述步骤s31-s33后，获取依次包含所述当前位置、被保留的所有中间点以及所述终止位置的所述路径点集合，随后转向所述步骤s4。
26、优选的，该路径规划方法，其中，所述路径点集合以堆栈的方式进行保存。
27、优选的，该路径规划方法，其中，所述步骤s4包括：
28、步骤s41，去除所述路径点集合中重复的点；
29、步骤s42，将所述路径点集合进行倒序处理；
30、步骤s43，根据倒序后的所述路径点集合整合形成本次路径规划所对应的移动路径，并下发给所述码垛机器人，以供码垛机器人执行。
31、一种货物码垛的路径规划系统，应用于码垛机器人，所述码垛机器人连接工控机；其中，于所述工控机内预先设置当前需要进行码垛的货物的垛型参数，并将需要码垛的码垛区域划分为多个子区域；
32、所述路径规划系统设置于所述工控机内，并应用上述的路径规划方法；
33、所述路径规划系统包括：
34、第一处理单元，用于获取所述码垛机器人上传的当前的机器人状态，以确定所述码垛机器人的当前位置；
35、第二处理单元，用于根据预先设置的所述垛型参数处理得到所述码垛机器人下一次码垛的位置参数，根据所述位置参数确定终止位置；
36、路径点处理单元，分别连接所述第一处理单元和所述第二处理单元，用于根据所述当前位置和所述终止位置，于各个所述子区域中分别规划得到相应的最短路径所经过的路径点；
37、路径规划单元，连接所述路径点处理单元，用于根据所有所述路径点整合形成本次路径规划所对应的移动路径，并下发给所述码垛机器人，以供码垛机器人执行。
38、一种工控机，连接码垛机器人；其中，所述工控机采用上述的路径规划方法对所述码垛机器人进行货物码垛的路径规划控制。
39、一种工控机，连接码垛机器人；其中，所述工控机包括上述的路径规划系统。
40、上述技术方案的有益效果为：提供一种针对码垛机器人的路径规划方法及系统，能够从局部和全局的角度对码垛机器人进行路径规划，找到最短路径，提升码垛机器人的运行效率，并且考虑到机器人动力限制，实现了路径规划中的干涉避障功能，避免码垛机器人在运行中出现碰撞等损伤。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种货物码垛的路径规划方法，应用于码垛机器人，所述码垛机器人连接工控机；其特征在于，于所述工控机内预先设置当前需要进行码垛的货物的垛型参数；
2.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述垛型参数包括货物的垛型面的数量、每个所述垛型面内的行数、每行内的货物数量以及单个货物的尺寸。
3.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述位置参数包括所述码垛机器人下一次码放的货物的位置信息。
4.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述当前位置和所述终止位置分别作为所述码垛区域的两个对角位置；
5.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，所述路径点集合以堆栈的方式进行保存。
6.根据权利要求5所述的路径规划方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
7.一种货物码垛的路径规划系统，应用于码垛机器人，所述码垛机器人连接工控机；其特征在于，于所述工控机内预先设置当前需要进行码垛的货物的垛型参数，并将需要码垛的码垛区域划分为多个子区域；
8.一种工控机，连接码
9.一种工控机，连接码垛机器人；其特征在于，所述工控机包括如权利要求7中所述的路径规划系统。
...【技术特征摘要】
1.一种货物码垛的路径规划方法，应用于码垛机器人，所述码垛机器人连接工控机；其特征在于，于所述工控机内预先设置当前需要进行码垛的货物的垛型参数；
2.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述垛型参数包括货物的垛型面的数量、每个所述垛型面内的行数、每行内的货物数量以及单个货物的尺寸。
3.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述位置参数包括所述码垛机器人下一次码放的货物的位置信息。
4.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述当前位置和所述终止位置分别作为所述码垛区域的两个对角位置；
5.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦文涛，童梁，吴钰屾，郭秦阳，王萌珏，
申请(专利权)人：上海发那科机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。