一种智能物流码垛机器人智能控制系统的制作方法

本发明涉及码垛机器人控制，涉及到一种智能物流码垛机器人智能控制系统。

背景技术：

1、智能物流码垛是仓储环节的自动化作业，托盘姿态精度、码垛层级稳定性及机器人运动轨迹安全性直接决定码垛效率、包裹完好率与作业稳定性。托盘易因放置偏差、地面不平出现空间偏转，码垛层级选择不当易引发重心偏移、包裹坍塌，运动轨迹冲突则会造成设备碰撞、作业中断，构建全流程智能控制系统，能够提升物流码垛自动化、精准化、安全化水平。

2、现有技术中，中国专利公开号cn120903160a公开了一种自动码垛方法、装置、终端及存储介质，该方法通过采集待码垛包裹的包裹信息，结合历史成功垛型匹配最优垛型，通过预设分割模型对托盘点云进行分割以获取托盘空隙并生成码垛路径，并通过力矩传感器实时修正柔性夹爪的抓取姿态，最终将码垛三维模型与agv小车绑定实现自动入库，提升码垛系统的适配性和空间利用率。

3、现有技术存在以下问题：1、现有技术通过匹配垛型并规划路径完成码垛，但未针对托盘实际空间位姿进行精准定位与校正，缺乏对托盘角点与中心点空间坐标以及托盘空间偏转角的分析，导致放置点坐标与托盘实际空间状态存在偏差，造成码垛放置位置偏移，易出现码垛歪斜、包裹掉落问题，影响码垛精度与空间利用率。

4、2、现有技术通过点云分割计算托盘空隙生成码垛路径，未对码垛层级进行稳定度与面积匹配度的分层筛选分析，易因层级重心偏移、接触面积不足引发码垛坍塌，导致码垛层级稳定性不足，增加码垛安全风险。

5、3、现有技术控制机械臂依据码垛路径执行码垛，但未对码垛运行轨迹进行实时冲突判定与局部轨迹重新规划，当机器人执行过程中末端关节实时位置与规划轨迹出现偏差时无法动态调整，存在运动轨迹冲突与碰撞风险，导致码垛执行中断与设备安全隐患，降低码垛作业连续性与安全性。

技术实现思路

1、本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提供一种智能物流码垛机器人智能控制系统，通过托盘位姿精准感知、码垛层级稳定筛选、放置坐标承压校正以及运动冲突动态规避，提升物流码垛稳定性与安全性。

2、本发明解决其技术问题采用的技术方案是：本发明提供一种智能物流码垛机器人智能控制系统，包括托盘位姿确定模块、码垛层级筛选模块、放置坐标生成模块和运动冲突判定模块。

3、各模块之间的连接关系为：托盘位姿确定模块与码垛层级筛选模块连接，放置坐标生成模块分别与码垛层级筛选模块和运动冲突判定模块连接。

4、托盘位姿确定模块，基于托盘区域的原始点云数据，确定托盘角点与中心点空间坐标，根据角点与托盘中心点的相对位置矢量计算托盘空间偏转角，确定托盘当前空间位姿。

5、码垛层级筛选模块，基于托盘上已码垛包裹占据轮廓确定各候选码垛层级的可行放置区域，结合待码垛包裹的尺寸数据，分析层级稳定度与面积匹配度，筛选最优码垛层级。

6、放置坐标生成模块，基于待码垛包裹在最优码垛层级中的候选区域，分析候选区域的承压稳定性，结合托盘当前空间位姿，校正生成待码垛包裹的放置点坐标。

7、运动冲突判定模块，将放置点坐标与机器人当前末端位姿进行轨迹规划，输出码垛运行轨迹，基于机器人在执行过程中末端关节实时码垛运行轨迹，判定码垛运行轨迹是否冲突，当码垛运行轨迹冲突则触发局部轨迹重新规划。

8、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：（1）本发明基于托盘区域的原始点云数据，确定托盘角点与中心点空间坐标，并根据角点与托盘中心点的相对位置矢量计算托盘空间偏转角，确定托盘当前空间位姿，实现托盘空间位姿的精准感知与定位，消除托盘倾斜、偏转对放置精度的影响，提升包裹码垛放置精准度与空间利用率，降低包裹掉落风险。

9、（2）本发明基于托盘上已码垛包裹占据轮廓确定各候选码垛层级的可行放置区域，结合待码垛包裹的尺寸数据分析层级稳定度与面积匹配度，筛选最优码垛层级，实现码垛层级的分层评估与稳定筛选，提高码垛层级选择的空间适配性与结构稳定性，避免包裹倾倒与托盘重心失衡的问题，提升码垛作业稳定性与容错能力。

10、（3）本发明基于待码垛包裹在最优码垛层级中的候选区域，分析候选区域的承压稳定性，结合托盘当前空间位姿校正生成待码垛包裹的放置点坐标，实现放置点坐标的承压稳定性筛选与空间位姿校正，减少包裹局部压溃、滑移问题，保障码垛结构的承压均衡性，提升包裹完好率。

11、（4）本发明通过将放置点坐标与机器人当前末端位姿进行轨迹规划，输出码垛运行轨迹，基于机器人在执行过程中末端关节实时码垛运行轨迹，判定码垛运行轨迹是否冲突，当冲突时触发局部轨迹重新规划，规避运动轨迹冲突与碰撞风险，保障码垛作业执行连续性，提升机器人自动化作业安全性。

1.一种智能物流码垛机器人智能控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种智能物流码垛机器人智能控制系统，其特征在于，所述确定托盘角点与中心点空间坐标的方式为：

3.根据权利要求1所述的一种智能物流码垛机器人智能控制系统，其特征在于，所述确定托盘当前空间位姿的方式为：

4.根据权利要求1所述的一种智能物流码垛机器人智能控制系统，其特征在于，所述分析层级稳定度与面积匹配度的方式为：

5.根据权利要求4所述的一种智能物流码垛机器人智能控制系统，其特征在于，所述评估不同放置位置的层级稳定度的步骤如下：

6.根据权利要求4所述的一种智能物流码垛机器人智能控制系统，其特征在于，所述筛选最优码垛层级的方式为：

7.根据权利要求1所述的一种智能物流码垛机器人智能控制系统，其特征在于，所述校正生成待码垛包裹的放置点坐标的方式为：

8.根据权利要求1所述的一种智能物流码垛机器人智能控制系统，其特征在于，所述输出码垛运行轨迹的步骤内容如下：

9.根据权利要求8所述的一种智能物流码垛机器人智能控制系统，其特征在于，所述判定码垛运行轨迹是否冲突的方式为：

10.根据权利要求9所述的一种智能物流码垛机器人智能控制系统，其特征在于，所述触发局部运行轨迹重新规划的步骤为：