本發(fā)明涉及一種貼標裝置，尤其涉及一種自動貼標裝置以及應(yīng)用該裝置的方法。

背景技術(shù)：

隨著電子商務(wù)的迅速增長，傳統(tǒng)倉儲采用的人工和機械設(shè)備在面對日益增長的訂單要求時，分揀、封裝和發(fā)送的工作量急劇提高，由此導致物流時間增加。現(xiàn)有的自動化倉儲系統(tǒng)一般采用堆垛機、穿梭車等，具備自動化、效率高的特點，但是對應(yīng)該等堆垛機、穿梭車的設(shè)計，倉庫中貨架需要固定安裝在場地當中，如此一來則會存在成本高、安裝復雜、拓展性低等缺點。

為了解決上述缺點，國內(nèi)外廠商均已開發(fā)了適用于該種環(huán)境的高效、低成本、拓展性高的智能搬運機器人及其配套系統(tǒng)。該系統(tǒng)涉及一種帶有位置和方向信息的標簽，機器人通過該標志來確定當前位置與行進方向，為了使機器人在整個工作環(huán)境中能夠準確地確定自身位置與前進方向需要在工作平面鋪設(shè)大量的標簽。

現(xiàn)對于工作平面內(nèi)已經(jīng)規(guī)劃好的貼標位置(貼標點)大多采用人工手動貼碼，工作量巨大，人為造成的誤差大，標志一致性差，嚴重阻礙該系統(tǒng)的使用。所以本發(fā)明提供一種貼標裝置來代替人工手動貼碼，以大幅減小人工工作量，減少人為誤差，標志一致性高，并且在此基礎(chǔ)上，提出一種配套的高精度貼標方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動貼標裝置以及貼標方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種貼標裝置，用于對目標貼標點進行貼標，包括控制模塊，所述控制模塊根據(jù)規(guī)劃的路徑控制貼標裝置移動至目標貼標位姿，并控制貼標裝置貼標。

進一步地，所述貼標裝置還包括信息獲取模塊、信息處理模塊，其中，在所述控制模塊控制貼標裝置貼標前，

所述信息獲取模塊，獲取貼標裝置在工作平面的位置信息；

所述信息處理模塊，根據(jù)所述位置信息判斷貼標裝置是否處于目標貼標位姿；

所述控制模塊，根據(jù)信息處理模塊的判斷結(jié)果調(diào)整貼標裝置位姿。

進一步地，所述信息獲取模塊包括測距模塊，用于測量所述貼標裝置與至少一個基準面的距離；所述位置信息包括貼標裝置與基準面的距離；

所述信息處理模塊根據(jù)貼標裝置與基準面的距離判斷所述貼標裝置是否處于目標貼標位姿。

進一步地，所述基準面包括第一基準面、第二基準面和第三基準面，其中，第一基準面分別與第二基準面、第三基準面垂直，第二基準面與第三基準面平行。

進一步地，所述信息處理模塊還用于選取定位單元，所述定位單元由與目標貼標點相鄰的至少一個已貼有標簽的貼標點形成；

所述信息獲取模塊還包括視覺模塊，用于獲取定位單元的圖像信息；

所述信息處理模塊包括預設(shè)定位點，并用于計算圖像信息中已貼標簽的位置與預設(shè)定位點的偏差，其中，預設(shè)定位點與定位單元中已貼標簽的個數(shù)相同，且分布一致。

一種對目標貼標點進行貼標的方法，應(yīng)用上述的貼標裝置，所述貼標裝置根據(jù)規(guī)劃的路徑移動至目標貼標位姿，對目標貼標點貼標。

進一步地，該方法還包括在對目標點貼標前，

獲取貼標裝置在工作平面的位置信息；

根據(jù)所述位置信息判斷貼標裝置是否處于目標貼標位姿；

并根據(jù)判斷結(jié)果調(diào)整貼標裝置位姿。

進一步地，該方法還包括

所述位置信息通過測量貼標裝置與至少一個基準面的距離獲得；

根據(jù)貼標裝置與基準面的距離判斷所述貼標裝置是否處于目標貼標位姿。

進一步地，所述基準面包括第一基準面、第二基準面和第三基準面，其中，第一基準面分別與第二基準面、第三基準面垂直，第二基準面與第三基準面平行。

進一步地，獲取貼標裝置在工作平面的位置信息包括

選取定位單元，所述定位單元由與目標貼標點相鄰的至少一個已貼有標簽的貼標點形成；

獲取定位單元的圖像信息，并計算圖像信息中已貼標簽的位置與預設(shè)定位點的偏差，其中，預設(shè)的定位點與已貼標簽個數(shù)相同的，分布一致。

本發(fā)明的有益效果：利用可以移動的貼標裝置取代人工貼標，效率高，適合大面積的標簽碼粘貼；設(shè)備自動貼標，可靠性高。通過激光測距儀與相機視覺結(jié)合的方式，最有效的減小局部誤差，消除了累積誤差，與傳統(tǒng)貼標方式相比，精度大大提高。

附圖說明

圖1為貼標裝置工作平面示意圖；

圖2改進的貼標裝置示意圖；

圖3中，(a)為定位單元示意圖，(b)與預設(shè)定位點示意圖；

圖4視覺模塊獲取的圖像示意圖；

圖5貼標方法的流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種貼標裝置以及高精度的貼標方法用以完成對工作平面內(nèi)的目標貼標點進行貼標，其中貼標點為整個工作平面內(nèi)需要貼標的位置，一般都有規(guī)劃，其在工作平面的位置已知，標簽貼在貼標點上。在貼標的過程中，當前需要貼標的貼標點為目標貼標點，對目標貼標點進行貼標時貼標裝置應(yīng)當處于目標貼標位姿，主要是判斷貼標裝置是否處于目標貼標位姿，在目標貼標位姿進行貼標時，所貼的標簽符合標準。

本發(fā)明提供的貼標裝置，用于對目標貼標點進行貼標，所述貼標裝置包括控制模塊，所述控制模塊控制貼標裝置移動至目標貼標位姿，并控制貼標裝置貼標，所述目標貼標位姿為貼標裝置給目標貼標點貼標時在工作平面所處的位姿。由于在工作平面內(nèi)，每一個貼標點的位置唯一確定，當貼標點作為目標貼標點時貼標裝置都有對應(yīng)的目標貼標位姿，尤其是針對粘貼具有方向性的標簽，只有當貼標裝置處于目標貼標位姿時，所貼的標簽的位姿才符合標準。如圖1，本實施例中，工作平面內(nèi)貼標點O_yx兩兩間距為d，其中，x表示在X軸方向第x個貼標點，y表示在Y軸方向第y個貼標點，當O₁₁為目標貼標點時，控制模塊控制貼標裝置移動至給目標貼標點O₁₁貼標時的對應(yīng)的目標貼標位姿進行貼標后，目標貼標點為O₂₁,向Y軸正方向移動距離d，使貼標裝置處于目標貼標點O₂₁對應(yīng)的目標貼標位姿后進行貼標，完成Y軸第一列的貼標。

在此實施例中，貼標裝置向Y軸正方向移動距離d可通過貼標裝置內(nèi)部的里程計計算算獲得，由于移動過程中可能會出現(xiàn)方向偏離等產(chǎn)生誤差，本發(fā)明同時提供一種改進貼標裝置，圖2為改進的貼標裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

所述改進的貼標裝置包括信息獲取模塊、信息處理模塊和運動控制模塊，其中：

信息獲取模塊，用于獲取貼標裝置在工作平面的位置信息；

信息處理模塊，用于根據(jù)所述位置信息判斷是否處于目標貼標位姿；

控制模塊，根據(jù)信息處理模塊的判斷結(jié)果調(diào)整貼標裝置位姿，并控制貼標裝置貼標。

在對目標貼標點進行貼標的過程中，當信息處理模塊判斷信息獲取模塊獲取的位置信息處于目標貼標位姿時，控制模塊不需要調(diào)整貼標裝置的位置，此時貼標裝置當前所處的位置即為正確的貼標位置，控制模塊控制貼標裝置對目標貼標點進行貼標，若信息處理模塊判斷信息獲取模塊獲取的位置信息不是貼標裝置的目標貼標位姿，那么控制模塊控制貼標裝置調(diào)整位姿，使其處于目標貼標位姿后對目標貼標點進行貼標。

具體地，信息獲取模塊包括測距模塊(例如激光測距模塊)，所述信息獲取模塊獲取的貼標裝置在工作平面的位置信息為測距模塊通過測量獲得的貼標裝置與至少一個基準面的距離信息。其中，如圖1，所述第一基準面m1位于工作平面一側(cè)，當測距模塊測量獲得的貼標裝置與第一基準面m1的距離與目標貼標位姿距離第一基準面m1的距離相等時，則信息處理模塊判斷測距模塊獲取貼標裝置在工作平面的位置信息符合目標貼標位姿。進一步的，所述基準面可以為一個、兩個或者三個，圖1中所述基準面包括第一基準面m1、第二基準面m2、第三基準面m3，每個基準面在工作平面的位置固定，具體實施例中，第一基準面m1分別與第二基準面m2、第三基準面m3垂直，第二基準面m2與第三基準面m3平行，即目標貼標位姿與每個基準面的距離一定，通過多個基準面測量貼標裝置的位置可以提高測量的精度。

當O₁₁為目標貼標點時，信息獲取模塊獲取貼標裝置與第一基準面m1的距離等于目標貼標位姿與基準面的距離nd時，信息處理模塊判斷貼標裝置處于目標貼標位姿，控制模塊不需要調(diào)整貼標裝置的位姿對目標貼標點O₁₁進行貼標，否則，信息處理模塊判斷貼標裝置未到達目標貼標位姿或者貼標裝置姿態(tài)傾斜(貼標裝置未正對第一基準面m1)。目標貼標點為O₂₁,貼標裝置向Y軸正方向移動距離d，使貼標裝置處于目標貼標點O₂₁對應(yīng)的目標貼標位姿后進行貼標，為保證其始終與Y方向基準墻面垂直，信息獲取模塊需要實時獲取貼標裝置當前位姿。可通過激光測距儀反饋回的數(shù)值，判斷當前位姿。為完成Y軸第一列的貼標。在前進方向每經(jīng)過一個間隔d，貼標裝置到第一基準面m1的距離就減小d，為保證貼標裝置朝Y軸正方向移動，在貼標裝置前進過程中，信息獲取模塊獲取貼標裝置與第二基準面m2的距離，信息處理模塊判斷貼標裝置與第二基準面m2的距離是否保持nd不變，即可保證貼標裝置朝Y軸正方向移動。同理，本發(fā)明也可以同時測量貼標裝置與第三基準面m3的距離，信息處理模塊以此判斷貼標裝置是否處于正確的位姿。

進一步地，信息處理模塊還包括視覺模塊，通過視覺模塊中定位單元的位置獲取貼標裝置在工作平面的位置來判斷貼標裝置是否處于目標貼標位姿。具體地，信息處理模塊選取定位單元，所述定位單元由與目標貼標點相鄰的一個或兩個或多個已貼有標簽的貼標點形成，已貼有標簽的貼標點越多越好。如圖1所示，若O₂₂為目標貼標點，選取O₁₁、O₁₂、O₂₁三個貼標點形成定位單元a，且O₁₁、O₁₂、O₂₁已貼有標簽a1、a2、a3；若O₂₄為目標貼標點，選取O₂₃、O₁₃兩個貼標點形成定位單元b，且O₂₃、O₁₃已貼有標簽b1、b2；若O₂₅為目標貼標點，選取O₁₅貼標點形成的定位單元c，且O₁₅已貼有標簽c1、c2，圖1、圖3中，已貼標簽用陰影部分表示。

具體地，信息獲取模塊還包括視覺模塊，所述視覺模塊獲取定位單元的圖像信息，信息處理模塊計算圖像信息中已貼標簽的位置與預設(shè)定位點的偏差，其中，信息處理模塊預設(shè)有定位點，且預設(shè)的定位點與定位單元中已貼標簽個數(shù)相同，分布一致。當已貼標簽的位置與預設(shè)定位點的偏差在一定范圍內(nèi)，信息處理單元判斷貼標裝置處于目標貼標位姿，控制模塊不需要調(diào)整貼標裝置的位置，此時貼標裝置當前所處的位置即為正確的貼標位姿，控制模塊進行貼標，否則，控制模塊控制貼標裝置調(diào)整位置，使其處于目標貼標位姿后進行貼標。

如圖3，具體實施時，所述視覺模塊為設(shè)置在貼標裝置頂角上的相機，相機的視野中心為預設(shè)定位點(P1、P2、P3)，所述預設(shè)定位點(P1、P2、P3)與定位單元a中對應(yīng)的已貼標簽(a1、a2、a3)個數(shù)一樣，且分布一致，即已貼有標簽a1與a2間距為d，a1與a3間距為d，且a1與a2的連線垂直a1與a3的連線，同時，定位點P1與P2間距為d，P1與P3間距為d，且P1與P2的連線垂直P1與P3的連線，因此當預設(shè)定位點(P1、P2、P3)分別與定位單元圖像中已貼標簽(a1、a2、a3)的位置重合或在一定偏差范圍內(nèi)，則貼標裝置處于目標貼標位姿。

如圖4，計算偏差的方法為圖像坐標系中，已貼標簽a1與預設(shè)定位點P1的偏差為(Δx₁,Δy₁,Δθ₁)，已貼標簽a2與預設(shè)定位點P2的偏差為(Δx₂,Δy₂,Δθ₂)，已貼標簽a3與預設(shè)定位點P3的偏差為(Δx₃,Δy₃,Δθ₃)，若平均偏差在可接受的偏差范圍內(nèi)，信息處理模塊判斷貼標裝置處于目標貼標位姿，控制模塊控制貼標裝置進行貼標，否則，控制模塊控制貼標裝置調(diào)整位置，一般將偏差調(diào)整至加權(quán)平均最小值，使其處于可接受的偏差范圍內(nèi)后進行貼標。本發(fā)明實施例中，已貼標簽均符合符合標準。

一種應(yīng)用上述貼標裝置對目標貼標點進行貼標的方法，所述貼標裝置根據(jù)規(guī)劃的路徑移動至目標貼標位姿，對目標貼標點貼標，所述目標貼標位姿為貼標裝置給目標貼標點貼標時在工作平面所處的位姿。如圖1，本實施例中，工作平面內(nèi)貼標點O_yx兩兩間距為d，其中，x表示在X軸方向第x個貼標點，y表示在Y軸方向第y個貼標點，當O₁₁為目標貼標點時，貼標裝置移動至給目標貼標點O₁₁貼標時的對應(yīng)的目標貼標位姿進行貼標后，目標貼標點為O₂₁,向Y軸正方向移動距離d，使貼標裝置處于目標貼標點O₂₁對應(yīng)的目標貼標位姿后進行貼標，完成Y軸第一列的貼標。

貼標裝置向Y軸正方向移動距離d可通過貼標裝置內(nèi)部的里程計計算獲得，由于移動過程中可能會出現(xiàn)方向偏離等產(chǎn)生誤差，本發(fā)明的貼標方法在對目標點貼標前，先獲取貼標裝置在工作平面的位置信息；根據(jù)所述位置信息判斷貼標裝置是否處于目標貼標位姿；并根據(jù)判斷結(jié)果調(diào)整貼標裝置位姿。

在對目標貼標點的過程中，當貼標裝置判斷其位姿處于目標貼標位姿時，則不需要調(diào)整貼標裝置的位置，此時貼標裝置當前處于正確的貼標位姿，貼標裝置可以對目標貼標點進行貼標，若獲取的位置信息不是貼標裝置的目標貼標位姿，則調(diào)整貼標裝置位姿，使其處于目標貼標位姿后對目標貼標點進行貼標。

具體地，通過測量貼標裝置與至少一個基準面的距離獲得貼標裝置在工作平面的位置信息。其中，如圖1，所述第一基準面m1位于工作平面一側(cè)，比如用激光測距測量獲得的貼標裝置與第一基準面m1的距離與目標貼標位姿距離該基準面的距離相等時，則判斷貼標裝置在工作平面的位置信息符合目標貼標位姿。進一步的，所述基準面可以為一個、兩個或者三個，圖1中所述基準面包括第一基準面m1、第二基準面m2、第三基準面m3，每個基準面在工作平面的位置固定，具體實施例中，第一基準面m1分別與第二基準面m2、第三基準面m3垂直，第二基準面m2與第三基準面m3平行，即目標貼標位姿與每個基準面的距離一定，通過多個基準面測量貼標裝置的位置可以提高測量的精度。

當O₁₁為目標貼標點時，當測量到貼標裝置與第一基準面m1的距離等于目標貼標位姿與基準面的距離nd時，則判斷貼標裝置處于目標貼標位姿，不需要調(diào)整貼標裝置的位姿即可對目標貼標點O₁₁進行貼標，否則，則判斷貼標裝置未到達目標貼標位姿或者貼標裝置姿態(tài)傾斜(貼標裝置未正對第一基準面m1)，調(diào)整貼標裝置的位姿后進行貼標。當目標貼標點為O₂₁,貼標裝置向Y軸正方向移動距離d，使貼標裝置處于目標貼標點O₂₁對應(yīng)的目標貼標位姿后進行貼標，為保證其始終與Y方向基準墻面垂直，需要實時獲取貼標裝置當前位姿?？赏ㄟ^激光測距儀反饋回的數(shù)值，判斷當前位姿。為完成Y軸第一列的貼標。在前進方向每經(jīng)過一個間隔d，貼標裝置到第一基準面m1的距離就減小d，為保證貼標裝置朝Y軸正方向移動，在貼標裝置前進過程中，判斷貼標裝置的位置于第二基準面m2的距離是否保持nd不變，即可保證貼標裝置朝Y軸正方向移動。同理，本發(fā)明也可以同時測量貼標裝置與第三基準面m3的距離，以此判斷貼標裝置是否處于正確的位姿。

進一步地，獲取貼標裝置在工作平面的位置信息包括選取定位單元，所述定位單元由與目標貼標點相鄰的一個或兩個或多個已貼有標簽的貼標點形成；獲取定位單元的圖像信息，并計算圖像信息中已貼標簽的位置與預設(shè)定位點的偏差，其中，預設(shè)的定位點與已貼標簽個數(shù)相同的，分布一致。

具體地，所述定位單元由與目標貼標點相鄰的一個或兩個或多個已貼有標簽的貼標點形成，已貼有標簽的貼標點越多越好。如圖3所示，若O₂₂為目標貼標點，選取O₁₁、O₁₂、O₂₁三個貼標點形成定位單元a，且O₁₁、O₁₂、O₂₁已貼有標簽a1、a2、a3；若O₂₄為目標貼標點，選取O₂₃、O₁₃兩個貼標點形成定位單元b，且O₂₃、O₁₃已貼有標簽b1、b2；若O₂₅為目標貼標點，選取O₁₅貼標點形成的定位單元c，且O₁₅已貼有標簽c1、c2，圖1、圖3中，已貼標簽用陰影部分表示。

具體地，獲取定位單元的圖像信息，計算圖像信息中已貼標簽的位置與預設(shè)定位點的偏差，其中，預設(shè)定位點與定位單元中已貼標簽個數(shù)相同的，分布一致。當已貼標簽的位置與預設(shè)定位點的偏差在一定范圍內(nèi)，則判斷貼標裝置處于目標貼標位姿，這時不需要調(diào)整貼標裝置的位置，此時貼標裝置當前所處的位置即為正確的貼標位姿即可進行貼標，否則，調(diào)整貼標裝置位置，使其處于目標貼標位姿后進行貼標。

如圖3，具體實施時，貼標裝置設(shè)置有預設(shè)定位點(P1、P2、P3)，所述預設(shè)定位點(P1、P2、P3)與定位單元a中已貼標簽(a1、a2、a3)個數(shù)一樣，且分布一致，即已貼有標簽a1與a2間距為d，a1與a3間距為d，且a1與a2的連線垂直a1與a3的連線，那么定位點P1與P2間距為d，P1與P3間距為d，且P1與P2的連線垂直P1與P3的連線，因此當預設(shè)定位點(P1、P2、P3)分別與定位單元圖像中已貼標簽(a1、a2、a3)的位置重合或在一定偏差范圍內(nèi)，則貼標裝置處于目標貼標位姿。

如圖4，計算偏差方法為圖像坐標系中，已貼標簽a1與預設(shè)定位點P1偏差為(Δx₁,Δy₁,Δθ₁)，已貼標簽a2與預設(shè)定位點P2偏差為(Δx₂,Δy₂,Δθ₂)，已貼標簽a3與預設(shè)定位點P3偏差為(Δx₃,Δy₃,Δθ₃)，若平均偏差在可接受的偏差范圍內(nèi)，信息處理模塊判斷貼標裝置處于目標貼標位姿，控制模塊控制貼標裝置進行貼標，否則，控制模塊控制貼標裝置調(diào)整位置，一般將偏差調(diào)整至加權(quán)平均最小值，使其處于可接受的偏差范圍內(nèi)后進行貼標。本發(fā)明實施例中，已貼標簽均符合符合標準。