本實(shí)用新型涉及貨架管理領(lǐng)域，尤其涉及倉(cāng)儲(chǔ)貨柜、藥房藥柜或圖書(shū)館書(shū)架等貨架補(bǔ)貨及取貨物時(shí)能快速定位的智能光學(xué)定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，大量貨物品種的陸續(xù)推向市場(chǎng)，不管是大型公司的倉(cāng)庫(kù)庫(kù)房管理，還是電商平臺(tái)的物流倉(cāng)儲(chǔ)的貨物管理，或是圖書(shū)館的圖書(shū)管理，都面臨一個(gè)貨物存放及取貨問(wèn)題。針對(duì)倉(cāng)庫(kù)管理，目前有不少類(lèi)似ERP、IWMS等倉(cāng)庫(kù)管理軟件對(duì)出入庫(kù)的貨物進(jìn)行有效管理，很方便進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)物品進(jìn)行庫(kù)存查詢(xún)，貨物及時(shí)補(bǔ)料等管理。可是針對(duì)一些大型倉(cāng)庫(kù)，存放的物料有上萬(wàn)件，在如此大的一個(gè)空間內(nèi)如何能快速找到想要的貨物的確是一個(gè)難題，目前比較常用的方法是采用一些LED指示、顯示屏指示或RFID標(biāo)簽等方法進(jìn)行輔助定位。而這些方法會(huì)面臨供電、布線等困難，一旦發(fā)生硬件故障，維修會(huì)比較麻煩，而且后續(xù)的維護(hù)及升級(jí)很不方便。

為了克服上述貨架物品定位困難的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種智能光學(xué)定位方法，能夠依據(jù)貨物的相關(guān)信息，快速定位貨物的位置，而且能夠適應(yīng)多個(gè)取料員同時(shí)進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)取料狀況。

本實(shí)用新型提出采用低成本LD或LED等其他光源，一方面降低成本，一方面縮減空間體積，很容易大力推廣實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種應(yīng)用于貨架貨物管理的智能光學(xué)定位系統(tǒng)；能解決貨物的入庫(kù)放料及出庫(kù)取料快速定位問(wèn)題，能廣泛應(yīng)用在大型公司倉(cāng)庫(kù)管理應(yīng)用領(lǐng)域，物流倉(cāng)儲(chǔ)出入庫(kù)管理應(yīng)用領(lǐng)域，醫(yī)院藥房藥柜管理應(yīng)用領(lǐng)域，圖書(shū)館書(shū)本上下書(shū)架應(yīng)用領(lǐng)域。

為了解決多種貨物存放貨架倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

提供一種智能光學(xué)定位系統(tǒng)，包括用于定位的發(fā)光單元、可用于指示的指示燈單元、可多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)單元、控制單元：

所述用于定位的發(fā)光單元，可以采用激光（LD）光源，也可采用LED光源，也可采用其他燈泡式光源，用于定位的發(fā)光單元采用光束準(zhǔn)直技術(shù)，依據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合調(diào)整光束尺寸大小。

所述指示的指示燈單元采用多顆不同顏色LED，或能發(fā)出不同顏色光源的光源，用于向不同取料員提示各自所對(duì)應(yīng)取料區(qū)域，指示燈單元可采用單點(diǎn)或多點(diǎn)方式，便于取料員從不同方位觀察。不同于定位光源，定位光源需要準(zhǔn)直，指示光源只需顯示不同顏色，安裝在底座部分。

所述可多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)單元至少包含一個(gè)電動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及手動(dòng)機(jī)械調(diào)節(jié)方位平臺(tái)，定位光源安裝在該平臺(tái)上。手動(dòng)機(jī)械調(diào)節(jié)方位平臺(tái)便于使定位光源安裝在庫(kù)房頂部或貨柜上方側(cè)部等不同部位時(shí)能有最佳的空間分辨率。

所述控制單元，包括手持終端對(duì)定位系統(tǒng)的控制或PC計(jì)算機(jī)端對(duì)定位系統(tǒng)的控制，通過(guò)有線或無(wú)線通訊方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的任意控制，確保定位光源能準(zhǔn)確照射在待定位的貨架。

本實(shí)用新型提供的智能光學(xué)定位系統(tǒng)裝置還包括如下技術(shù)特征：

所述智能光學(xué)定位系統(tǒng)可通過(guò)手持終端控制多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)任意調(diào)整定位光源指向方位，并能記錄對(duì)應(yīng)方位的地址編碼信息，便于下次依此地址編碼信息快速定位。

所述多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)具有坐標(biāo)原點(diǎn)定位修正功能，能確保運(yùn)動(dòng)平臺(tái)經(jīng)過(guò)多次運(yùn)動(dòng)后，能及時(shí)返回原點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)修正。

所述多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可通過(guò)手持終端采用有線或無(wú)線通訊方式進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，其中有線方式可采用RS485/RS422總線方式,Can總線等方式進(jìn)行組網(wǎng)通訊；無(wú)線方式可采用Zigbee, Antplus, BLE, LORA,Wifi等方式進(jìn)行組網(wǎng)通訊。

所述指示燈單元為對(duì)不同取料員取料進(jìn)行區(qū)分，采用多顆不同顏色LED或采用RGB三色LED進(jìn)行不同比例混光達(dá)到顯示不同顏色效果。

所述智能光學(xué)定位系統(tǒng)的手持終端顯示的待取物品顏色可設(shè)定為與指示燈單元顏色一致。

所述智能光學(xué)定位系統(tǒng)的手持終端依據(jù)待取工單依次點(diǎn)亮待取貨物，取料員取完點(diǎn)亮位置的貨物后，在手持終端點(diǎn)擊已取貨確認(rèn)鍵，系統(tǒng)會(huì)指向工單的下一筆待取貨物，并依據(jù)系統(tǒng)保存的對(duì)應(yīng)地址編碼控制多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，將定位光源指向下一個(gè)待取貨物。

本實(shí)用新型提出的光學(xué)定位系統(tǒng)，充分結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)技術(shù)、多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、光學(xué)準(zhǔn)直定位技術(shù)，開(kāi)創(chuàng)性地解決了智能倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)中的快速取貨目標(biāo)導(dǎo)向問(wèn)題。

與常規(guī)貨架安裝LED指示燈技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：1、極大減少各個(gè)貨架的LED硬件布線及點(diǎn)亮LED所需的配置的諸多控制電路板資源；2、因一個(gè)帶多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的定位光源可涵蓋很大一面貨柜區(qū)域，后續(xù)貨架擴(kuò)容變更很方便；3、非常方便后續(xù)設(shè)備維護(hù)，譬如針對(duì)上萬(wàn)種類(lèi)的貨物，若采用每個(gè)貨架配備對(duì)應(yīng)LED指示燈，將需準(zhǔn)備大量LED，若因硬件故障造成LED不能正常點(diǎn)亮，需要花很大精力進(jìn)行故障排查，而采用本實(shí)用新型提出的智能光學(xué)定位系統(tǒng)，若某個(gè)定位光源不能正常工作，會(huì)很快定位到故障節(jié)點(diǎn)，并能快速排查故障。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面對(duì)所需的附圖做簡(jiǎn)單介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型提供的一種智能光學(xué)定位系統(tǒng)示意框圖；

圖2是本實(shí)用新型針對(duì)多用戶(hù)同時(shí)操作而增加指示光源的的智能光學(xué)定位系統(tǒng)示意框圖；

圖3是本實(shí)用新型單個(gè)定位光源實(shí)際應(yīng)用的示意圖；

圖4是貨架編號(hào)示意圖；

圖5是多貨柜多套智能光學(xué)定位系統(tǒng)示意圖；

圖6是多方位運(yùn)動(dòng)控制臺(tái)不同角度投射定位光源示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及最佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1示出了本實(shí)用新型提供的一種智能光學(xué)定位系統(tǒng)示意框圖。

本實(shí)用新型所提出的智能光學(xué)定位系統(tǒng)，主要用于對(duì)貨架存放貨物的快速定位，通過(guò)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)貨柜的不同貨架進(jìn)行編號(hào)，并將定位光源依次設(shè)定不同定位地址編碼，使得這些地址編碼與不同編號(hào)的貨架進(jìn)行綁定，不同貨架在不同時(shí)期可存放不同種類(lèi)貨物，當(dāng)進(jìn)行存放貨物進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)錄入時(shí)，會(huì)將貨物相關(guān)資訊（譬如產(chǎn)品名稱(chēng)、料號(hào)、廠商等）與對(duì)應(yīng)貨架綁定，系統(tǒng)會(huì)先判定是已有料號(hào)物品還是重新創(chuàng)建的新品，若是已有料號(hào)物品的增補(bǔ)，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用該貨架對(duì)應(yīng)的定位光源地址編碼，及時(shí)指向該貨架，便于作業(yè)員及時(shí)找到該貨架并進(jìn)行補(bǔ)料，若是需重新創(chuàng)建的新品，系統(tǒng)會(huì)分配一個(gè)空閑的貨架給該物品，并調(diào)用對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)格定位光源的地址編碼信息，及時(shí)點(diǎn)亮該貨架對(duì)應(yīng)的定位光源，指引作業(yè)員將貨物存放至定位光源指向的貨架。

圖1所示為單個(gè)作業(yè)員出入庫(kù)的基本定位光源系統(tǒng)，1是控制系統(tǒng)，用來(lái)控制多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3的運(yùn)動(dòng)及定位光源2的打開(kāi)及關(guān)閉。因該使用情境是單個(gè)作業(yè)員，所以可不需圖2所示的指示光源4.

圖2所示是針對(duì)多作業(yè)員同時(shí)作業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)合，譬如工廠倉(cāng)庫(kù)取料，如果是多個(gè)作業(yè)員同時(shí)處理多個(gè)工單，此時(shí)需要啟用指示光源4，通過(guò)顯示不同顏色指示燈用以區(qū)分不同工單，譬如有3個(gè)作業(yè)員（譬如甲/乙/丙）執(zhí)行取料動(dòng)作，每個(gè)作業(yè)員手上會(huì)有一個(gè)智能平板或手機(jī)設(shè)備，在這些智能設(shè)備上顯示3種顏色（譬如紅R/綠G/藍(lán)B），這三種顏色對(duì)應(yīng)3個(gè)作業(yè)員的不同工單（譬如甲對(duì)應(yīng)紅色，乙對(duì)應(yīng)綠色，丙對(duì)應(yīng)藍(lán)色）。

當(dāng)作業(yè)員甲點(diǎn)擊圖3所示的智能終端6上工單對(duì)應(yīng)的物品時(shí)，指示光源4會(huì)顯示紅色，同時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)保存的定位光源坐標(biāo)，通過(guò)控制多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)至定位光源坐標(biāo)位置，開(kāi)啟定位光源2指向?qū)?yīng)貨架，指引甲及時(shí)取貨，當(dāng)甲取完工單上的一個(gè)貨物時(shí)，需要在智能終端6界面上點(diǎn)擊確認(rèn)鍵，系統(tǒng)將會(huì)指向工單下一個(gè)待取貨物。另外兩個(gè)作業(yè)員乙及丙因指示光源4會(huì)顯示不同顏色指示光源進(jìn)行區(qū)分，因而同時(shí)可以并行作業(yè)而不會(huì)干擾，若遇到兩個(gè)作業(yè)員同時(shí)使用同一定位光源時(shí)，可采取交替顯示方式完成定位功能或采取排隊(duì)等候方式，對(duì)于先到的需求，先顯示與即將取貨作業(yè)員手持終端同色的指示光源，而排隊(duì)等候的顏色在指示光源中以閃爍方式顯示。為便于取料員觀察指示光源，指示光源可采用環(huán)形多點(diǎn)分布方式便于取料員從不同角度觀察。

圖4是本實(shí)用新型所用貨架5編號(hào)示意圖，當(dāng)一個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)空間完成貨架及本發(fā)明所提出的智能光學(xué)定位系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)各貨架進(jìn)行編號(hào)，并同時(shí)對(duì)多個(gè)光學(xué)定位系統(tǒng)單元進(jìn)行編號(hào)，圖4所示是一個(gè)四行N列貨柜的示意圖，我們按矩陣編碼方式進(jìn)行編碼，最上面一行的貨架依次為11,12,13，…1N；第二行貨架依次為21，22，23，…2N；最下面一行貨架依次為41，42，43，…4N。譬如要設(shè)定圖4所示544位置，可通過(guò)智能終端界面控制多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的上下級(jí)左右運(yùn)動(dòng)控制按鈕，將定位光源照射在544所在位置，然后點(diǎn)擊保存定位坐標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)將544貨架位置與負(fù)責(zé)貨柜5的定位光源指向544時(shí)的定位坐標(biāo)進(jìn)行綁定，后續(xù)若查閱數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)現(xiàn)待取貨物存放在544貨架位置，則會(huì)調(diào)用綁定的對(duì)應(yīng)定位坐標(biāo)點(diǎn)亮定位光源照射544貨架。

圖5所示是多個(gè)貨柜多套智能光學(xué)定位系統(tǒng)示意圖，每套智能光學(xué)定位系統(tǒng)管理一定范圍內(nèi)的貨柜，不同的貨架大小及貨柜間距將決定所需的智能光學(xué)定位系統(tǒng)數(shù)量，若貨柜間距較大，將智能光學(xué)定位系統(tǒng)安置在兩貨柜之間，便可實(shí)現(xiàn)一套智能光學(xué)定位系統(tǒng)對(duì)這兩個(gè)貨柜相對(duì)的兩面貨架進(jìn)行定位照射，若貨柜間距較小，為便于定位光源進(jìn)行照射，最好由一個(gè)定位光源負(fù)責(zé)照射一面貨架，而不用照射兩面貨架。

圖6所示為多方位運(yùn)動(dòng)控制臺(tái)不同角度投射定位光源示意圖，分析了本發(fā)明在水平及垂直運(yùn)動(dòng)電控平臺(tái)基礎(chǔ)上增加了一個(gè)手動(dòng)機(jī)械調(diào)節(jié)方位平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)。手動(dòng)機(jī)械調(diào)節(jié)方位平臺(tái)便于使定位光源安裝在庫(kù)房頂部或貨柜上方側(cè)部等不同部位時(shí)能有最佳的空間分辨率。

以市面監(jiān)控云臺(tái)設(shè)備為例，通常底部是一個(gè)能360度旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)，然后再垂直底座平臺(tái)的平面內(nèi)有180度旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)，受機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)影響，垂直平面內(nèi)很難做到360度的旋轉(zhuǎn)，圖6所示的A面為水平旋轉(zhuǎn)的平面，L線束為垂直面可旋轉(zhuǎn)的定位光源，不妨稱(chēng)定位光源與360度旋轉(zhuǎn)的水平面A的夾角為θ，由圖中可看到當(dāng)0°<θ<45°（或135°<θ<180°）區(qū)間，定位光束掃描L1的區(qū)間有較高的空間分辨率，而當(dāng)45°<θ<135°區(qū)間，分辨率會(huì)較低，特別是θ接近90°時(shí)，定位光源L2所能定位的區(qū)域?qū)⑾蘅s為一個(gè)點(diǎn)，本發(fā)明提出的增加一個(gè)手動(dòng)機(jī)械調(diào)節(jié)方位平臺(tái)便于使定位光源安裝在庫(kù)房頂部或貨柜上方側(cè)部等不同部位時(shí)能有最佳的空間分辨率。這種靈活的調(diào)整方案，能夠讓無(wú)吊頂空間的倉(cāng)庫(kù)多了一個(gè)將定位光源裝置安裝在貨柜上方側(cè)部的選擇。

除了上述實(shí)施例中采用的指示光源，定位光源，多方位運(yùn)動(dòng)平臺(tái)外，還可增加影像功能，通過(guò)裝配攝像頭顯示定位單元所呈現(xiàn)的影像信號(hào)。

如上所述，本實(shí)用新型提出的智能光學(xué)定位系統(tǒng)帶來(lái)的有益效果是，在倉(cāng)儲(chǔ)貨柜或圖書(shū)館書(shū)架等貨架管理方面，能極大減少作業(yè)員貨物入庫(kù)及出庫(kù)時(shí)間，有效節(jié)省了人力成本，相比目前市面有些廠商給每個(gè)貨架配置LED顯示方案，本發(fā)明提出的方案成本低，后期維護(hù)方便，避免在貨架上進(jìn)行大量布線，有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。