[发明专利]一种搬运机器人进行离线码垛时有效码垛区域的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及搬运机器人离线码垛技术领域，具体是一种搬运机器人进行离线码垛时有效码垛区域的确定方法。

背景技术

搬运和码垛作业在现代企业的物流管理中占有重要地位。近年来，随着物流业的迅猛发展，研究机器人码垛技术具有十分重要的意义。使用机器人码垛搬运不仅可提高劳动生产率，降低生产成本，而且可以极大的保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度。

一般搬运机器人通过在线示教生成垛型，过程极为繁琐，并且占用大量设备时间，对极度追求效率的物流环节来说会形成很大的浪费，国内外解决此问题的方法是利用离线编程来生成。目前一些比较成熟的离线编程软件如GRASP仿真系统，OBCAD系统，这些软件已实现通用化，但是由于码垛作业有自己的特点，使用类似通用软件效率并不高，未必适合码垛作业的要求。

在码垛机器人码垛过程中，根据搬运机器人的功能需求，要求其能对不同的垛型都能进行码垛，系统在用户设置时候可以选择不同的垛型让机器人进行码垛。在在线示教的情况下，需要用户对奇数层和偶数层(通常为第一层和第二层)的每一步的位置信息进行示教，当离线编程时候，不需要示教那么多信息，只需要示教出托盘的位置，系统会自动提取垛型数据，根据托盘位置、垛型数据、以及根据设置要求计算出的所有的堆放位置点，生成工作文件。但是这种垛型数据文件比较复杂，它严格地定义了机器人的搬运次序，用户很难生成自己的垛型数据文件。尤其是现在工业产品的多样化，产品的尺寸变化比较大，这迫切要求用户能够根据不同尺寸的产品产生所需要的合理垛型。而目前市面上大部分码垛机器人系统只提供几个常见的垛型供用户选择，这极大地限制了机器人的功能。

除此之外，在构造离线垛型生成系统中，还面临很关键的一个问题，即货物摆放有效区域的确定。上层货物是摆放在下层货物的基础之上的，如何生成货物摆放的有效区域显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的问题是：针对搬运机器人进行离线码垛，用户需要自定义垛型数据文件的情况时，如何确定下层货物的有效区域，以进行上层货物的摆放。本发明提供一种搬运机器人进行离线码垛时有效码垛区域的确定方法，以满足用户对特定产品垛型的需求。本发明所提供的方法应用于垛型生成系统时，要求该层货物具有相同的高度。

一种搬运机器人进行离线码垛时有效码垛区域的确定方法，具体包括如下步骤：

步骤1：读取当前货物层中，各货物顶面的顶点坐标以及货物之间的相邻关系。

步骤2：从当前货物层中随机选择一个货物h，将该货物h顶面的四个顶点逆向排序，加入多边形A中。

步骤3：建立队列Q，将与货物h相邻的所有货物加入队列Q中。

步骤4：判断当前队列Q中是否还有货物，若有，从队列Q前端取出第一个货物，标记为C，将与货物C相邻的所有未加入队列Q且未被合并的货物加入队列Q中，货物C顶面的矩形也标记为C，矩形C的四个顶点逆向排序设为b₁b₂b₃b₄，然后执行步骤5；若队列Q中没有货物了，转步骤7执行。

步骤5：设当前多边形A的顶点逆向排序为a₁a₂a₃…a_n，n为多边形顶点个数，寻找当前多边形A与矩形C的相邻的边；步骤5具体包括如下子步骤。

步骤5.1：顺次从多边形A中取一条边a_ia_i+1，初始取边a₁a₂。

步骤5.2：标记当前所取的边为pq，p为起始点，q为终止点，开始进行相邻边的寻找。

步骤5.3：判断矩形C的4条边，是否存在与边pq共线且重叠的，若不存在，执行步骤5.5，若存在，设矩形C与边pq共线且重叠的边为ij，执行步骤5.4。

步骤5.4：若边pq与边ij共线且重叠，则边pq与边ij相邻，则：

若点p和点j在同一个顶点，点i位于点p和点q之间，则把点p标记为出去点，点p的下一个点指向点j，点j标记为重复点；

若点j位于点p和点q之间，点q位于点i和点j之间，则把点p标记为出去点，点p的下一个点指向点j；

若点i位于点p和点q之间，点p位于点i和点j之间，则把点p标记为出去点,置于点i和点j之间；点p的下一个顶点是pj方向边上的与点p最接近的多边形A与矩形C的交点；