[发明专利]一种用于搬运机器人的垛型生成方法

摘要

本发明公开一种用于搬运机器人的垛型生成方法，用于所有等高箱型或者袋型货物的码垛；其输入接口采用XML语法自定义的一种文件格式，包括垛型中托盘信息，产品信息，以及每层产品摆放信息，用户需要将其自定义垛型描绘成相应xml文档或文本文档，提交给上位机，上位机便能解析该格式的文档，并判断其数据的合理性，并生成工作文件。本发明的优点在于：判断过程简单。能快速判断任意两个箱型货物间的关系；且能提取矩形之间的相邻关系，进而减少判断的次数。在一个矩形集合中，为了保证所有的箱型货物矩形底面都不存在干涉情况，需要对集合中任意两个箱型货物进行判断。该算法在进行判断的同时，记住矩形间的相邻关系，从而减少判断的次数，提高效率。

主权项

一种用于搬运机器人的垛型生成方法，其特征在于：通过下述步骤完成：步骤1：生成垛型文档；用户输入自定义的垛型数据，包括托盘的长宽高、货物的长宽高、重量与型号、垛型层数、奇偶开关以及层号、层货物数以及层货物信息；层货物信息包括所述层货物信息包括各个货物的货物号、底面各个顶点号、以托盘坐标下的旋转角与底面各顶点坐标；将所有货物的货物信息存储为相应的XML垛型文档或文本垛型文档，发送给上位机；步骤2:通过上位机解析垛型文档，并判断任意两个箱型货物底面是否发生重叠、干扰；A、以箱型货物A底面四条边建立新坐标系；令箱型货物A底面矩形四个顶点分别为a、b、c、d，则四条边分别为ab、bc、cd与ad，其中ab为货物宽所在边，bc为货物长所在边；以垛型中的任意一个箱型货物A底面的两条相邻边ab、bc交点b作为新坐标系原点O，建立新坐标系O（x、y）；使箱型货物A底面边ab落在为x轴正方向上，bc落在y轴正方向上，由此使箱型货物A底面所有区域落在新坐标系的第一象限内；B、获得箱型货物B底面在新坐标系下四个顶点的坐标；根据垛型数据中输入的任意箱型货物B底面的第i个顶点的坐标（xi、yi），通过公式： x i ′ = x i · cos ( n ) + y i · sin ( n ) y i ′ = - x i · sin ( n ) + y i · cos ( n ) 得到箱型货物B底面在新坐标系O（x、y）下四个顶点的坐标，式中，n为箱型货物B底面在新坐标系O（x、y）下的旋转角度，通过B在托盘坐标下的旋转角减去A在托盘坐标下的旋转角获得；C、判断箱型货物A与箱型货物B间是否发生叠加、干涉；①、新坐标系区域划分；将新坐标系下的箱型货物A底面四条侧边延伸，由此将新坐标系所在平面分割为9个区域，此时箱型货物A底面为中心区域，令其为区域4，则令由区域4左下方区域开始逆时针绕区域4的各个区域分别为区域0、1、2、5、6、7、8、3，并对箱型货物B底面各点在新坐标系下的位置进行标记；②、箱型货物A与箱型货物B间绝对干涉判断；若箱型货物B底面一个顶点位于区域4内或两个顶点分别位于区域3与5、区域7与1中或四个顶点分别位于区域0、2、6、8中时，则矩形货物B与矩形货物A发生干涉，则返回步骤1重新输入垛型数据；③箱型货物A与箱型货物B间特殊干涉判断；若箱型货物B底面中四个顶点落在区域0、3、6、7、8，则箱型货物B底面斜率为正数的两条边与y轴交点纵坐标小于箱型货物A底面边ab的长度时，矩形货物B与矩形货物A发生干涉，则返回步骤1重新输入垛型数据；若箱型货物B底面中四个顶点落在区域0、1、2、5、8时，则箱型货物B底面斜率为正数的两条边与x轴交点纵坐标小于箱型货物A底面边bc的长度时，矩形货物B与矩形货物A发生干涉，则返回步骤1重新输入垛型数据；若箱型货物B底面中四个顶点落在区域2、5、6、7、8时，则箱型货物B底面斜率为正数的两条边与x轴交点横或纵坐标小于箱型货物A底面边bc或ab的长度时，矩形货物B与矩形货物A发生干涉，则返回步骤1重新输入垛型数据；若箱型货物B底面中四个顶点落在区域0、1、2、3、6中时，则箱型货物B底面斜率为负数的两条边与y轴交点的纵坐标大于0时，则矩形货物B与矩形货物A发生干涉，则返回步骤1重新输入垛型数据；步骤3：对箱型货物A与货物B进行相邻检测；分别对箱型货物A与箱型货物B底面4条边相互进行判断，令箱型货物A底面一条边为L1，箱型货物B底面一条边为L2，则若L2有一个端点在L1中，则箱型货物A与箱型货物B相邻；若L1与L2有一个端点重合，如果另外两个端点在重合点同一边，则箱型货物A与箱型货物B相邻；若L1在L2中，则箱型货物A与箱型货物B相邻；步骤4：对除箱型货物A与箱型货物B外的箱型货物与货物A间的干涉判断；当箱型货物A与箱型货物B不发生干涉时，若沿箱型货物B底面中心指向底面一条边L2的方向远离箱型货物A，且此边L2的延长线与箱型货物A底面矩形不相交，则若箱型货物C底面一条边L3与箱型货物B的边L2相邻，则箱型货物C与箱型货物A不发生干涉，由此与C的边L2相邻的箱型货物均与A不发生干涉。