利索能及
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专利号: 2024108185688
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能化的线缆盘具自动堆放系统,其特征在于:包括数据分析单元(1)、数量和横纵位置单元(2)、自动堆放单元(3)、数据判断单元(4)、堆放位置优化单元(5);

所述数据分析单元(1)利用摄像头拍摄出线缆盘具的图像数据和堆放区域相关数据并分析出线缆盘具的特点,再根据堆放区域相关数据和分析的线缆盘具特点数据进行堆放空间限制的分析;

所述数据分析单元(1)利用摄像头拍摄出线缆盘具的图像数据和堆放区域相关数据,并根据线缆盘具的图像数据分析出线缆盘具的重量、尺寸、形状和材质的特点,再根据堆放区域相关数据和分析的线缆盘具特点数据进行堆放空间限制的分析;

所述数量和横纵位置单元(2)用于接收数据分析单元(1)中的数据并计算出线缆盘具在单层内堆放的数量,再根据计算的单层堆放数量进行单层内线缆盘具横轴纵轴中心位置的计算;

所述数量和横纵位置单元(2)包括单层堆放数量模块(21)和横纵位置中心模块(22);

所述单层堆放数量模块(21)用于接收数据分析单元(1)中分析的线缆盘具特点数据和分析的堆放空间限制数据,并根据分析的线缆盘具特点数据和分析的堆放空间限制数据计算出线缆盘具在单层内堆放的数量,按照从左到右和从前向后的网格方式并计算出线缆盘具在单层内从左到右和从前向后的堆放数量,再根据计算的从左到右单层堆放数量和计算的从前向后单层堆放数量进行单层内堆放总数量的计算;

计算的单层堆放数量包括计算的从左到右单层堆放数量和计算的从前向后单层堆放数量;

所述横纵位置中心模块(22)用于接收数据分析单元(1)中分析的线缆盘具特点数据、分析的堆放空间限制数据和单层堆放数量模块(21)中计算的单层堆放数量,并根据分析的线缆盘具特点数据、分析的堆放空间限制数据和计算的单层堆放数量进行单层内线缆盘具横轴纵轴中心位置的计算;

所述横纵位置中心模块(22)中计算单层内线缆盘具横轴纵轴中心位置的实现步骤:

L1、首先收集分析的线缆盘具特点数据 、分析的堆放空间限制数据 和计算的单层堆放数量 ,并根据分析的线缆盘具特点数据 获得线缆盘具的直径 和线缆盘具的宽度 ,再根据分析的堆放空间限制数据 获得线缆盘具之间的安全距离 、堆放空间的长度 ;

L2、计算的单层堆放数量 包括计算的从左到右单层堆放数量 和计算的从前向后单层堆放数量 ,并利用线缆盘具的直径 与线缆盘具之间的安全距离 进行单层内线缆盘具横轴中心位置的计算,并获得计算的单层内线缆盘具横轴中心位置 ,具体算法公式:;

其中,指的是线缆盘具的横向的编号,从0开始, 指的是第一个线缆盘具的编号,指的是第二个线缆盘具的编号,以此类推;

L3、利用线缆盘具的宽度 与线缆盘具之间的安全距离 进行单层内线缆盘具纵轴中心位置的计算,并获得计算的单层内线缆盘具纵轴中心位置 ,具体算法公式:;

其中,j指的是线缆盘具的纵向的编号,从0开始, 指的是第一个线缆盘具的编号,指的是第二个线缆盘具的编号,以此类推;

L4、根据计算的单层内线缆盘具横轴中心位置 和计算的单层内线缆盘具纵轴中心位置 获得单层内的第 个线缆盘具的中心位置 ,是 的索引,表示沿着横向的位置编号,取值范围是 ,是 的索引,表示沿着纵向的位置编号,取值范围是,和 表示不同维度的编号,一个是横向的编号,一个是纵向的编号,和 在这两个表达式中并不相等;

所述自动堆放单元(3)用于接收数据分析单元(1)中的数据和数量和横纵位置单元(2)中计算的线缆盘具横轴纵轴中心位置数据进行线缆盘具堆放高度限制的计算和线缆盘具高度位置的计算,再根据计算的线缆盘具高度位置和计算的线缆盘具横轴纵轴中心位置组合成线缆盘具的实际中心堆放位置并进行自动堆放;

所述自动堆放单元(3)包括高度限制模块(31)和堆放位置模块(32);

所述高度限制模块(31)用于接收数据分析单元(1)中分析的线缆盘具特点数据和分析的堆放空间限制数据,并根据分析的线缆盘具特点数据和分析的堆放空间限制数据进行线缆盘具堆放高度限制的计算,再根据计算的线缆盘具堆放高度限制数据和分析的堆放空间限制数据分析出线缆盘具的堆放层数;

计算线缆盘具堆放高度限制的实现步骤:

首先收集分析的线缆盘具特点数据 和分析的堆放空间限制数据 并获取缆盘具的直径 和向上堆放高度的限制 ,再利用缆盘具的直径 和向上堆放高度的限制 进行线缆盘具堆放高度限制的计算,并获得计算的计算的线缆盘具堆放高度限制数据 ,具体算法公式:;

其中,当 的值存在小数时,对 进行向下取整数,取不大于 实际值的最大整数;

线缆盘具的堆放层数的实现原理:

首先收集分析的堆放空间限制数据并获取最大堆放层数 ,再利用计算的线缆盘具堆放高度限制数据 和最大堆放层数 获得线缆盘具的堆放层数 ,具体算法公式:;

其中, 指的是利用最大堆放层数 与计算的线缆盘具堆放高度限制

数据 进行比较,取比较结果小的数值;

所述堆放位置模块(32)用于接收数据分析单元(1)中分析的线缆盘具特点数据和横纵位置中心模块(22)中计算的线缆盘具横轴纵轴中心位置数据,并根据分析的线缆盘具特点数据进行线缆盘具高度位置的计算,再根据计算的线缆盘具高度位置和计算的线缆盘具横轴纵轴中心位置组合成线缆盘具的实际中心堆放位置,并利用机械臂或机器人根据线缆盘具的实际中心堆放位置进行线缆盘具的自动堆放;

计算线缆盘具高度位置的实现原理:

首先收集分析的线缆盘具特点数据并获取缆盘具的直径 ,再利用获取缆盘具的直径进行线缆盘具高度位置的计算,并获得计算的线缆盘具高度位置 ,具体算法公式:;

其中,k表示线缆盘具的层数,k的取值范围为[0, ‑1];

所述数据判断单元(4)用于接收自动堆放单元(3)中线缆盘具的实际中心堆放位置并利用摄像头拍摄线缆盘具从上到下的堆放图像,再根据堆放图像中线缆盘具分析的中点位置进行线缆盘具的实际中心堆放位置存在偏差问题的判断;

所述堆放位置优化单元(5)用于接收数据判断单元(4)实际中心堆放位置存在偏差的命令数据,并从数据分析单元(1)中采取数据进行线缆盘具堆放位置的优化。

2.根据权利要求1所述的智能化的线缆盘具自动堆放系统,其特征在于:所述数据判断单元(4)用于接收堆放位置模块(32)中线缆盘具的实际中心堆放位置,并利用摄像头根据线缆盘具的实际中心堆放位置拍摄线缆盘具从上到下的堆放图像,再对堆放图像中线缆盘具进行中点位置的分析,根据最下面线缆盘具所对应分析的中点位置,并对分析的中点位置数据从下往上作垂直线,将堆放图像中从下往上所有线缆盘具所对应的分析的中点位置进行相连成一条直线,再利用垂直线与直线进行重合情况的判断。

3.根据权利要求1所述的智能化的线缆盘具自动堆放系统,其特征在于:所述数据判断单元(4)中具体判断情况包括:情况①、当垂直线与直线重合时,说明堆放的线缆盘具不存在堆放倾斜,则线缆盘具的实际中心堆放位置不存在偏差问题;

情况②、当垂直线和与直线不重合时,说明堆放的线缆盘具存在堆放倾斜,则线缆盘具的实际中心堆放位置存在偏差问题,将实际中心堆放位置存在偏差的命令数据传入堆放位置优化单元(5)中。

4.根据权利要求1所述的智能化的线缆盘具自动堆放系统,其特征在于:所述堆放位置优化单元(5)用于接收数据判断单元(4)实际中心堆放位置存在偏差的命令数据,当接收到实际中心堆放位置存在偏差的命令数据时,堆放位置优化单元(5)从数据分析单元(1)中采取线缆盘具的图像数据、堆放区域相关数据、分析的线缆盘具特点数据和分析的堆放空间限制数据,并利用计算机视觉技术根据线缆盘具的图像数据、堆放区域相关数据、分析的线缆盘具特点数据和分析的堆放空间限制数据进行线缆盘具堆放位置的优化,将优化的线缆盘具堆放位置传入堆放位置模块(32)中,所述堆放位置模块(32)接收堆放位置优化单元(5)中优化的线缆盘具堆放位置并进行自动堆放。