1.本发明涉及偏差检测技术领域，特别是涉及一种仓储物料垛堆偏差检测方法、装置及系统。
背景技术：2.仓储运输过程中，经常需要将仓储物料(料箱等)进行码垛后进行运输，码垛作业一般由无论是机械臂码垛还是人工搬运码垛，都不可避免的会产生码垛位置偏差，如果不及时发现，有可能导致运行过程中码垛坍塌，货物掉落伤人的风险，因此有必要对码垛后的垛堆进行偏差检测。
3.现有技术中，专利cn210376689u公开了一种检测货架结构件偏移信息的检测装置，其通过激光器进行点检测以检测货架是否发生较大偏斜，及时发现货架的倾覆风险。该方案的技术应用至垛堆检测中的话，通过点检测方式，检测不够全面，无法排除其他位置的风险。
4.专利cn216189289u公开了一种防干扰激光定位码垛机，其移动大架和升降码垛层表面均设有两个以上的激光雷达，在码垛过程中，通过激光雷达发射的激光在空间的飞行距离计算和目标牌的相对位置，避免了打滑和滑动造成的误差，也避免谐波干扰，该装置对于码垛装置的结构限制较大，对于普通码垛机器人码堆过程难以检测，适用性差，且该方案是通过测距确定位置的方式确定物品是否码放好，检测效率低。
5.专利cn209416286u通过通过将光电开关和反射板结合确定待码垛物垛高，可以使确定的待码垛物垛高更加准确，该方案仍是点检测方式，检测不全面，且目的在于使垛高更精确。
技术实现要素：6.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够全面检测垛堆侧部的偏差、通用性好的仓储物料垛堆偏差检测方法、装置及系统。
7.技术方案：为实现上述目的，本发明的一种仓储物料垛堆偏差检测方法，所述方法包括：
8.获取每个面扫描单元的扫描数据；其中，所述面扫描单元的数量为多个，分别用于扫描被检测垛堆的每个侧部；本步骤中，一般被检测垛堆的侧部数量为四个，也即对应于四个面扫描单元，每个面扫描单元的检测面均为竖置平面，四个面扫描单元对应的四个检测面之间形成一个容置垛堆的容置井，检测时，被检测垛堆置于所述容置井内。
9.判断所述扫描数据是否存在异常数据，得到判断结果；
10.当所述判断结果为是，执行第一处理流程；
11.当所述判断结果为否，执行第二处理流程。
12.进一步地，所述获取每个面扫描单元的扫描数据之前还包括：
13.获取被检测垛堆的理论尺寸；
14.根据所述理论尺寸确定各所述面扫描单元的目标位置；
15.驱动各所述面扫描单元对应的调整单元运转，以使得各所述面扫描单元到达目标位置。
16.进一步地，所述根据所述理论尺寸确定各所述面扫描单元的目标位置包括：
17.根据所述理论尺寸与最大允许偏差值计算对应于各侧部的检测面的位置；
18.根据所述检测面的位置计算所述面扫描单元的位置。
19.进一步地，所述获取每个面扫描单元的扫描数据之前还包括：
20.调度运载装置将被检测垛堆运载至检测点；
21.对应地，所述执行第二处理流程包括：
22.调度运载装置将被检测垛堆运载移出所述检测点并运载至目标位置。
23.进一步地，所述判断所述扫描数据是否存在异常数据包括：
24.判断所述扫描数据中包含的每个距离数值是否落入预定的数值范围之内，是则说明所述扫描数据存在异常数据。面扫描单元对检测面完成一个周期的扫描后，得到一个点阵数据序列，点阵数据序列中的每个数据均为对应于一个特定角度的距离数值，控制系统的存储器中预先存储对应于每个特定角度的数值范围，控制系统判断点阵数据序列中每个距离数值是否落在对应的数值范围内，是则说明该距离数值为异常数据，只要存在一个异常数据，则说明垛堆的侧部与检测面存在干涉现象，垛堆的堆放不满足要求。
25.进一步地，所述执行第一处理流程具体为：
26.向人工输出提示信息。此处，向人工输出的提示信息的内容包括事件信息、异常位置所在的侧部方位、异常位置的具体坐标等，事件信息为偏差超出范围，异常位置所在的侧部方位代表了垛堆那个侧部存在异常，异常位置的具体坐标代表了垛堆的侧部与检测面干涉的详细位置。另外，系统可通过可视化界面直观输出提示信息，并可将异常位置在垛堆图像中直观标出，以方便人工处理。
27.进一步地，所述执行第一处理流程具体为：
28.向处理装置输出任务信息。此处，处理装置为码垛机器人等码垛装置，任务信息包括异常位置所在的侧部方位、异常位置的具体坐标等。
29.一种仓储物料垛堆偏差检测装置，其包括：
30.数据获取模块，其用于获取每个面扫描单元的扫描数据；其中，所述面扫描单元的数量为多个，分别用于扫描被检测垛堆的每个侧部；一般被检测垛堆的侧部数量为四个，也即对应于四个面扫描单元，每个面扫描单元的检测面均为竖置平面，四个面扫描单元对应的四个检测面之间形成一个容置垛堆的容置井，检测时，被检测垛堆置于所述容置井内。
31.判断模块，其用于判断所述扫描数据是否存在异常数据，得到判断结果；
32.第一执行模块，其用于在所述判断结果为是时，执行第一处理流程；
33.第二执行模块，其用于在所述判断结果为否时，执行第二处理流程。
34.一种仓储物料垛堆偏差检测系统，其包括面扫描单元、调整单元以及上述的仓储物料垛堆偏差检测装置；
35.所述面扫描单元与被检测垛堆的侧部的数量相等且两者一一对应设置；每个所述面扫描单元均对应一个用于调节其位置的所述调整单元。
36.进一步地，还包括运载装置。
37.有益效果：本发明的仓储物料垛堆偏差检测方法、装置及系统，通过面扫描单元对检测面进行扫描，并通过判断扫描数据中是否有异常数据以判断垛堆侧部与扫描面是否干涉，可一次性排查构成垛堆的所有物料的偏差情况，检测效率高，且适应性强。
附图说明
38.图1为仓储物料垛堆偏差检测系统的构成图；
39.图2为仓储物料垛堆偏差检测系统的结构图；
40.图3为仓储物料垛堆偏差检测方法的流程示意图；
41.图4为仓储物料垛堆偏差检测装置的构成示意图。
具体实施方式
42.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
43.本发明之仓储物料垛堆偏差检测方法基于如图1所示的仓储物料垛堆偏差检测系统，系统包括检测装置a、运载装置b以及用于实施以下仓储物料垛堆偏差检测方法的控制系统。
44.如图2所示，检测装置a包括面扫描单元a01与调整单元a02，所述面扫描单元a01与被检测垛堆的侧部的数量相等且两者一一对应设置；每个所述面扫描单元a01均对应一个用于调节其位置的调整单元a02。面扫描单元a01能够发射出检测光(可以是可见光或不可见光)，并接收检测光经外界物体反射后的反射光，且面扫描单元a01的发光单元能够旋转运动以对整个检测面进行扫描。优选地，面扫描单元a01为激光雷达，调整单元a02为直线模组。
45.运载装置b用于将码垛完成的栈板从码垛位置运载至检测点，检测装置a的面扫描单元a01及调整单元a02安装在检测点的上方，运载装置b可以是搬运机器人、牵引机器人等形式。图示为搬运机器人，且搬运机器人通过运输架c搬运栈板，搬运机器人通过二维码导航方式运动，在码垛位置与检测点的地面上均设置有二维码，搬运机器人上安装有朝下设置的相机。
46.实际作业过程中，调度运载装置b通过二维码导航方式运动至码垛位置并通过二维码在相机获取的图像中的位置对运载装置b的姿态进行调整。上述过程中可以有两种情形，第一种：运载装置b可带着空的运输架c至码垛位置接受码垛(码垛位置的码垛机器人将栈板与仓储物流放置到运输架c上)；第二种：码垛位置上原先放有运输架c，运输架c上具有栈板，栈板上载有码放好的垛堆，运载装置b运动至码垛位置后将码垛位置上的运输架c顶起。此后，调度运载装置b带着载有垛堆的运输架c通过二维码导航方式运动至检测点，通过检测点的二维码确定位置并借助二维码在相机获取的图像中的位置对运载装置b的姿态进行调整。在检测完成后，若检测合格，则调度运载装置b通过二维码导航方式离开检测点并前往目标位置，在目标位置位置，通过叉车将运输架c上的栈板叉取下来。
47.上述面扫描单元a01、调整单元a02以及运载装置b均与控制系统通信连接，此处控制系统是一个统称，其可以包含多个处理器、存储器等核心单元，每个处理器分别执行各自的任务且处理器之间能够通信交互，如上述系统中，控制系统可以包含调度运载装置b运行的调度中心以及连接面扫描单元a01与调整单元a02的控制模块，调度中心与控制模块之间
能够进行通信交互。
48.基于上述检测系统，如图3所示，本发明之仓储物料垛堆偏差检测方法包括如下步骤s101-s104：
49.步骤s101，获取每个面扫描单元a01的扫描数据；其中，所述面扫描单元a01的数量为多个，分别用于扫描被检测垛堆的每个侧部；
50.本步骤中，一般被检测垛堆的侧部数量为四个，也即对应于四个面扫描单元a01，每个面扫描单元a01的检测面均为竖置平面，四个面扫描单元a01对应的四个检测面之间形成一个容置垛堆的容置井，检测时，被检测垛堆置于所述容置井内。若垛堆的码放符合要求，垛堆的每个侧部与对应于该侧部的检测面均具有间隙。
51.步骤s102，判断所述扫描数据是否存在异常数据，得到判断结果；
52.本步骤中，判断是否存在异常数据即判断垛堆的各个侧部是否与对应位置的面扫描单元a01的检测面干涉，若产生干涉，垛堆中的物料会面扫描单元a01发出的检测光产生遮挡，即会产生异常数据。
53.步骤s103，当所述判断结果为是，执行第一处理流程；
54.本步骤中，第一处理流程可以是向人工或处理装置输出信息或指令的流程。若向人工输出提示信息，输出的提示信息的内容包括事件信息、异常位置所在的侧部方位、异常位置的具体坐标等，事件信息为偏差超出范围，异常位置所在的侧部方位代表了垛堆那个侧部存在异常，异常位置的具体坐标代表了垛堆的侧部与检测面干涉的详细位置。另外，系统可通过可视化界面直观输出提示信息，并可将异常位置在垛堆图像中直观标出，以方便人工处理。若向码垛机器人等处理装置输出任务信息，任务信息包括异常位置所在的侧部方位、异常位置的具体坐标等，后续可调度码垛机器人根据异常位置对组成垛堆的物料进行部分拆垛，并重新码放。
55.步骤s104，当所述判断结果为否，执行第二处理流程。
56.本步骤中，由于使用运载装置b使被检测垛堆进入、离开检测点，因此，上述步骤s101之前还包括如下步骤：调度运载装置b将被检测垛堆运载至检测点；对应地，第二处理流程具体为：调度运载装置b将被检测垛堆运载移出所述检测点并运载至目标位置。
57.上述步骤s101-s104中，通过多个面扫描单元a01同时对各检测面进行扫描，可同时对垛堆各侧部进行检测，检测全面，可有效防止垛堆麻烦偏差大或垛堆倾斜等情况发生。
58.由于进出库时仓储物料的尺寸规格千差万别，因此码垛后的垛堆的尺寸一般也不相同，因此，优选地，上述步骤s101中所述获取每个面扫描单元a01的扫描数据之前还包括如下步骤s201-s203：
59.步骤s201，获取被检测垛堆的理论尺寸；理论尺寸由人工预先输入，或由控制系统预先计算并存储在存储器内，也可以是从其他系统中查询或调取而来。
60.步骤s202，根据所述理论尺寸确定各所述面扫描单元a01的目标位置；
61.步骤s203，驱动各所述面扫描单元a01对应的调整单元a02运转，以使得各所述面扫描单元a01到达目标位置。
62.上述步骤s201-s203中，根据理论尺寸控制调整单元a02调整面扫描单元a01的位置，可有效适应不同尺寸规格的垛堆，使得检测系统具有很强的适应性。
63.上述步骤s202中所述根据所述理论尺寸确定各所述面扫描单元a01的目标位置包
括如下步骤s301-s302：
64.步骤s301，根据所述理论尺寸与最大允许偏差值计算对应于各侧部的检测面的位置；
65.步骤s302，根据所述检测面的位置计算所述面扫描单元a01的位置。
66.上述步骤s301-s302也即在理论尺寸的基础上，将理想垛堆的侧面外移最大允许偏差值得到检测面，再根据检测面确定面扫描单元a01的位置。
67.优先地，步骤s103中所述判断所述扫描数据是否存在异常数据包括：判断所述扫描数据中包含的每个距离数值是否落入预定的数值范围之内，是则说明所述扫描数据存在异常数据。面扫描单元a01对检测面完成一个周期的扫描后，得到一个点阵数据序列，点阵数据序列中的每个数据均为对应于一个特定角度的距离数值，控制系统的存储器中预先存储对应于每个特定角度的数值范围，控制系统判断点阵数据序列中每个距离数值是否落在对应的数值范围内，是则说明该距离数值为异常数据，只要存在一个异常数据，则说明垛堆的侧部与检测面存在干涉现象，垛堆的堆放不满足要求。
68.此外，由于上述运载装置b在码垛位置与检测点定位停靠时，不可避免会存在位置偏差，为了避免运载装置b停靠的位置偏差后续对垛堆的检测产生影响，上述步骤s101之前还包括如下步骤s401-s402：
69.步骤s401，当所述运载装置b在所述码垛位置停靠后，根据所述运载装置b上相机获取的包含二维码的图像，计算所述运载装置b相对于所述码垛位置的第一停靠偏差；
70.步骤s402，当所述运载装置b在所述检测点停靠后，根据所述运载装置b上相机获取的包含二维码的图像，计算所述运载装置b相对于所述检测点的第二停靠偏差；
71.步骤s403，根据所述第一停靠偏差与所述第二停靠偏差得到总停靠偏差，并根据所述总停靠偏差计算对应于各所述面检测单元的位置补偿值，根据所述位置补偿值驱动各所述调节单元运转对各所述面检测单元的位置进行修正。
72.通过上述步骤，检测每一个垛堆之前，均根据实际情况对面检测单元的位置进行补充修正一次，可有效避免运载装置b停靠的位置偏差导致的误检测。
73.本发明还提供了一种仓储物料垛堆偏差检测装置500(以下简称：偏差检测装置500)，偏差检测装置500可以包括或被分割成一个或多个程序模块，一个或者多个程序模块被存储于存储介质中，并由一个或多个处理器所执行，以完成本发明，并可实现上述偏差检测装置500。本发明实施例所称的程序模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序本身更适合于描述偏差检测装置500在存储介质中的执行过程。以下描述将具体介绍本实施例各程序模块的功能，如图4所示，其包括：
74.数据获取模块501，其用于获取每个面扫描单元a01的扫描数据；其中，所述面扫描单元a01的数量为多个，分别用于扫描被检测垛堆的每个侧部；
75.判断模块502，其用于判断所述扫描数据是否存在异常数据，得到判断结果；
76.第一执行模块503，其用于在所述判断结果为是时，执行第一处理流程；
77.第二执行模块504，其用于在所述判断结果为否时，执行第二处理流程。
78.其他基于偏差检测装置500实现上述仓储物料垛堆偏差检测方法的内容在之前实施例中已经详细介绍，可参考之前实施例中的对应内容，此处不再赘述。
79.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种仓储物料垛堆偏差检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取每个面扫描单元的扫描数据；其中，所述面扫描单元的数量为多个，分别用于扫描被检测垛堆的每个侧部；判断所述扫描数据是否存在异常数据，得到判断结果；当所述判断结果为是，执行第一处理流程；当所述判断结果为否，执行第二处理流程。2.根据权利要求1所述的仓储物料垛堆偏差检测方法，其特征在于，所述获取每个面扫描单元的扫描数据之前还包括：获取被检测垛堆的理论尺寸；根据所述理论尺寸确定各所述面扫描单元的目标位置；驱动各所述面扫描单元对应的调整单元运转，以使得各所述面扫描单元到达目标位置。3.根据权利要求2所述的仓储物料垛堆偏差检测方法，其特征在于，所述根据所述理论尺寸确定各所述面扫描单元的目标位置包括：根据所述理论尺寸与最大允许偏差值计算对应于各侧部的检测面的位置；根据所述检测面的位置计算所述面扫描单元的位置。4.根据权利要求1所述的仓储物料垛堆偏差检测方法，其特征在于，所述获取每个面扫描单元的扫描数据之前还包括：调度运载装置将被检测垛堆运载至检测点；对应地，所述执行第二处理流程包括：调度运载装置将被检测垛堆运载移出所述检测点并运载至目标位置。5.根据权利要求1所述的仓储物料垛堆偏差检测方法，其特征在于，所述判断所述扫描数据是否存在异常数据包括：判断所述扫描数据中包含的每个距离数值是否落入预定的数值范围之内，是则说明所述扫描数据存在异常数据。6.根据权利要求1所述的仓储物料垛堆偏差检测方法，其特征在于，所述执行第一处理流程具体为：向人工输出提示信息。7.根据权利要求6所述的仓储物料垛堆偏差检测方法，其特征在于，所述执行第一处理流程具体为：向处理装置输出任务信息。8.一种仓储物料垛堆偏差检测装置，其特征在于，其包括：数据获取模块，其用于获取每个面扫描单元的扫描数据；其中，所述面扫描单元的数量为多个，分别用于扫描被检测垛堆的每个侧部；判断模块，其用于判断所述扫描数据是否存在异常数据，得到判断结果；第一执行模块，其用于在所述判断结果为是时，执行第一处理流程；第二执行模块，其用于在所述判断结果为否时，执行第二处理流程。9.一种仓储物料垛堆偏差检测系统，其特征在于，其包括面扫描单元、调整单元以及权利要求8所述的仓储物料垛堆偏差检测装置；
所述面扫描单元与被检测垛堆的侧部的数量相等且两者一一对应设置；每个所述面扫描单元均对应一个用于调节其位置的所述调整单元。10.根据权利要求9所述的仓储物料垛堆偏差检测系统，其特征在于，还包括运载装置。
技术总结本发明公开了一种仓储物料垛堆偏差检测方法、装置及系统，其中方法包括获取每个面扫描单元的扫描数据；判断所述扫描数据是否存在异常数据，得到判断结果；当所述判断结果为是，执行第一处理流程；当所述判断结果为否，执行第二处理流程。本发明的仓储物料垛堆偏差检测方法、装置及系统，通过面扫描单元对检测面进行扫描，并通过判断扫描数据中是否有异常数据以判断垛堆侧部与扫描面是否干涉，可一次性排查构成垛堆的所有物料的偏差情况，检测效率高，且适应性强。且适应性强。且适应性强。
技术研发人员：沈科 钟芳明 赵广志
受保护的技术使用者：牧星机器人（江苏）有限公司
技术研发日：2022.06.21
技术公布日：2022/11/1
