本發(fā)明涉及化纖落絲，具體涉及一種基于amr小車的落絲方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、化纖行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大、工藝流程復(fù)雜，需要對(duì)落絲工程進(jìn)行全面的控制和管理，同時(shí)，化纖行業(yè)對(duì)產(chǎn)能、質(zhì)量、成本、效率等方面有很高的要求，當(dāng)前化纖市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，市場(chǎng)需求不斷變化，化纖企業(yè)需要快速的響應(yīng)市場(chǎng)需求，企業(yè)往往也會(huì)通過(guò)提高工藝流程的合理性和自動(dòng)化水平來(lái)增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)力，因此，客戶希望能夠使用一款高效、智能、易于操作的落絲工藝調(diào)度系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并降低成本。

2、當(dāng)前落絲工藝大多使用agv進(jìn)行取絲，但是只是對(duì)agv從卷繞機(jī)取絲的機(jī)械部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，沒(méi)有提出可利用agv進(jìn)行整個(gè)落絲工藝的實(shí)現(xiàn)，更沒(méi)有針對(duì)agv在整個(gè)車間行動(dòng)過(guò)程中的定位算法，而且實(shí)際情況agv不能自動(dòng)避障，而落絲車間一般環(huán)境非常復(fù)雜，人員走動(dòng)以及載絲車等的隨意擺放，導(dǎo)致agv并不能真正高效和智能的實(shí)現(xiàn)落絲工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于amr小車的落絲方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，只是對(duì)agv從卷繞機(jī)取絲且只對(duì)其機(jī)械部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，沒(méi)有提出可利用agv進(jìn)行整個(gè)落絲工藝的實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題；同時(shí)解決沒(méi)有針對(duì)agv在整個(gè)車間行動(dòng)過(guò)程中的定位算法，而且實(shí)際情況agv不能自動(dòng)避障，而落絲車間一般環(huán)境非常復(fù)雜，人員走動(dòng)以及載絲車等的隨意擺放，導(dǎo)致agv并不能真正高效和智能的實(shí)現(xiàn)落絲工藝的問(wèn)題。

2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種基于amr小車的落絲方法，所述方法包括：

3、待落絲的落筒卷繞機(jī)向上位機(jī)發(fā)送呼叫信號(hào)，所述呼叫信號(hào)包括生產(chǎn)線編號(hào)、卷繞機(jī)位置、絲錠規(guī)格、批號(hào)以及管色；

4、所述上位機(jī)接收呼叫信號(hào)后，對(duì)所述呼叫信號(hào)進(jìn)行解析，根據(jù)所述卷繞機(jī)位置得到取絲點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)所述生產(chǎn)線編號(hào)、絲錠規(guī)格、批號(hào)以及管色獲取存放終點(diǎn)坐標(biāo)；

5、所述上位機(jī)獲取當(dāng)前車間內(nèi)所有amr機(jī)器人的初始位置信息、電量、任務(wù)隊(duì)列以及設(shè)備狀態(tài)；

6、所述上位機(jī)根據(jù)所有amr機(jī)器人的初始位置信息、電量、任務(wù)隊(duì)列以及設(shè)備狀態(tài)選擇執(zhí)行落絲任務(wù)的amr機(jī)器人，并向選定的amr機(jī)器人發(fā)送任務(wù)指令；

7、所述選定的amr機(jī)器人接收任務(wù)指令后，通過(guò)車間部署的uwb基站信號(hào)和定位算法動(dòng)態(tài)計(jì)算自身實(shí)時(shí)位置，并發(fā)送給所述上位機(jī)；

8、所述上位機(jī)接收選定的amr機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置后，基于預(yù)先導(dǎo)入的車間地圖和障礙物分布，規(guī)劃所述選定的amr機(jī)器人當(dāng)前實(shí)時(shí)位置到取絲點(diǎn)坐標(biāo)，再到存放終點(diǎn)坐標(biāo)的最優(yōu)路徑，并將最優(yōu)路徑發(fā)送給所述選定的amr機(jī)器人；

9、所述選定的amr機(jī)器人沿最優(yōu)路徑到達(dá)取絲點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行取絲；

10、所述選定的amr機(jī)器人取絲成功后，繼續(xù)沿最優(yōu)路徑到達(dá)存放終點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行絲錠存放，完成任務(wù)。

11、優(yōu)選地，

12、所述上位機(jī)根據(jù)所有amr機(jī)器人的初始位置信息、電量、任務(wù)隊(duì)列以及設(shè)備狀態(tài)選擇執(zhí)行落絲任務(wù)的amr機(jī)器人包括：

13、所述上位機(jī)選擇電量大于預(yù)設(shè)的電量第一閾值，當(dāng)前任務(wù)隊(duì)列小于預(yù)設(shè)的任務(wù)隊(duì)列數(shù)量，以及設(shè)備狀態(tài)為空閑的一個(gè)或多個(gè)amr機(jī)器人；

14、若存在多個(gè)amr機(jī)器人，則在多個(gè)amr機(jī)器人中選擇初始位置距離取絲起點(diǎn)坐標(biāo)最近的amr機(jī)器人作為所述選定的amr機(jī)器人。

15、優(yōu)選地，

16、所述選定的amr機(jī)器人接收任務(wù)指令后，通過(guò)車間部署的uwb基站信號(hào)和定位算法動(dòng)態(tài)計(jì)算自身實(shí)時(shí)位置包括：

17、分別獲取車間部署的三個(gè)基站的基站坐標(biāo)，分別獲取測(cè)量信號(hào)到達(dá)任意兩個(gè)接收器的時(shí)間差，分別獲取三個(gè)基站的rssi測(cè)量值，以及分別獲取三個(gè)基站的信噪比snr；

18、根據(jù)三個(gè)基站的信噪比snr，將每個(gè)基站的信噪比snr比上三個(gè)基站的信噪比snr之和，得到每個(gè)基站的動(dòng)態(tài)權(quán)重；

19、基于每個(gè)基站的動(dòng)態(tài)權(quán)重獲取任意兩個(gè)基站之間的動(dòng)態(tài)權(quán)重；

20、基于所述三個(gè)基站的基站坐標(biāo)分別得到選定的amr機(jī)器人到三個(gè)基站的距離表達(dá)式；

21、根據(jù)測(cè)量信號(hào)到達(dá)任意兩個(gè)接收器的時(shí)間差、兩個(gè)基站之間的動(dòng)態(tài)權(quán)重以及選定的amr機(jī)器人到對(duì)應(yīng)兩個(gè)基站的距離表達(dá)式得到任意兩個(gè)基站的tdoa誤差；

22、設(shè)置tdoa誤差的權(quán)重系數(shù)，根據(jù)tdoa誤差的權(quán)重系數(shù)、任意兩個(gè)基站的tdoa誤差以及任意兩個(gè)基站之間的動(dòng)態(tài)權(quán)重獲取tdoa整體誤差表達(dá)式；

23、分別設(shè)置rssi誤差的權(quán)重系數(shù)、參考信號(hào)強(qiáng)度以及路徑損耗指數(shù)；

24、根據(jù)rssi誤差的權(quán)重系數(shù)、參考信號(hào)強(qiáng)度、路徑損耗指數(shù)、三個(gè)基站的rssi測(cè)量值以及選定的amr機(jī)器人到三個(gè)基站的距離表達(dá)式得到rssi整體誤差表達(dá)式；

25、將tdoa整體誤差表達(dá)式與rssi整體誤差表達(dá)式相加，得到優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，基于優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)得到殘差向量表達(dá)式，對(duì)所述殘差向量表達(dá)式進(jìn)行求導(dǎo)，得到雅克比矩陣表達(dá)式；

26、初始化選定的amr機(jī)器人的坐標(biāo)為(x，y)為(0，0)，求解當(dāng)前選定的amr機(jī)器人的坐標(biāo)下的殘差向量以及雅克比矩陣；

27、根據(jù)求解的殘差向量以及雅克比矩陣獲取當(dāng)前選定的amr機(jī)器人的坐標(biāo)下的步長(zhǎng)；

28、若當(dāng)前選定的amr機(jī)器人的坐標(biāo)下的步長(zhǎng)的絕對(duì)值大于或等于預(yù)設(shè)的誤差閾值，則將當(dāng)前選定的amr機(jī)器人的坐標(biāo)減去當(dāng)前選定的amr機(jī)器人的坐標(biāo)下的步長(zhǎng)，得到更新后的amr機(jī)器人的坐標(biāo)；

29、重復(fù)上述步驟，直到根據(jù)某一次更新后的amr機(jī)器人的坐標(biāo)求解的步長(zhǎng)的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的誤差閾值，或，達(dá)到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，則輸出此時(shí)選定的amr機(jī)器人的當(dāng)前坐標(biāo)作為選定的amr機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置。

30、優(yōu)選地，

31、所述選定的amr機(jī)器人沿最優(yōu)路徑行進(jìn)的過(guò)程中，通過(guò)激光雷達(dá)以及超聲波傳感器檢測(cè)最優(yōu)路徑上的動(dòng)態(tài)障礙物，并動(dòng)態(tài)調(diào)整最優(yōu)路徑，對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物進(jìn)行避障繞行。

32、優(yōu)選地，

33、所述選定的amr機(jī)器人沿最優(yōu)路徑到達(dá)取絲點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行取絲包括：

34、所述選定的amr機(jī)器人沿最優(yōu)路徑行進(jìn)，當(dāng)所述選定的amr機(jī)器人與卷繞機(jī)的距離小于預(yù)設(shè)的距離閾值時(shí)，啟動(dòng)設(shè)置于頂部的工業(yè)相機(jī)識(shí)別設(shè)置在卷繞機(jī)接絲口的視覺(jué)標(biāo)記；

35、所述選定的amr機(jī)器人根據(jù)視覺(jué)標(biāo)記識(shí)別計(jì)算自身機(jī)械臂與卷繞機(jī)接絲口的橫向以及縱向偏差，所述選定的amr機(jī)器人根據(jù)視覺(jué)反饋靠近卷繞機(jī)接絲口，并通過(guò)伺服電機(jī)調(diào)整自身位姿，糾正自身機(jī)械臂與卷繞機(jī)接絲口的偏差，通過(guò)機(jī)械臂從接絲口取出滿卷絲錠。

36、優(yōu)選地，

37、所述選定的amr機(jī)器人取絲成功后，繼續(xù)沿最優(yōu)路徑到達(dá)存放終點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行絲錠存放，完成任務(wù)包括：

38、所述選定的amr機(jī)器人取絲成功后，繼續(xù)沿最優(yōu)路徑向存放終點(diǎn)坐標(biāo)行進(jìn)，所述選定的amr機(jī)器人到達(dá)存放終點(diǎn)坐標(biāo)后，通過(guò)rfid或視覺(jué)識(shí)別貨架編號(hào)，確認(rèn)目標(biāo)存放層；所述選定的amr機(jī)器人通過(guò)自身的機(jī)械臂將滿卷絲錠放置在指定位置上，確認(rèn)放置完畢后，所述選定的amr機(jī)器人向所述上位機(jī)上報(bào)任務(wù)完成信號(hào)，釋放資源并返回待命區(qū)。

39、優(yōu)選地，還包括：

40、所述上位機(jī)根據(jù)獲取到的所有amr機(jī)器人的電量，判斷所有amr機(jī)器人的電量是否小于預(yù)設(shè)的電量第二閾值，若任意amr機(jī)器人的電量小于預(yù)設(shè)的電量第二閾值；

41、所述上位機(jī)向該amr機(jī)器人發(fā)送充電信號(hào)，該amr機(jī)器人接收到所述充電信號(hào)后，通過(guò)車間部署的uwb基站信號(hào)和定位算法動(dòng)態(tài)計(jì)算自身實(shí)時(shí)位置并發(fā)送給所述上位機(jī)；

42、所述上位機(jī)根據(jù)該amr機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置以及預(yù)先導(dǎo)入的各充電樁的坐標(biāo)，選取距離該amr機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置最近的，且存在充電位置的充電樁作為目標(biāo)充電樁，所述上位機(jī)根據(jù)該amr機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置以及目標(biāo)充電樁的坐標(biāo)生成最優(yōu)充電路線并發(fā)送給amr機(jī)器人；

43、所述amr機(jī)器人根據(jù)最優(yōu)充電路線到達(dá)目標(biāo)充電樁進(jìn)行充電。

44、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種基于amr小車的落絲裝置，所述裝置包括：

45、呼叫模塊：用于待落絲的落筒卷繞機(jī)向上位機(jī)發(fā)送呼叫信號(hào)，所述呼叫信號(hào)包括生產(chǎn)線編號(hào)、卷繞機(jī)位置、絲錠規(guī)格、批號(hào)以及管色；

46、解析模塊：用于所述上位機(jī)接收呼叫信號(hào)后，對(duì)所述呼叫信號(hào)進(jìn)行解析，根據(jù)所述卷繞機(jī)位置得到取絲點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)所述生產(chǎn)線編號(hào)、絲錠規(guī)格、批號(hào)以及管色獲取存放終點(diǎn)坐標(biāo)；

47、amr數(shù)據(jù)獲取模塊：用于所述上位機(jī)獲取當(dāng)前車間內(nèi)所有amr機(jī)器人的初始位置信息、電量、任務(wù)隊(duì)列以及設(shè)備狀態(tài)；

48、任務(wù)下發(fā)模塊：用于所述上位機(jī)根據(jù)所有amr機(jī)器人的初始位置信息、電量、任務(wù)隊(duì)列以及設(shè)備狀態(tài)選擇執(zhí)行落絲任務(wù)的amr機(jī)器人，并向選定的amr機(jī)器人發(fā)送任務(wù)指令；

49、位置計(jì)算模塊：用于所述選定的amr機(jī)器人接收任務(wù)指令后，通過(guò)車間部署的uwb基站信號(hào)和定位算法動(dòng)態(tài)計(jì)算自身實(shí)時(shí)位置，并發(fā)送給所述上位機(jī)；

50、最優(yōu)路徑規(guī)劃模塊：用于所述上位機(jī)接收選定的amr機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置后，基于預(yù)先導(dǎo)入的車間地圖和障礙物分布，規(guī)劃所述選定的amr機(jī)器人當(dāng)前實(shí)時(shí)位置到取絲點(diǎn)坐標(biāo)，再到存放終點(diǎn)坐標(biāo)的最優(yōu)路徑，并將最優(yōu)路徑發(fā)送給所述選定的amr機(jī)器人；

51、取絲模塊：用于所述選定的amr機(jī)器人沿最優(yōu)路徑到達(dá)取絲點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行取絲；

52、存放模塊：用于所述選定的amr機(jī)器人取絲成功后，繼續(xù)沿最優(yōu)路徑到達(dá)存放終點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行絲錠存放，完成任務(wù)。

53、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第三方面，提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被主控器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述的基于數(shù)字孿生的物流裝備再設(shè)計(jì)方法中的各個(gè)步驟。

54、本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

55、本技術(shù)利用amr來(lái)進(jìn)行落筒落絲的方案，并設(shè)計(jì)了amr落絲落筒的實(shí)現(xiàn)流程，amr自帶避障功能，避免了agv的機(jī)械化、固定化的落絲方式，比agv更靈活和高效；同時(shí)本技術(shù)通過(guò)車間部署的uwb基站信號(hào)和定位算法動(dòng)態(tài)計(jì)算自身實(shí)時(shí)位置，該定位算法對(duì)現(xiàn)有的常用的定位算法uwb和toa算法進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)幾何約束和最小二乘在降低硬件成本的基礎(chǔ)上可靠的計(jì)算出位置信息，同時(shí)通過(guò)動(dòng)態(tài)權(quán)重的方法抑制低質(zhì)量信號(hào)的干擾，聯(lián)合tdoa和rssi提升遮擋場(chǎng)景的魯棒性，提高amr移動(dòng)過(guò)程中自身定位的精準(zhǔn)度。

56、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。