一种基于万向轮分拣的智慧物流快递方向调整方法与流程

本发明涉及物流技术领域，特别涉及一种基于万向轮分拣的智慧物流快递方向调整方法。

背景技术：

目前，现有的快递公司在分拣快递包裹时，通过传输装置对快递包裹进行分拣分类，传统的分拣分类方法，在传输过程中，快递包裹的位置及方向杂乱无章，这样导致在对快递包裹进行分拣或者打码标记时，提高对快递包裹的识别错误率，容易出错，进而影响分拣或者打码效率，满足不了日益发展的快递行业的需求。

技术实现要素：

有鉴于现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于万向轮分拣的智慧物流快递方向调整方法，旨在在快递包裹传输过程中实现对快递包裹方向的调整。

为实现上述目的，本发明提供一种基于万向轮分拣的智慧物流快递方向调整方法，所述方法包括如下步骤：

步骤s1、控制传送分拣装置将待调整包裹向调整区域传输；所述传送分拣装置的正上方设置有摄像头；所述传送分拣装置的两侧安设有红外对管；所述传送分拣装置由万向轮组成；以所述摄像头在所述传送分拣装置所在的平面内的投影点为坐标原点o，以所述传送分拣装置直线传送的方向为x轴正方向，以在所述传送分拣装置所在的平面内且垂直所述传送分拣装置的传送方向的直线为y轴建立第一直角坐标系；

步骤s2、响应于所述红外对管检测到所述待调整包裹，开启所述摄像头；控制所述摄像头采集所述待调整包裹的轮廓并形成第一图像；

步骤s3、根据所述摄像头所采集的所述第一图像，确定所述待调整包裹的头部以及所述待调整包裹的四个顶点坐标；所述顶点坐标沿逆时针排布分别为第一坐标a(x1,y1)、第二坐标b(x2,y2)、第三坐标c(x3,y3)、第四坐标d(x4,y4)，所述第一坐标a(x1,y1)以及所述第四坐标d(x4,y4)位于所述待调整包裹的所述头部的所在边；

步骤s4、根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，求解所述待调整包裹的方位角其中，所述方位角所述所述第一坐标a(x1,y1)对应的顶点a与所述第四坐标d(x4,y4)对应的顶点d的连线ad的中点为e；所述第二坐标b(x2,y2)对应的顶点b与所述第三坐标c(x3,y3)对应的顶点c的连线bc的中点为f；所述方位角为线段ef所在的第一直线与所述x轴所成的锐角；

步骤s5、根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，求解所述线段ef所在的所述第一直线的第一方程；其中，所述点e的坐标为所述点f的坐标为所述第一直线的第一方程为(x2+x3≠x1+x4且y2+y3≠y1+y4)；

步骤s6、根据所述第一直线的第一方程(x2+x3≠x1+x4且y2+y3≠y1+y4)和所述x轴所在直线的第二方程，求解所述第一直线与所述x轴的交点坐标(x0,y0)；其中，所述x轴所在的直线的第二方程为y＝0；所述所述y0＝0；

步骤s7、响应于所述第一直线与所述x轴的交点坐标为(0,0)时，即当时，停止所述万向轮沿所述x轴方向的转动；

步骤s8、响应于所述万向轮沿x轴方向的转动停止，获取所述万向轮与所述坐标原点o的距离r，控制所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向转动带动所述待调整包裹转动；

步骤s9、根据所述方位角所述距离r、以及所述万向轮的转动速度v，求解所述万向轮转动的第一时间t1；其中，所述当所述k＞0时，所述万向轮的转动方向与所述y轴的负方向所成的角为锐角；当所述k＜0时，所述万向轮的转动方向与所述y轴的正方向所成的角为锐角；

步骤s10、响应于所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向的转动结束，控制所述万向轮继续沿所述x轴正方向转动带动所述待调整包裹继续沿x轴正方向移动；所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向的转动时间为所述第一时间t1。

在该技术方案中，通过将所述摄像头设置在所述传送装置的正上方，使得所述摄像头相对的正对于所述待调整包裹，拍摄的角度比较正，所采集的所述待调整包裹的所述第一图像比较准确，提高从所述第一图像上获取的数据的准确性；通过所述四个顶点坐标求解所述待调整包裹的所述方位角提高所求的所述方位角的精确度；通过所述方位角所述距离r、以及所述万向轮的转动速度v，求解所述万向轮转动的第一时间t1，有效提高所述万向轮的转动时间精度，进而提高所述待调整包裹方向调整的精度；当所述第一直线与所述x轴的交点坐标为(0,0)时，控制所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向转动带动所述待调整包裹转动；实现了对待调整包裹方向的调整，使得待调整包裹的朝向与所述x轴正方向一致。

在一具体实施方式中，所述方法还包括：

根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，求解所述待调整包裹的中心到所述坐标原点o的距离l；其中，所述距离

当x2+x3＝x1+x4时，采集所述摄像头实时监测的所述待调整包裹的四个顶点坐标，当所述四个顶点坐标中的至少一对对角点的横坐标之和为零且距离l≠0时，控制所述万向轮沿所述y轴的方向转动带动所述待调整包裹沿y轴平移；根据所述距离l和所述万向轮的转动速度v，求解所述万向轮转动的第二时间t2；其中，所述当y1+y2+y3+y4＞0时，所述万向轮的转动方向沿所述y轴的负方向；当y1+y2+y3+y4＜0时，所述万向轮的转动方向沿所述y轴的正方向；

响应于所述万向轮沿所述y轴方向的转动结束，控制所述万向轮继续沿所述x轴正方向转动；所述万向轮沿所述y轴方向的转动时间为第二时间t2。

在一具体实施方式中，所述方法还包括：

响应于所述万向轮继续沿所述x轴正方向转动，根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，再次求解所述待调整包裹的方位角

当所述方位角时，对所述待调整包裹进行调整不完全标记。

在该技术方案中，依据所述方位角对所述待调整包裹进行调整不完全标记，在对所述待调整包裹进行打码时，对所述待调整包裹方向进行再次调整，避免出错。

在一具体实施方式中，所述方法还包括：

采集所述待调整包裹的方向标识，所述方向标识为所述待调整包裹上的文字朝向；根据所述文字朝向，确定所述待调整包裹的头部以及所述待调整包裹的四个顶点坐标；所述第一坐标a(x1,y1)和所述第二坐标b(x2,y2)位于所述文字朝向所对应的边。

在一具体实施方式中，所述方法还包括：

对所述待调整包裹的朝向进行朝向标记；当x1+x4＞x2+x3时，对所述待调整包裹的朝向标记为沿所述x轴正方向，当x1+x4＜x2+x3时，对所述待调整包裹的朝向标记为沿x轴负方向。

在该技术方案中，通过对所述待调整包裹进行朝向标记，便于区分所述待调整包裹的朝向。

在一具体实施方式中，所述红外对管和所述摄像头沿所述x轴正方向依次排列，且所述红外对管与所述摄像头的间隔大于所述摄像头的成像半径。

在一具体实施方式中，所述万向轮均匀分布。

本发明的有益效果是：在本发明中，通过将所述摄像头设置在所述传送装置的正上方，使得所述摄像头相对的正对于所述待调整包裹，拍摄的角度比较正，所采集的所述待调整包裹的所述第一图像比较准确，提高从所述第一图像上获取的数据的准确性；通过所述四个顶点坐标求解所述待调整包裹的所述方位角提高所求的所述方位角的精确度；通过所述方位角所述距离r、以及所述万向轮的转动速度v，求解所述万向轮转动的第一时间t1，有效提高所述万向轮的转动时间精度，进而提高所述待调整包裹方向调整的精度；当所述第一直线与所述x轴的交点坐标为(0,0)时，控制所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向转动带动所述待调整包裹转动；实现了对待调整包裹方向的调整，使得待调整包裹的朝向与所述x轴正方向一致；通过本发明中的方法，在快递包裹传输过程中实现对快递包裹方向的调整，提高对快递包裹的识别正确率，方便对快递包裹进行打码。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式中一种基于万向轮分拣的智慧物流快递方向调整方法的流程框图；

图2为本发明一具体实施方式中一种智慧物流的快递包裹方向调整系统的系统框图；

图3为本发明一具体实施方式中待调整包裹与传送分拣装置的位置关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，在本发明的第一实施例中，提供一种基于万向轮分拣的智慧物流快递方向调整方法，所述方法包括如下步骤：

步骤s1、控制传送分拣装置将待调整包裹向调整区域传输；所述传送分拣装置的正上方设置有摄像头；所述传送分拣装置的两侧安设有红外对管；所述传送分拣装置由万向轮组成；以所述摄像头在所述传送分拣装置所在的平面内的投影点为坐标原点o，以所述传送分拣装置直线传送的方向为x轴正方向，以在所述传送分拣装置所在的平面内且垂直所述传送分拣装置的传送方向的直线为y轴建立第一直角坐标系；

步骤s2、响应于所述红外对管检测到所述待调整包裹，开启所述摄像头；控制所述摄像头采集所述待调整包裹的轮廓并形成第一图像；

步骤s3、根据所述摄像头所采集的所述第一图像，确定所述待调整包裹的头部以及所述待调整包裹的四个顶点坐标；所述顶点坐标沿逆时针排布分别为第一坐标a(x1,y1)、第二坐标b(x2,y2)、第三坐标c(x3,y3)、第四坐标d(x4,y4)，所述第一坐标a(x1,y1)以及所述第四坐标d(x4,y4)位于所述待调整包裹的所述头部的所在边；

步骤s4、根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，求解所述待调整包裹的方位角其中，所述方位角所述所述第一坐标a(x1,y1)对应的顶点a与所述第四坐标d(x4,y4)对应的顶点d的连线ad的中点为e；所述第二坐标b(x2,y2)对应的顶点b与所述第三坐标c(x3,y3)对应的顶点c的连线bc的中点为f；所述方位角为线段ef所在的第一直线与所述x轴所成的锐角；

步骤s5、根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，求解所述线段ef所在的所述第一直线的第一方程；其中，所述点e的坐标为所述点f的坐标为所述第一直线的第一方程为(x2+x3≠x1+x4且y2+y3≠y1+y4)；

步骤s6、根据所述第一直线的第一方程(x2+x3≠x1+x4且y2+y3≠y1+y4)和所述x轴所在直线的第二方程，求解所述第一直线与所述x轴的交点坐标(x0,y0)；其中，所述x轴所在的直线的第二方程为y＝0；所述所述y0＝0；

步骤s7、响应于所述第一直线与所述x轴的交点坐标为(0,0)时，即当时，停止所述万向轮沿所述x轴方向的转动；

步骤s8、响应于所述万向轮沿所述x轴方向的转动停止，获取所述万向轮与所述坐标原点o的距离r，控制所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向转动带动所述待调整包裹转动；

步骤s9、根据所述方位角所述距离r、以及所述万向轮的转动速度v，求解所述万向轮转动的第一时间t1；其中，所述当所述k＞0时，所述万向轮的转动方向与所述y轴的负方向所成的角为锐角；当所述k＜0时，所述万向轮的转动方向与所述y轴的正方向所成的角为锐角；

步骤s10、响应于所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向的转动结束，控制所述万向轮继续沿所述x轴正方向转动带动所述待调整包裹继续沿x轴正方向移动；所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向的转动时间为所述第一时间t1。

在本实施例中，所述方法还包括：

根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，求解所述待调整包裹的中心到所述坐标原点o的距离l；其中，所述距离

当x2+x3＝x1+x4时，采集所述摄像头实时监测的所述待调整包裹的四个顶点坐标，当所述四个顶点坐标中的至少一对对角点的横坐标之和为零且距离l≠0时，控制所述万向轮沿所述y轴的方向转动带动所述待调整包裹沿y轴平移；根据所述距离l和所述万向轮的转动速度v，求解所述万向轮转动的第二时间t2；其中，所述当y1+y2+y3+y4＞0时，所述万向轮的转动方向沿所述y轴的负方向；当y1+y2+y3+y4＜0时，所述万向轮的转动方向沿所述y轴的正方向；

响应于所述万向轮沿所述y轴方向的转动结束，控制所述万向轮继续沿所述x轴正方向转动；所述万向轮沿所述y轴方向的转动时间为第二时间t2。

在本实施例中，所述方法还包括：

响应于所述万向轮继续沿所述x轴正方向转动，根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，再次求解所述待调整包裹的方位角

当所述方位角时，对所述待调整包裹进行调整不完全标记。

在本实施例中，所述方法还包括：

采集所述待调整包裹的方向标识，所述方向标识为所述待调整包裹上的文字朝向；根据所述文字朝向，确定所述待调整包裹的头部以及所述待调整包裹的四个顶点坐标；所述第一坐标a(x1,y1)和所述第二坐标b(x2,y2)位于所述文字朝向所对应的边。

在本实施例中，所述方法还包括：

对所述待调整包裹的朝向进行朝向标记；当x1+x4＞x2+x3时，对所述待调整包裹的朝向标记为沿所述x轴正方向，当x1+x4＜x2+x3时，对所述待调整包裹的朝向标记为沿x轴负方向。

在本实施例中，所述红外对管和所述摄像头沿所述x轴正方向依次排列，且所述红外对管与所述摄像头的间隔大于所述摄像头的成像半径。

在本实施例中，所述万向轮均匀分布。

下面对本实施例中涉及到的公式进行推导：

如图3所示，根据所述第一坐标a(x1,y1)和所述第四坐标d(x4,y4)可得ad的中点坐标

根据所述第二坐标b(x2,y2)和所述第三坐标c(x3,y3)可得bc的中点坐标

线段ef的斜率为线段ef的倾斜角β跟斜率k的关系为k＝tanβ，即β＝arctank；

则所述方位角

根据直线方程的两点式可得：所述线段ef所在的所述第一直线的第一方程为(x2+x3≠x1+x4且y2+y3≠y1+y4)；

将y0＝0代入(x2+x≠x1+x且y+y3≠y¹+y)可得：

所述待调整包裹与所述万向轮接触的点的转动速度大小等于所述万向轮的转动速度v，转动半径为所述距离r，则该点的转动角速度

所述转动角速度ω、所述第一时间t1以及所述方位角满足如下关系式：

联立(1)(2)得所述万向轮转动的第一时间

根据所述ad的中点坐标和所述bc的中点坐标可得ef的中点坐标所述ef的中点坐标即为所述待调整包裹的中心的坐标；

则根据两点间距离公式可得所述待调整包裹的中心到所述坐标原点o的距离

如图2所示，在本发明的第二实施例中，提供一种智慧物流的快递包裹方向调整系统，所述系统包括：传送分拣装置、摄像头、红外对管、万向轮、直线传输控制模块100、摄像头开启控制模块200、图像采集模块300、头部与顶点坐标确定模块400、数据求解模块500、直线传输停止控制模块600、万向轮第一驱动控制模块700、第一时间求解模块800以及直线传输二次启动模块900；

所述直线传输控制模块100，用于控制所述传送分拣装置将待调整包裹向调整区域传输；所述传送分拣装置的正上方设置有所述摄像头；所述传送分拣装置的两侧安设有所述红外对管；所述传送分拣装置由万向轮组成；以所述摄像头在所述传送分拣装置所在的平面内的投影点为坐标原点o，以所述传送分拣装置直线传送的方向为x轴正方向，以在所述传送分拣装置所在的平面内且垂直所述传送分拣装置的传送方向的直线为y轴建立第一直角坐标系；

所述摄像头开启控制模块200，用于响应于所述红外对管检测到所述待调整包裹，开启所述摄像头；

所述图像采集模块300，用于控制所述摄像头采集所述待调整包裹的轮廓并形成第一图像；

所述头部与顶点坐标确定模块400，用于根据所述摄像头所采集的所述第一图像，确定所述待调整包裹的头部以及所述待调整包裹的四个顶点坐标；所述顶点坐标沿逆时针排布分别为第一坐标a(x1,y1)、第二坐标b(x2,y2)、第三坐标c(x3,y3)、第四坐标d(x4,y4)，所述第一坐标a(x1,y1)以及所述第四坐标d(x4,y4)位于所述待调整包裹的所述头部的所在边；

所述数据求解模块500包括：

方位角求解单元501，用于根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，求解所述待调整包裹的方位角其中，所述方位角所述所述第一坐标a(x1,y1)对应的顶点a与所述第四坐标d(x4,y4)对应的顶点d的连线ad的中点为e；所述第二坐标b(x2,y2)对应的顶点b与所述第三坐标c(x3,y3)对应的顶点c的连线bc的中点为f；所述方位角为线段ef所在的第一直线与所述x轴所成的锐角；

直线方程求解单元502，用于根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，求解所述线段ef所在的所述第一直线的第一方程；其中，所述点e的坐标为所述点f的坐标为所述第一直线的第一方程为

交点坐标求解单元503，用于根据所述第一直线的第一方程和所述x轴所在直线的第二方程，求解所述第一直线与所述x轴的交点坐标(x0,y0)；其中，所述x轴所在的直线的第二方程为y＝0；所述所述y0＝0；

所述直线传输停止控制模块600，用于响应于所述第一直线与所述x轴的交点坐标为(0,0)时，即当时，停止所述万向轮沿x轴方向的转动；

所述万向轮第一驱动控制模块700，用于响应于所述万向轮沿x轴方向的转动停止，获取所述万向轮与所述坐标原点o的距离r，控制所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向转动带动所述待调整包裹转动；

所述第一时间求解模块800，用于根据所述方位角所述距离r、以及所述万向轮的转动速度v，求解所述万向轮转动的第一时间t1；其中，所述当所述k＞0时，所述万向轮的转动方向与所述y轴的负方向所成的角为锐角；当所述k＜0时，所述万向轮的转动方向与所述y轴的正方向所成的角为锐角；

所述直线传输二次启动模块900，用于响应于所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向的转动结束，控制所述万向轮继续沿所述x轴正方向转动；所述万向轮沿以所述坐标原点o为圆心、以所述距离r为半径所成的圆的切向方向的转动时间为所述第一时间t1。

在本实施例中，所述系统还包括：

距离求解模块1000，用于根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，求解所述待调整包裹的中心到所述坐标原点o的距离l；其中，所述距离

万向轮第二驱动控制模块1100，用于控制所述万向轮沿所述y轴的方向转动带动所述待调整包裹沿所述y轴平移；当x2+x3＝x1+x4时，采集所述摄像头实时监测的所述待调整包裹的四个顶点坐标，当所述四个顶点坐标中的至少一对对角点的横坐标之和为零且距离l≠0时，控制所述万向轮沿所述y轴的方向转动带动所述待调整包裹沿y轴平移；根据所述距离l和所述万向轮的转动速度v，求解所述万向轮转动的第二时间t2；其中，所述当y1+y2+y3+y4＞0时，所述万向轮的转动方向沿所述y轴的负方向；当y1+y2+y3+y4＜0时，所述万向轮的转动方向沿所述y轴的正方向；

所述直线传输二次启动模块900还用于响应于所述万向轮沿所述y轴方向的转动结束，控制所述万向轮继续沿所述x轴正方向转动；所述万向轮沿所述y轴方向的转动时间为第二时间t2。

在本实施例中，所述系统还包括：

调整不完全标记模块1200，用于对所述待调整包裹进行调整不完全标记；响应于所述万向轮继续沿所述x轴正方向转动，根据所述第一坐标a(x1,y1)、所述第二坐标b(x2,y2)、所述第三坐标c(x3,y3)、所述第四坐标d(x4,y4)，再次求解所述待调整包裹的方位角

当所述方位角时，对所述待调整包裹进行调整不完全标记。

在本实施例中，所述系统还包括：

方向标识采集模块1300，用于采集所述待调整包裹的方向标识，所述方向标识为所述待调整包裹上的文字朝向；根据所述文字朝向，确定所述待调整包裹的头部以及所述待调整包裹的四个顶点坐标；所述第一坐标a(x1,y1)和所述第二坐标b(x2,y2)位于所述文字朝向所对应的边。

在本实施例中，所述系统还包括：

朝向标记模块1400，用于对所述待调整包裹的朝向进行朝向标记；当x1+x4＞x2+x3时，对所述待调整包裹的朝向标记为沿所述x轴正方向，当x1+x4＜x2+x3时，对所述待调整包裹的朝向标记为沿x轴负方向。

在本实施例中，所述红外对管和所述摄像头沿所述x轴正方向依次排列，且所述红外对管与所述摄像头的间隔大于所述摄像头的成像半径。

在本实施例中，所述万向轮均匀分布。

下面对本实施例中涉及到的公式进行推导：

如图3所示，根据所述第一坐标a(x1,y1)和所述第四坐标d(x4,y4)可得ad的中点坐标

根据所述第二坐标b(x2,y2)和所述第三坐标c(x3,y3)可得bc的中点坐标

线段ef的斜率为线段ef的倾斜角β跟斜率k的关系为k＝tanβ，即β＝arctank；

则所述方位角

根据直线方程的两点式可得：所述线段ef所在的所述第一直线的第一方程为(x2+x3≠x1+x4且y2+y3≠y1+y4)；

将y0＝0代入(x2+x≠x1+x且y+y3≠y¹+y)可

得：

所述待调整包裹与所述万向轮接触的点的转动速度大小等于所述万向轮的转动速度v，转动半径为所述距离r，则该点的转动角速度

所述转动角速度ω、所述第一时间t1以及所述方位角满足如下关系式：

联立(1)(2)得所述万向轮转动的第一时间

根据所述ad的中点坐标和所述bc的中点坐标可得ef的中点坐标所述ef的中点坐标即为所述待调整包裹的中心的坐标；

则根据两点间距离公式可得所述待调整包裹的中心到所述坐标原点o的距离

以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本发明的具体实施例并不唯一，本领域的普通技术人员可以在权利要求的范围内根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本领域中的技术人员根据本发明的具体实施例在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。