基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置，属于机器人领域。
【背景技术】
[0002]近几年随着网上购物的兴起，物流业得到了快速发展。传统的快递包裹采用人力分拣，该分拣方法繁琐、单一，一方面需要很多的劳动力，另一方面枯燥的工作模式，使得许多工作人员采用“暴力”分拣，经常导致快递物品的损坏。人的工作能力是有限的，常出现错发、漏发、误发等情况。综上所述，快递行业急需一种可用于快递包裹分拣的自动化设备。
[0003]随着电子技术的发展，自动化技术得到了日新月异的发展，机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
[0004]传统的机械手造价高、精度低，容易产生故障，后期维护成本高，通常用于搬运、焊接以及一些大型的工业生产线上。如何实现机械手可靠、快速和精确地抓取，降低成本，是机械手设计的重点、也是难点问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置，该装置具有条码识别和视觉跟踪功能，通过该装置可以实现快递包裹分拣功能，节省人力、物力资源。
[0006]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0007]本实用新型提供基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置，包括机械手、运动控制模块、微处理器、图像采集模块、无线通信模块、远程控制端，图像采集模块包括云台和安装在云台上的摄像头，其中，机械手与运动控制模块相连，微处理器分别与运动控制模块、云台相连，微处理器通过无线通信模块与远程控制端进行无线通信。
[0008]作为本实用新型的进一步优化方案，还包括与微处理器相连的操作控制平台，操作控制平台包括显示模块以及设置在显示模块上的触摸屏。
[0009]作为本实用新型的进一步优化方案，运动控制模块包括三个舵机，其中，两个舵机用于控制机械手的转动方向，一个舵机用于控制机械手的抓取。
[0010]作为本实用新型的进一步优化方案，微处理器的型号为S3C2410。
[0011]作为本实用新型的进一步优化方案，无线通信模块为型号SIM-300的GPRS模块。
[0012]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
[0013](I)本实用新型装置能够自主实施跟踪包裹，并能准确稳定的对包裹进行扫码和分拣；
[0014](2)本实用新型装置解放了劳动力，节省了人力、物力资源；
[0015](3)本实用新型机械手操作稳定，针对一些易碎物品的分拣更具有优势；
[0016](4)本实用新型装置可对分拣的视频资料进行保存，这也为未来的资料查询或举证提供了便利；
[0017](5)该设备价格低廉、稳定性高、通用性强，具有良好的市场应用前景。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的结构框图。
[0019]图2是本实用新型的运动控制模块硬件连接图。
[0020]图3是无线通信模块硬件连接图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
[0022]本实用新型的装置固定于传送带附近，如图1所示，括机械手、运动控制模块、微处理器、图像采集模块，微处理器分别与运动控制模块、图像采集模块相连，机械手与运动控制模块相连，还包括分别与微处理器相连的操作控制平台、无线通信模块。
[0023]本实施例中，微处理器采用S3C2410芯片，这是一款32位RISC处理器，它的内核是基于ARM920T，带有MMU功能，外扩了大容量存储器，并带有精确的时钟电路。微处理器的主要工作包括:(I)驱动摄像头采集快递包裹上的条码图像；(2 )将采集到的图像通过无线通信模块传输至远程控制端进行分析；(3)根据远程控制端对条码图像的分析结果向运动控制模块发出控制指令，控制机械手对包裹进行分拣，比如条码信息显示的是江苏的包裹，控制机械手将包裹抓取至相应位置；(4)由于包裹是随传送带运动的，微处理器需要根据预设参数或远程控制端或操作控制平台的要求，控制摄像头稳定跟踪包裹；(5)根据远程控制端或操作控制平台的要求，通过运动控制模块控制机械手的转向。
[0024]本实施例中，运动控制模块采用舵机连接机械手，共需三个舵机，其中两个舵机控制机械手的转动方向，一个舵机控制机械手的抓取，实现三自由度机械爪的运动。微处理器通过PWM管脚与运动控制模块的舵机相连，本是实例中，采用了 PWM2、PWM3和PWM3三路引脚，实现三自由度机械爪的运动。舵机的硬件连接如图2所示，舵机控制线的布置为中间是电源，两边分别接地和PWM信号线，电源部分舵机的要求是3到5V，可以直接使用开发板上提供的5V电源，舵机连接时要注意共电源及共地，达到一致有效的要求，若电源电压偏大，可以考虑采用限压电阻。微处理器通过发送指令控制舵机转动，从而带动机械手运动。
[0025]本实施例中，图像采集模块包括云台和摄像头；所述摄像头安装在云台上方，云台用于控制摄像头转动。图像采集模块将采集到的视频信号传输到微处理器进行分析处理。具体而言，图像采集模块负责采集包裹图像信息并将其传送至微处理器。同时，由于包裹是随传送带运动的，摄像头还需要根据微处理器的指令稳定跟踪包裹。
[0026]本实施例中，微处理器通过无线通信模块，实现与远程控制端的无线数据传输，实现与远程控制端的实时通讯。无线通信模块采用型号SIM-300的GPRS模块，微处理器通过串口控制SM-300，使其工作在合适的模式。SM-300是一款内置TCP/IP协议的模块，无需移植就可以利用GPRS服务与终端建立连接，传输数据。SM-300与微处理器的硬件连接如图3所示，SM-300通过16C550芯片与嵌入式控制中心连接，这里采用通过16C550芯片相连的方式，可获得精确地波特率以及完整的MODE控制。
[0027]本实施例中，操作控制平台微处理器相连，操作控制平台包括显示模块和触摸屏两部分，显示模块采用LCD液晶屏。使用者可以通过LCD液晶屏获取当前机械手的工作参数以及摄像头采集的图像信息，还可以通过触摸屏调节机械手的参数、向机械手发出控制指令，从而，通过操作控制平台使用者可对机械手进行初始化调节、参数修正、位置移动和抓取等操作。本实施例中，LCD液晶屏采用TFT液晶屏，采用5V电源供电，根据其数据手册知，它的最小值为2.3V，所以直接使用S3C2410的控制口线和它相连，不需要加电平转换电路。IXD液晶屏有18根数据线(RGB各6根)，S3C2410的控制器应选应16BPP模式，将S3C2410 的 VD2~VD7 与液晶屏的 B0~B5，VD1-VD15 与 G0~G5 相连，VD18~VD23 与 R0~R5 相连。LCD液晶屏上带有触摸屏(四线电阻式触摸屏)，用于检测屏幕触摸输入信号，有利于提高人机交互的友好型。在使用触摸屏时，需要一套切换控制及ADC转换电路，用于切换触摸屏的X、Y轴输入，并进行A/D转换。本实用新型设计的触摸屏驱动电路，直接使用S3C2410内置的触摸屏接口 +ADC进行显示。
[0028]本实用新型基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置的工作过程为:工作人员将快递包裹放置于传送带上，并将贴有快递单的一面朝上放置。图像采集模块采集包裹上的条码图像，并将采集到的图像传送至微处理器。微处理器通过无线通信模块将图像传输至远程控制端进行分析处理，远程控制端将分析结果(即分拣信息)传输回微处理器。微处理器根据分析结果向运动控制模块发送指令，运动控制模块控制机械手对包裹进行分拣。微处理器还根据预设数据或是远程控制端的指令控制摄像头跟踪包裹。使用者还可以通过远程控制端，直接向微处理器发送指令，控制机械手工作。使用者还可以通过操作控制平台获取当前机械手的工作参数以及摄像头采集的图像信息，或者通过触摸屏调节机械手的参数、向机械手发出控制指令，控制机械手工作。
[0029]以上所述，仅为本实用新型中的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置，其特征在于，包括机械手、运动控制模块、微处理器、图像采集模块、无线通信模块、远程控制端，图像采集模块包括云台和安装在云台上的摄像头，其中，机械手与运动控制模块相连，微处理器分别与运动控制模块、云台相连，微处理器通过无线通信模块与远程控制端进行无线通信。2.根据权利要求1所述的基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置，其特征在于，还包括与微处理器相连的操作控制平台，操作控制平台包括显示模块以及设置在显示模块上的触摸屏。3.根据权利要求1所述的基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置，其特征在于，运动控制模块包括三个舵机，其中，两个舵机用于控制机械手的转动方向，一个舵机用于控制机械手的抓取。4.根据权利要求1所述的基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置，其特征在于，微处理器的型号为S3C2410。5.根据权利要求1所述的基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置，其特征在于，无线通信模块为型号SM-300的GPRS模块。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置，包括机械手、运动控制模块、微处理器、图像采集模块、无线通信模块、远程控制端，机械手与运动控制模块相连，微处理器分别与运动控制模块、图像采集模块相连，微处理器通过无线通信模块与远程控制端进行无线通信；图像采集模块包括云台和安装在云台上的摄像头；云台用于控制摄像头转动。本实用新型实现快递包裹分拣功能，节省人力、物力资源。
【IPC分类】B07C3/18, B07C3/10
【公开号】CN204710729
【申请号】CN201520359942
【发明人】杨乐, 吕奇奇, 孙海涛, 李 雨
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月29日