一种基于视觉的交叉带小车智能落包方法与流程

本发明属于物流快递自动分拣技术领域，主要涉及一种基于视觉的物流交叉带分拣机小车智能落包的控制方法。

背景技术：

现有物流快递自动分拣技术主要采用交叉带分拣机，而交叉带分拣机主要有两种办法：一种是采用上包台手动扫码称重的办法，该控制方法包裹一旦从上包台上到环线的小车上，包裹的位置就没有办法改变，导致包裹落包错误率增加，准确性下降，错误率基本在千分之一左右，严重影响快递的发展，同时也制约了交叉带分拣技术的发展；另外一种则采用在环线上安装视觉扫码设备，同时可对包裹位置进行适当调整，这种办法对快递面单要求高，对非标准的面单处理准确度低。

技术实现要素：

本发明主要解决上包台采用手工扫码的交叉带分拣机小车落包过程中出现的由于小车上包裹的位置不好，或者包裹大小超过规定，导致不能准确落在目标格口的问题。本发明在上包台按环线行进方向最后面一侧分别设置低成本的视觉扫描装置，通过计算分析包裹位置提前调整包裹在小车上的位置，结合包裹重量确定小车电机的启动时间和启动速度实现精确下包。

本发明的技术方案如下：

一种基于视觉的交叉带小车智能落包方法，在上包台按环线行进方向最后面一侧分别设置视觉扫描装置，通过计算分析包裹位置，提前调整包裹在小车上的位置，结合包裹重量确定小车电机的启动时间和启动速度，实现精确下包。

进一步，所述的一种基于视觉的交叉带小车智能落包方法具体包括如下过程：

视觉扫描：在交叉带分拣机上包台按环线行进方向最后面一侧分别设置视觉扫描装置，视觉扫描装置的控制器和视觉处理服务器连接；

视觉处理：根据扫描的小车包裹形状、位置信息，判断包裹是否正常；如果为超大包，则判断包裹占用的相邻的小车号，发信息给主服务器，封锁该小车进行的上包操作；对于视觉处理装置，依次采用图像测量系统，图像预处理过程和基于最小二乘曲线拟合的边缘精确定位；

包裹位置调整：对于非超大包裹，根据系统对包裹位置信息的处理，判断小车上包裹的落包格口，如果格口在左边，则由服务器根据位置计算，发控制命令给控制小车的plc，驱动小车电机转动至包裹到小车的左边边缘；如果格口在右边，同样由服务器根据位置计算，发控制命令给控制小车的plc，驱动小车电机转动至包裹到小车的右边；

落包操作：由服务器根据该小车上包裹的重量计算小车电机启动的时间及初始速度，保证落包操作准确可靠；

进一步，网络控制采用上位工控机做主服务器，通过网络交换机，连接视觉处理服务器及交叉带plc控制主机，再到小车的plc控制器。

本发明的有益效果如下：

本发明方法主要针对物流快递领域交叉带分拣机小车包裹落包准确性的特殊要求，除可对操作过程中由于工人操作失误导致不满足要求的包裹上了小车进行处理，防止落包格口堵塞，主要解决了包裹在落包过程中由于位置不正确导致错包，采用视觉处理的方法提前判断处理包裹的位置及重量信息，为落包做好了准备，减少落包操作错误次数，提高了分拣的准确率。网络化的控制设计，系统简单稳定，可靠性高。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明所涉及的叉带分拣机结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明一种基于视觉的交叉带小车智能落包方法的流程如图1所示，具体为：

一、视觉扫描：在交叉带分拣机上包台按环线行进方向最后面一侧(如图2，在交叉带的二侧分别设置有3个上包台，在每侧按环线小车行进方向，在最后的一个上包台的后面分别设置视觉扫描装置。)分别设置视觉扫描装置(视觉扫描装置采用西克sick高速相机ivc-3d31111)。视觉处理装置依次采用图像测量系统、图像预处理过程和基于最小二乘曲线拟合的边缘精确定位。视觉扫描装置的控制器和视觉处理服务器连接。

二、视觉处理：根据扫描的小车包裹形状、位置信息，判断包裹是否正常。如果为超大包，则判断包裹占用的相邻的小车号，发信息给主服务器(即上位计算机)，封锁该小车进行的上包操作，即上位计算机发送信息给plc进行控制，封锁操作是指封锁被超大包占用的小车，不准在该小车继续上包。

三、包裹位置调整：根据系统对包裹位置信息的处理，判断小车上包裹的落包格口，如果格口在左边，则由服务器(即上位机)根据位置计算发控制命令给控制小车的plc，驱动小车电机转动一定的距离至包裹到小车的左边边缘；如果格口在右边，同样由服务器根据位置计算发控制命令给控制小车的plc，驱动小车电机转动一定的距离至包裹到小车的右边。

四、落包操作：由服务器根据该小车上包裹的重量计算小车电机启动的时间及初始速度，可保证落包操作准确可靠，精准下包。通过视觉处理，上位计算发控制命令给控制小车的plc，驱动小车电机转动一定的距离至包裹到落包格口的边缘位置；实际控制中，只要小车进入该落包格口1/3处，上位计算机就发送命令给控制小车的plc，由plc驱动小车电机启动，根据包裹的重量，分二档启动的加速度进行动作，小于2.5公斤的加速度小,大于2.5公斤的启动加速度大。因为初始速度都是一样的。由于包裹已经在小车的边缘，所以可以保证准确下包。

五、网络控制：采用上位工控机做主服务器，通过网络交换机，连接视觉处理服务器及交叉带plc控制主机，再到小车的plc控制器。

综上所述，本发明针对物流快递自动分拣技术中采用上包台手动扫码称重的交叉带分拣出现的高错误率设计了新的智能落包方法。系统可靠性高，成本低，提高了落包的准确性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于视觉的交叉带小车智能落包方法，在上包台按环线行进方向最后面一侧分别设置视觉扫描装置，通过计算分析包裹位置，提前调整包裹在小车上的位置，结合包裹重量确定小车电机的启动时间和启动速度，实现精确下包。本发明方法主要针对物流快递领域交叉带分拣机小车包裹落包准确性的特殊要求，除可对操作过程中由于工人操作失误导致不满足要求的包裹上了小车进行处理，防止落包格口堵塞，主要解决了包裹在落包过程中由于位置不正确导致错包，采用视觉处理的方法提前判断处理包裹的位置及重量信息，为落包做好了准备，减少落包操作错误次数，提高了分拣的准确率。网络化的控制设计，系统简单稳定，可靠性高。

技术研发人员：史建平;狄轶娟;蔡纪鹤;黄文生;殷超
受保护的技术使用者：常州工学院
技术研发日：2017.04.24
技术公布日：2017.07.18