分拣辅助方法和装置、分拣系统与流程

本发明涉及物品分拣领域，特别涉及一种分拣辅助方法和装置、分拣系统。

背景技术：

现有技术方案中，在分拣系统中，通常使用多个反射式光电开关，安装在货架的下端，用来记录分拣过程中投入分拣筐的商品数目。

现有采用光电开关的技术方案存在如下缺点：

1)每个光电开关只有一条光路，检测范围有限。

2)价格贵，光电开关百元以上，如每个分拣位使用多个成本太大。

3)不便于安装固定，在投递商品中容易碰撞。

4)准确度低，在投递到其他区域，造成检测缺失。需人工重新核对校准降低效率。

技术实现要素：

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种分拣辅助方法和装置、分拣系统，采用交叉光路的设计能够大大增大检测面积，保障了检测精度。

根据本发明的一个方面，提供一种分拣辅助装置，包括主发射模块和副发射模块，其中：

主发射模块和副发射模块分别设置在分拣位入口截面的两个对边上；

主发射模块以第一发射角度向副发射模块发送红外调制光，副发射模块接收主发射模块发送的红外调制光；

副发射模块以第二发射角度向主发射模块发送红外调制光，主发射模块接收副发射模块发送的红外调制光，其中，第一发射角度小于第二发射角度。

在本发明的一个实施例中，主发射模块包括第一红外发射头和第一接收头，副发射模块包括第二红外发射头和第二接收头，其中：

第一红外发射头，用于以第一发射角度向副发射模块发射红外调制光；第二接收头，用于接收第一红外发射头发射的红外调制光；

第二红外发射头，用于以第二发射角度向主发射模块发射红外调制光；第一接收头，用于接收第二红外发射头发射的红外调制光。

在本发明的一个实施例中，所述分拣辅助装置还包括通信模块，其中：

通信模块，用于在有物品切割了主发射模块和/或副发射模块发射的红外调制光的情况下，向分拣装置上传物品检测信息，以便分拣装置计算物品数量。

在本发明的一个实施例中，主发射模块和副发射模块的发射光路产生交叉。

在本发明的一个实施例中，主发射模块和副发射模块分别设置在分拣位入口处的两个相对横梁上。

在本发明的一个实施例中，主发射模块和副发射模块尺寸相同。

在本发明的一个实施例中，主发射模块的长度和副发射模块的长度均等于分拣位宽度。

在本发明的一个实施例中，主发射模块包括多个第一红外发射头，所述多个第一红外发射头的发射光共同覆盖整个副发射模块的长度方向；副发射模块包括一个第二红外发射头，所述第二红外发射头的发射光覆盖整个主发射模块的长度方向。

在本发明的一个实施例中，第一发射角度根据分拣货架的分拣位高度距离和分拣位宽度、以及第一红外发射头的数量确定；第二发射角度根据分拣货架的分拣位高度距离和分拣位宽度确定。

在本发明的一个实施例中，所述分拣辅助装置还包括第一电源模块和第二电源模块，其中：

第一电源模块，用于为主发射模块供电；

第二电源模块，用于为副发射模块供电。

根据本发明的一个方面，提供一种分拣系统，包括分拣装置以及如上述任一实施例所述的分拣辅助装置。

根据本发明的一个方面，提供一种分拣辅助方法，包括：

响应于分拣装置发送的检测指令，启动主发射模块和副发射模块，以检测是否有物品投入分拣货架，其中，主发射模块和副发射模块分别设置在分拣位入口截面的两个对边上，主发射模块以第一发射角度向副发射模块发送红外调制光，副发射模块接收主发射模块发送的红外调制光，副发射模块以第二发射角度向主发射模块发送红外调制光，主发射模块接收副发射模块发送的红外调制光，第一发射角度小于第二发射角度；

分拣辅助装置在检测到有物品切割了主发射模块和/或副发射模块发射的红外调制光的情况下，向分拣装置上传物品检测信息，以便分拣装置计算物品数量。

在本发明的一个实施例中，主发射模块包括第一红外发射头和第一接收头，副发射模块包括第二红外发射头和第二接收头；第一红外发射头以第一发射角度向副发射模块发射红外调制光，第二接收头接收第一红外发射头发射的红外调制光；第二红外发射头以第二发射角度向主发射模块发射红外调制光，第一接收头接收第二红外发射头发射的红外调制光。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

根据分拣货架的分拣位高度距离和分拣位宽度、以及第一红外发射头的数量确定第一发射角度；

根据分拣货架的分拣位高度距离和分拣位宽度确定第二发射角度。

在本发明的一个实施例中，所述分拣辅助装置在检测到有物品切割了主发射模块和/或副发射模块发射的红外调制光的情况下，向分拣装置上传物品检测信息包括：

在物品切割了主发射模块和副发射模块发射的红外调制光、或者物品切割了副发射模块发射的红外调制光的情况下，主发射模块接收不到副发射模块发送的红外调制光，之后主发射模块向分拣装置上传物品检测信息；

在物品切割了主发射模块发射的红外调制光的情况下，副发射模块在接收不到主发射模块发送的红外调制光后，停止向主发射模块发射红外调制光，之后主发射模块接收不到副发射模块发送的红外调制光，向分拣装置上传物品检测信息。

本发明能够准确地检测通过特定区域物品数量。相比现有技术采用光电开关的方案，本发明采用交叉光路的设计，能够大大增大检测面积，保障了检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于红外交叉光路的分拣辅助装置第一实施例的示意图。

图2为本发明基于红外交叉光路的分拣辅助装置第二实施例的示意图。

图3为本发明基于红外交叉光路的分拣辅助装置第三实施例的示意图。

图4为一个实施例中光路发射区域的示意图。

图5为本发明基于红外交叉光路的分拣辅助方法第一实施例的示意图。

图6为本发明基于红外交叉光路的分拣辅助方法第二实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

申请人发现：还可以采用普通测量光栅、扫码或者拍按钮的方式检测是否有物品投入分拣筐，但是这几种检测方式都存在相应的缺点。

光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件。

测量光栅是一种感应其接收的光强度变化的电子器件，包含相互分离且相对放置的发射器和收光器两部分，由光学系统放大器和开关量输出装置组成。所有光电传感器都使用调制光以排除周围光源可能的影响，工作时，光电传感器发射光线，当被检测物体经过时，根据检测模式的不同，物体或吸收光线或将光线反射到光电传感器的收光器，从而导致收光器接收的光线强度产生变化，其变化值触发开关信号输出，实现检测功能。

采用普通测量光栅检测，光栅成本高，长时间使用功耗大，工作效率低。

而拍按钮方式需要人工辅助检测，增加了劳动强度。

扫码方式也需要人工辅助检测，由此增加了劳动强度；并且条码扫描枪的成本较高。

下面通过具体示例对本发明基于红外交叉光路的分拣辅助方法和装置进行介绍。

图1为本发明基于红外交叉光路的分拣辅助装置第一实施例的示意图。如图1所示，分拣辅助装置1可以包括主发射模块11和副发射模块12，其中：

主发射模块11和副发射模块12分别设置在分拣位(分拣筐)入口截面的两个对边上。

在本发明的一个实施例中，主发射模块11和副发射模块12可以分别设置在分拣位入口截面的上、下两个对边上；或者主发射模块11和副发射模块12可以分别设置在分拣位入口截面的左、右两个对边上。

在本发明的一个实施例中，主发射模块11和副发射模块12分别设置在分拣位入口处的两个相对横梁上。

在本发明的一个具体实施例中，主发射模块11在下、副发射模块12在上，主发射模块11和副发射模块12尺寸相同，主发射模块11和副发射模块12俯视及侧视应对称。

主发射模块11以第一发射角度向副发射模块12发送红外调制光，副发射模块12接收主发射模块11发送的红外调制光，其中红外调制光为经过程序处理后得到的红外光，它比一般红外光抗干扰。。

副发射模块12以第二发射角度向主发射模块11发送红外调制光，主发射模块11接收副发射模块12发送的红外调制光，其中，第一发射角度小于第二发射角度。

在本发明的一个实施例中，主发射模块11和副发射模块12的发射光路产生交叉。

基于本发明上述实施例提供的基于红外交叉光路的分拣辅助装置，在有物品切割了主发射模块11和/或副发射模块12发射的红外调制光的情况下，副发射模块12和/或主发射模块11无法接收到主发射模块11和/或副发射模块12发射的红外调制光。相比现有技术采用光电开关的方案，本发明上述实施例采用了交叉光路的设计，能够大大增大检测面积，保障了检测精度，可以精确地检测通过特定区域物品数量。

通过本发明分拣辅助装置识别商品数量信息，可以提高准确率，避免了缺件、多件。

图2为本发明基于红外交叉光路的分拣辅助装置第二实施例的示意图。与图1所示实施例相比，在图2所示实施例中，分拣辅助装置1还可以包括通信模块13，其中：

通信模块13，用于在有物品切割了主发射模块11和/或副发射模块12发射的红外调制光的情况下，向分拣装置2上传物品检测信息，以便分拣装置2计算物品数量。

这里的分拣装置2指和本发明配套使用的主功能系统。如果应用于仓储分拣系统中，这里的分拣装置2是WMS(Warehouse Management System，仓库管理系统)系统的子系统，负责处理商品复合分拣信息。

物品投掷过程中，物品投掷方向与主副发射模块之间的平面相交，物品切割了主副发送模块之间的光路。

当投掷的物品从主副发射模块之间通过时，存在以下三种情况：

第一种情况：如果物品切割了副发射模块发射出来的光路，那么主发射模块的接收头就接收不到副发射模块发来的红外调制光，这时上报给分拣系统检测到物品，同时关闭自身发射头。此时副发射模块也因为接受不到主发射模块的调制光而关闭设备。

第二种情况：如果物品切割了主发射模块发射到副发射模块的红外调制光路，那么副发射模块在接收不到调制光后他大角度发射头也停止发射红外调制光，此后就重复了第一种情况的状态。

第三种情况：如果上述两种情况同时发生，即是物品切割了双向的红外调制光路，由于第二种情况是在处理后，在进行第一种情况的处理，所以此时，会第一时间按照第一种情况处理，上报并且关闭设备。

本发明上述实施例不需要进行分拣辅助装置，在有物品投入分拣筐时，向分拣装置2上传物品检测信息，以便分拣装置2计算物品数量，从而免去人工或其他方式计数可以大大减轻劳动强度，提高效率。本发明在检测到物品通过后上报并关闭主副发射模块，由此大大降低了功耗。

在本发明的一个实施例中，如图2所示所述分拣辅助装置1还可以包括第一电源模块141和第二电源模块142，其中：

第一电源模块141，用于为主发射模块11供电。

第二电源模块142，用于为副发射模块12供电。

在本发明的一个实施例中，通信处理模块13与主发射模块11放在一处，各自电源也是和各自模块放在一处。

在本发明的另一实施例中，也可以相应地将第一电源模块141、通信处理模块13和主发射模块11做成一体，将第二电源模块142和副发射模块12，以便于安放。

图3为本发明基于红外交叉光路的分拣辅助装置第三实施例的示意图。与图1或图2所示实施例相比，在图3所示实施例中，主发射模块11可以包括第一红外发射头111和第一接收头112，副发射模块12包括第二红外发射头121和第二接收头122，其中：

第一红外发射头111，用于以第一发射角度向副发射模块12发射红外调制光；第二接收头122，用于接收第一红外发射头111发射的红外调制光。

第二红外发射头121，用于以第二发射角度向主发射模块11发射红外调制光；第一接收头112，用于接收第二红外发射头121发射的红外调制光。

在本发明的一个实施例中，所述第二接收头122和第一接收头112可以采用一体化红外接收头。所述一体化红外线接收头将低噪音放大器、限幅器、带通滤波器、解调器以及整形驱动电路等集成在一起.一体化红外线接收头体积小，灵敏度高，外接元件少，抗干扰能力强，使用十分方便。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，所述主发射模块11还可以包括第一指示灯113，所述副发射模块12还可以包括第二指示灯123，其中：

第一指示灯113设置在第一接收头112上，用于指示第一接收头112是否接收到副发射头模块12发射的红外调制光。

第二指示灯123设置在第二接收头122上，用于指示第二接收头122是否接收到主发射模块11发射的红外调制光。

在本发明的一个具体实施例中，第一指示灯113和第二指示灯123可以实现为发光二极管。

在图3实施例中，主发射模块在下、副发射模块在上，他们尺寸相同，俯视及侧视应对称。主发射模块和副发射模块上的发射与接收头也是相应对称排布，其布局间距和角度以及红外发射一体接收头个数应在根据计算公式基础上，随着实际情况调整，原则是要满足光线发射的覆盖面积。

主、副发射模块之间的距离取决于实际需要，例如安放在库房分拣货架上，货架间隔如果为35cm，则主副发射模块放在上下相邻横梁上，他们的间距也就是35cm。

主副发射模块的宽度取决于实际需要，例如安放在库房分拣货架上，需要检测的分拣货架货位宽度为65，则主副发射模块他们的宽度也是65cm。

在本发明的一个实施例中，主发射模块11的长度和副发射模块12的长度均等于分拣位宽度。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，主发射模块11包括多个第一红外发射头111，所述多个第一红外发射头111的发射光共同覆盖整个副发射模块12的长度方向；副发射模块12包括一个第二红外发射头121，所述第二红外发射头121的发射光覆盖整个主发射模块11的长度方向。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，因为光路发射区为一个扇形平面，为了便于计算，这里取扇区的一半模拟为一个直角三角形，可以根据公式(1)确定第二发射角度α。

α＝2arctan[(L/2)÷H] (1)

其中，L为分拣货架的分拣位宽度(直角三角形底边)，H为分拣货架的分拣位高度距离(直角三角形高)。

在本发明的一个具体实施例中，第二发射角度能覆盖主发射模块全部最后实际测试在进行调整最后选取合适角度即本例中选取α选为120度。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，可以根据公式(2)确定第一发射角度β，

β＝2arctan[(Li/2)÷H] (2)

其中，即，每个第一发射头底边为L1、L2、L3……，Li为n个第一红外发射头中第i个第一红外发射头覆盖的分拣位宽度。

每个第一发射头构成的图4所示三角形所选取的高度相同。利用L估计出使用的个数，在用相同公式即可算出选取第一发射头的大概角度，最后再进行测试调整角度最后选取合适角度即本例中β选为15度。

本发明上述实施例中，发射头的角度和个数选取是在光路计算基础上根据实际检测范围再继续调整而定。

在本发明的一个具体实施例中，第一发射角度选取15度和第二发射角度选取120度，由两个因素决定。其一就是根据分拣货架高间距35cm而选取的，这保证了发射头照射范围不重叠，并且发射光路面积最大。其二是主副发射模块尺寸，他们尺寸相同，长65(宽没要求)，也是每个货架分拣筐65cm长也是决的，选用多少个红外一体接收头，能保证光路全覆盖检测区域。最后，一定要根据实际测量后，在计算出的角度基础上，进行调整角选取度以及红外一体接收头与发射头排布，最终才能确定使用哪种角度最合适，其他应用场景中也是是一样过程，最后一步根据实际情况选取很重要。

本发明上述实施例中交叉的多光路设计像渔网一样，可以最大面积的检测通过的物体，通过调整间距与发射头角度可以最大限度的减小最小的死角，不漏网。本发明上述实施例的交叉光路系统为一种特殊的测量光栅系统，通过交叉光路分区控制，在保证检测准确度的同时减小了因长期使用而带来的巨大能量损耗。

本发明上述实施例产品本身成本低；分拣效率高；通过巧妙的光路设计，在增大检测面积同时降低了功耗；本发明上述实施例按照原理设计基础上，体积可变动，安装灵活。

根据本发明的一个方面，还提供一种分拣系统，如图2或图3所示，所述分拣系统包括分拣装置2和分拣辅助装置1，其中所述分拣辅助装置1可以为本发明上述任一实施例(例如图1-图3任一实施例)所述的分拣辅助装置。

基于本发明上述实施例提供的分拣系统，可以通过分拣辅助装置识别商品数量信息，从而提高了识别准确率，避免了缺件、多件；可省去购买条码扫描枪数量，降低了成本；通过使用光栅系统免去人工或其他方式计数可以大大减轻劳动强度，提高了效率；相对于采用光电开关的技术方案，大大节约了成本；因为交叉光路设定和待机设定，比一般的同类产品降低了功耗。

图5为本发明基于红外交叉光路的分拣辅助方法第一实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明上述任一实施例所述的分拣辅助装置执行。如图5所示，所述分拣辅助方法可以包括：

步骤51，响应于分拣装置2发送的检测指令，分拣辅助装置1启动主发射模块11和副发射模块12，以检测是否有物品投入分拣货架，其中，主发射模块11和副发射模块12分别设置在分拣位入口截面的两个对边上，主发射模块11以第一发射角度向副发射模块12发送红外调制光，副发射模块12接收主发射模块11发送的红外调制光，副发射模块12以第二发射角度向主发射模块11发送红外调制光，主发射模块11接收副发射模块12发送的红外调制光，第一发射角度小于第二发射角度。

在本发明的一个实施例中，主发射模块11包括第一红外发射头111和第一接收头112，副发射模块12包括第二红外发射头121和第二接收头122；第一红外发射头111以第一发射角度向副发射模块12发射红外调制光，第二接收头122接收第一红外发射头111发射的红外调制光；第二红外发射头121以第二发射角度向主发射模块11发射红外调制光，第一接收头112接收第二红外发射头121发射的红外调制光。

步骤52，分拣辅助装置1在检测到有物品切割了主发射模块11和/或副发射模块12发射的红外调制光的情况下，向分拣装置2上传物品检测信息，以便分拣装置2计算物品数量。

在本发明的一个实施例中，步骤52可以包括：

步骤521，在物品切割了主发射模块11和副发射模块12发射的红外调制光、或者物品切割了副发射模块12发射的红外调制光的情况下，主发射模块11接收不到副发射模块12发送的红外调制光，之后主发射模块11向分拣装置2上传物品检测信息；

步骤522，在物品切割了主发射模块11发射的红外调制光的情况下，副发射模块12在接收不到主发射模块11发送的红外调制光后，停止向主发射模块11发射红外调制光，之后主发射模块11接收不到副发射模块12发送的红外调制光，向分拣装置2上传物品检测信息。

在本发明的一个实施例中，在步骤51之前，所述方法还可以包括：根据分拣货架的分拣位高度距离和分拣位宽度、以及第一红外发射头111的数量确定第一发射角度；根据分拣货架的分拣位高度距离和分拣位宽度确定第二发射角度；根据实际检测范围对发射头和接收头数量、发射头发射角度进行调整。

基于本发明上述实施例提供的分拣辅助方法，可以通过分拣辅助装置识别商品数量信息，从而提高了识别准确率，避免了缺件、多件；可省去购买条码扫描枪数量，降低了成本；免去人工或其他方式计数可以大大减轻劳动强度，提高了效率；相对于采用光电开关的技术方案，大大节约了成本。

图6为本发明基于红外交叉光路的分拣辅助方法第二实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明上述任一实施例所述的分拣系统执行。如图6所示，所述分拣辅助方法可以包括：

1、分拣装置开始工作，给出检测指令。

2、通过通信模块处理输出信号后发送给主发射模块接。

3、主发射模块接到指令后启动设备，指示灯全部点亮。

4、同时，主发射模块发送调制光路给副发送模块。

5、副发射模块接收到主模块发来的信号，立即发送反馈信号给主发射模块，副发射模块的指示灯灭。如果没接受到，则副发射模块指示灯一直亮。

6、主发射模块接收到副发射模块的反馈信号后，主发射模块的指示灯全部熄灭，设备完成工作模式准备工作。

7、主发射模块和副发射模块检测是否有物品通过。当有物品通过时，如果是通过的大角度发射头发射的光路，则主发射模块直接上报分拣系统检测状态。如果是通过小角度发射头发射的光路，则副发射模块停止大发射头发射红外线，主发射模块上的红外一体接收头因为接收不到红外光将这种截断光通信的状态上报，同时指示灯全部点亮，并且通过主发射的模块上传信息到分拣装置。否则检测装置一直处于待检测状态。

8、副发射模块和主发射模块都进入待机状态，等待下一次分拣系统的检测信号到来。

9、分拣装置通过计数器等可测得商品数量。

基于本发明上述实施例提供的分拣方法，可以通过分拣辅助装置识别商品数量信息，从而提高了识别准确率，避免了缺件、多件；可省去购买条码扫描枪数量，降低了成本；通过使用光栅系统免去人工或其他方式计数可以大大减轻劳动强度，提高了效率；相对于采用光电开关的技术方案，大大节约了成本；因为交叉光路设定和待机设定，比一般的同类产品降低了功耗。

在本发明的一个实施例中，在一段时间内又连续投入多个物品的情况下，也可以不设置为每检测到有物品通过主发射模块和副发射模块的检测区域，就关闭主发射模块和副发射模块；而是设置为一段时间内，主发射模块和副发射模块一直处于工作状态，以监测这段时间内通过所述检测区域的物品，每检测到一次，则上报一次物品通过信息，以便分拣装置计算这段时间内通过所述检测区域的物品总数。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。