本发明涉及条码识别技术领域。更具体地，涉及一种快件条码的自动识别装置及方法。
背景技术：
条码技术是在计算机技术与信息技术基础上发展起来的一门集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身的新兴技术。条码技术由于其识别快速、准确、可靠及成本低等优点，被广泛应用于商业、图书管理、仓储、邮电、交通和工业控制等领域，并且势必在逐渐兴起的物联网应用中发挥重大的作用。
在条码进行解码的过程中，通常是利用扫描设备对于条码进行扫描，以获取反射光信号，或者是利用摄影设备对条码进行拍摄，以获取条码图像，通过对反射光信号或条码图像进行识别处理来获取条码信息。
目前，随着快递行业的迅速发展，条码技术在快件识别上的应用越来越广泛。一般来说快递物流中的快件是多面体，如箱、包、带等，而带有一维或二维条码信息的面单有可能被粘贴在快件的任何一面上。传统的快件进行处理时，需要人工找到每个快件粘贴有面单的一面并将其对准扫描设备进行条码识别，这种方法处理速度慢，识别效率低，需要大量的人工操作，不利于自动化的快件处理。
为了提高快件的处理速度，现有技术中一般采用快件自动化设备来处理快件。使用快件自动化设备处理快件时，必须识别每个快件上的条码，以根据快件的属性进行操作。这种快件自动化处理能够对快件的多面(非底面)进行自动扫描，但当条码位于快件底面时，却无法实现快件的自动化处理。为了解决上述问题，一般采用三种方式：一是快件在传送带上传递时，通过人工对快件的姿态进行调整，以使条码暴露于自动条码扫描装置可扫描的位置处；二是快件在传送带上传递时，在传送带上预留缝隙并在缝隙下方设置条码扫描装置，通过设置于缝隙下方的条码扫描装置来解决位于快件底面的条码的扫描问题；三是通过自动化的六面扫描设备对快件的各个面同时进行扫描。
以上处理方式都存在其缺点：采用人工调整姿态，降低了处理速度，同时需要大量的人工操作，不利于自动化的快件处理；采用传送带下方缝隙进行扫描，需要将完整的流水线拆分为多段，提高了设备的成本；采用自动化的六面扫描，其设备价格昂贵，同时不便于应用于现有的设备中。
因此，需要提供一种快件条码的自动识别装置及方法。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种快件条码的自动识别装置，通过机械手抓取快件进行第一条码识别和传送带传送快件进行第二条码识别相结合，提高快件识别速度的同时，不增加设备的成本，方便对现有设备的改造，实现对快件各个面的自动识别。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种快件条码的自动识别装置，该自动识别装置包括机械手、第一识别单元、判断单元及第二识别单元，其中机械手用于抓取快件并暴露出快件的第一面及以第一面为快件的底面将快件放置于传送带上；第一识别单元用于对快件的第一面进行第一条码识别；判断单元用于判断第一条码识别是否完成；及第二识别单元用于当判断单元判断第一条码识别未完成时，对快件的底面进行第二条码识别。其中，底面和非底面共同构成快件的外表面。
本发明中，通过对快件的底面和非底面进行区分，同时针对不同的面采用不同的识别方式，通过两步识别过程解决了传送带上快件底面不能快速方便识别的问题；机械手的引用提高了识别过程的自动化程度，也避免了机械手对快件存在条码面的检测过程，降低了识别过程的复杂度，易于应用于现有的自动化识别设备上，改造成本低，识别速度快，优化了快件条码的自动识别过程。
优选地，第一识别单元为设置在机械手相对方向的单面条码扫描设备，用于直接扫描快件的第一面以进行第一条码识别。
本发明中，通过机械手对快件的第一面进行条码识别，解决了快件放置于传送带上时底面难于识别的问题，相对于人工识别提高了识别效率，相对于机械手首先判断条码存在的表面进而进行识别的装置，无需对条码存在的表面进行判断，简化了识别过程。
优选地，第一识别单元设置在机械手同侧的单面条码扫描设备；自动识别装置还包括设置于机械手相对方向的条码反射装置，第一识别单元通过条码反射装置对第一面进行第一条码识别。
本发明中，在机械手对快件的第一面进行条码识别的基础上，通过条码反射装置对条码进行反射，并通过设置在机械手上的单面条码扫描装置接收该反射的条码，进而实现对第一面进行第一条码识别。该装置相较于在机械手相对方向设置有单面条码扫描设备的识别装置，本装置中的条码反射装置能够扩大条码的有效扫描和识别面积，减少机械手的移动距离，提高识别效率。
进一步优选地，条码反射装置为平面镜。
本发明中，平面镜作为条码反射装置能够扩大条码的有效扫描和识别面积，同时平面镜成本低，易于安装和调节。
优选地，第二识别单元为五面条码识别设备。
本发明中，通过五面条码识别设备对传送带上的快件进行快速识别，能够一次性对快件的所有非底面进行识别，提高条码识别效率。
本发明的另一个目的在于提供一种快件条码的自动识别方法，通过机械手抓取快件进行第一条码识别和传送带传送快件进行第二条码识别相结合，提高快件识别速度的同时，不增加设备的成本，方便对现有设备的改造，实现对快件各个面的自动识别。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种快件条码的自动识别方法，该方法包括：机械手抓取快件并暴露出快件的第一面；对第一面进行第一条码识别；机械手以第一面为快件的底面将快件放置于传送带上；判断第一条码识别是否完成，若否，则通过设置于传送带上方的多面条码扫描设备对快件的非底面进行第二条码识别。其中，底面和非底面共同构成快件的外表面。
本发明中，通过对快件的底面和非底面进行区分，同时针对不同的面采用不同的识别方式，通过两步识别过程解决了传送带上快件底面不能快速方便识别的问题；机械手的引用提高了识别过程的自动化程度，也避免了机械手对快件存在条码面的检测过程，降低了识别过程的复杂度，易于应用于现有的自动化识别设备上，改造成本低，识别速度快，优化了快件条码的自动识别过程。
优选地，在机械手相对方向设置有单面条码扫描设备，用于对第一面进行第一条码识别。
通过机械手对快件的第一面进行条码识别，解决了快件放置于传送带上时底面难于识别的问题，相对于人工识别提高了识别效率，相对于机械手首先判断条码存在的表面进而进行识别的方法，无需对条码存在的表面进行判断，简化了识别过程。
优选地，在机械手上设置有单面条码扫描设备，在机械手相对方向设置有条码反射装置，单面条码扫面设备通过条码反射装置对第一面进行第一条码识别。
本发明中，在机械手对快件的第一面进行条码识别的基础上，通过条码反射装置对条码进行反射，并通过设置在机械手上的单面条码扫描装置接收该反射的条码，进而实现对第一面进行第一条码识别。该方法相较于在机械手相对方向设置有单面条码扫描设备的识别方法，本方法中的条码反射装置能够扩大条码的有效扫描和识别面积，减少机械手的移动距离，提高识别效率。
优选地，若判断第一条码识别完成，则基于第一条码识别生成并保存识别结果，完成快件条码的自动识别。
本发明中，若快件的条码位于快件的底面，则仅通过第一条码识别即可完成快件条码的自动识别，无需后续的识别过程，简化了识别过程，同时，可以在第一条码识别完成后，直接通过机械手将快件放置于预置位置处，实现条码识别与快件归类的统一。若快件的条码没有位于快件的底面，则需通过第二条码识别完成快件条码的自动识别。不同于现有技术中的先判断条码位置再调整识别的方法，本发明方法中无需对条码存在位置进行具体判断，至多只需两次识别过程即可实现对快件条码的自动识别，降低了识别过程的复杂度，提高了识别效率和自动化程度。
优选地，判断第一条码识别完成，多面条码扫描设备对快件的非底面进行第二条码识别，基于第一条码识别和第二条码识别生成并保存识别结果，完成快件条码的自动识别。
本发明中，对于同一快件存在至少一面具有条码的情况，可以先进行第一条码识别，不管第一条码识别是否存在条码，继续进行第二条码识别，从而保证对快件的底面和非底面均进行识别。
进一步地，本发明中，对于仅存在一面存在条码的快件，在对快件的底面进行条码识别后，再对快件的非底面进行条码识别，综合分析处理两次的识别结果，能够进一步提高识别结果的准确度，提高识别精度，减小识别误差。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出现有技术中一种快件条码自动识别设备结构示意图。
图2示出现有技术中另一种快件条码自动识别设备结构示意图。
图3示出一个实施例中一种快件条码的自动识别方法步骤图。
图4示出一个实施例中机械手对快件进行第一条码识别结构示意图。
图5示出另一个实施例中机械手对快件进行第一条码识别结构示意图。
图6示出一个实施例中一种快件条码的自动识别方法流程图。
图7示出另一个实施例中一种快件条码的自动识别方法流程图。
图8示出又一个实施例中一种快件条码的自动识别方法流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
快件识别中，目前被广泛应用的条码包括一维条码及二维条码。一维条码又称线形条码，其是由平行排列的多个“条”和“空”单元组成，条码信息依靠条和空的不同宽度和位置来表达。二维条码是由按一定规律在二维方向上分布的黑白相间的特定几何图形组成，其可以在二维方向上表达信息。二维条码可以分为行列式二维条码和矩阵式二维条码。行列式二维条码室友多行短截的一维条码堆叠而成，代表性的二维条码包括pdf417、code49、code16k等。行列式二维条码信息表示方法与一维条码类似，也是依靠条和空的不同宽度和位置来表达。矩阵式二维条码是由按照鱼洞规则分布于矩阵中的黑白模块组成，代表性的矩阵二维条码包括qr码、datamatrix码、maxi码、汉信码等。
如图1所示，现有设备中对快件的条码的扫描是将快件1放置于传送带2上，当快件沿传送带方向移动时，位于传送带上方的多面条码扫描设备对设备的非底面进行条码识别与扫描。这时，如果条码位于快件的底面3，则无法完成扫描，所以需要人工将快件进行调整，以保证条码不位于快件的底面。这种人工的调整，影响了条码扫描的效率，浪费了人工成本。
在此基础上，如图2所示，为了做到全面扫面，一种可行的做法是：在流水线下方预留出一条缝隙4，并在该缝隙下方设置有条码扫描设备5。当快件1沿传送带方向移动经过该缝隙4时，设置于缝隙4下方的条码扫描设备5对快件的底面3进行扫描，以实现对快件各面的全面扫描。这种识别方式虽然能够实现全面扫描，但是必须将一条完整的流水线拆分为至少两部分，提高了设备的复杂程度，增加了设备的成本。
本发明实施例中，通过对快件的底面和非底面进行区分，同时针对不同的面采用不同的识别方式，通过两步识别过程解决了传送带上快件底面不能快速方便识别的问题；机械手的引用提高了识别过程的自动化程度，也避免了机械手对快件存在条码面的检测过程，降低了识别过程的复杂度，易于应用于现有的自动化识别设备上，改造成本低，识别速度快，优化了快件条码的自动识别过程。
本发明的一个实施例中，提供了一种快件条码的自动识别装置，该自动识别装置包括机械手、第一识别单元、判断单元及第二识别单元，其中机械手用于抓取快件并暴露出快件的第一面及以第一面为快件的底面将快件放置于传送带上；第一识别单元用于对快件的第一面进行第一条码识别；判断单元用于判断第一条码识别是否完成；及第二识别单元用于当判断单元判断第一条码识别未完成时，对快件的底面进行第二条码识别。其中，底面和非底面共同构成快件的外表面。
本实施例中，通过对快件的底面和非底面进行区分，同时针对不同的面采用不同的识别方式，通过两步识别过程解决了传送带上快件底面不能快速方便识别的问题；机械手的引用提高了识别过程的自动化程度，也避免了机械手对快件存在条码面的检测过程，降低了识别过程的复杂度，易于应用于现有的自动化识别设备上，改造成本低，识别速度快，优化了快件条码的自动识别过程。
在一个优选实施例中，第一识别单元为设置在机械手相对方向的单面条码扫描设备，用于直接扫描快件的第一面以进行第一条码识别。通过机械手对快件的第一面进行条码识别，解决了快件放置于传送带上时底面难于识别的问题，相对于人工识别提高了识别效率，相对于机械手首先判断条码存在的表面进而进行识别的装置，无需对条码存在的表面进行判断，简化了识别过程。
在一个优选实施例中，第一识别单元设置在机械手同侧的单面条码扫描设备；自动识别装置还包括设置于机械手相对方向的条码反射装置，第一识别单元通过条码反射装置对第一面进行第一条码识别。在机械手对快件的第一面进行条码识别的基础上，通过条码反射装置对条码进行反射，并通过设置在机械手上的单面条码扫描装置接收该反射的条码，进而实现对第一面进行第一条码识别。该装置相较于在机械手相对方向设置有单面条码扫描设备的识别装置，本装置中的条码反射装置能够扩大条码的有效扫描和识别面积，减少机械手的移动距离，提高识别效率。
在一个优选实施例中，条码反射装置为平面镜。平面镜作为条码反射装置能够扩大条码的有效扫描和识别面积，同时平面镜成本低，易于安装和调节。
如图3所示，本发明的又一个实施例中，提供了一种快件条码的自动识别方法，该方法包括：
步骤s1：机械手抓取快件并暴露出快件的第一面。
步骤s2：对第一面进行第一条码识别。
步骤s3：机械手以第一面为快件的底面将快件放置于传送带上。
步骤s4：判断第一条码识别是否完成，若否，则通过设置于传送带上方的多面条码扫描设备对快件的非底面进行第二条码识别，其中，底面和非底面共同构成快件的外表面。
本实施例中，第一面可以为快件的任一一面。应理解的是，实际生活中，快件的形状并不限于六面体，处理的物体经常是形状不规则的多面体，如信封，衣服软包pe袋等，为了简便，通常称全面扫描设备为六面扫描设备。
如图4所示，在一个实施例中，在机械手6相对方向设置有单面条码扫描设备5，用于对第一面3进行第一条码识别。
本实施例中，通过机械手对快件的第一面进行条码识别，解决了快件放置于传送带上时底面难于识别的问题，相对于人工识别提高了识别效率，相对于机械手首先判断条码存在的表面进而进行识别的方法，无需对条码存在的表面进行判断，简化了识别过程。
如图5所示，在另一个实施例中，在机械手6上设置有单面条码扫描设备5，在机械手6相对方向设置有条码反射装置7，单面条码扫面设备通过条码反射装置对第一面3进行第一条码识别。
本实施例中，在机械手对快件的第一面进行条码识别的基础上，通过条码反射装置对条码进行反射，并通过设置在机械手上的单面条码扫描装置接收该反射的条码，进而实现对第一面进行第一条码识别。该方法相较于在机械手相对方向设置有单面条码扫描设备的识别方法，本方法中的条码反射装置能够扩大条码的有效扫描和识别面积，减少机械手的移动距离，提高识别效率。
本实施例中，例如条码反射装置为平面镜。平面镜作为条码反射装置能够扩大条码的有效扫描和识别面积，同时平面镜成本低，易于安装和调节。
应理解的是，为了进一步扩大条码扫描面积，可以不限于平面镜，例如曲面镜，对应地，应在条码识别过程中做出相应的调整。
如图6所示，在又一个实施例中，若判断第一条码识别完成，则基于第一条码识别生成并保存识别结果，完成快件条码的自动识别。
本实施例中，若快件的条码位于快件的底面，则仅通过第一条码识别即可完成快件条码的自动识别，无需后续的识别过程，简化了识别过程，同时，可以在第一条码识别完成后，直接通过机械手将快件放置于预置位置处，实现条码识别与快件归类的统一。
在又一个实施例中，基于第二条码识别生成并保存识别结果，完成快件条码的自动识别。
本实施例中，若快件的条码没有位于快件的底面，则需通过第二条码识别完成快件条码的自动识别。不同于现有技术中的先判断条码位置再调整识别的方法，本发明方法中无需对条码存在位置进行具体判断，至多只需两次识别过程即可实现对快件条码的自动识别，降低了识别过程的复杂度，提高了识别效率和自动化程度。
本发明实施例中，通过对快件底面和非底面进行区分，并分别进行第一条码识别和第二条码识别，能够确保条码位于快件底面时的准确扫描，并在扫描完成后避免进行多余的条码识别，节省了工序，提高了识别效率。
如图7所示，在又一个实施例中，判断第一条码识别完成，多面条码扫描设备对快件的非底面进行第二条码识别，基于第一条码识别和第二条码识别生成并保存识别结果，完成快件条码的自动识别。
在实际中，有可能部分商品的快件上粘贴有至少一个条码。本实施例中，对于同一快件存在至少一面具有条码的情况，可以先进行第一条码识别，不管第一条码识别是否存在条码，继续进行第二条码识别，从而保证对快件的底面和非底面均进行识别。
如图8所示，进一步地，本实施例中，对于仅存在一面存在条码的快件，在对快件的底面进行条码识别后，再对快件的非底面进行条码识别，综合分析处理两次的识别结果，只有两次条码扫描中有且仅有一次条码识别成功，才判断该快件完成条码扫描。这样能够进一步提高识别结果的准确度，提高识别精度，减小识别误差。
在上述实施例中，例如多面条码扫描设备为五面条码识别设备。通过五面条码识别设备对传送带上的快件进行快速识别，能够一次性对快件的所有非底面进行识别，提高条码识别效率。
应理解的是，本发明各实施例中进行第二条码识别时，并不限于五面条码识别设备，可选用现有技术中的多面条码识别设备，同样地，也不限于对非底面进行一次性的条码识别，该识别过程可以为多次。
本发明实施例中，为了保证流水线的完整性，同时节约人工成本，本申请引入机械手对快件进行操作。应注意的是，本申请中虽然引入机械手对快件进行操作，但其并不是将现有技术中人工操作调整部分替换为机械调整，而是对整体的识别方法的一种改进，具体地：人工调整需要人工确认出条码具体位于快件的哪个表面，并通过调整快件姿态以使条码不位于底面；与之不同，机械手对快件进行操作时，并不需要识别出条码实际位于快件的哪个表面，即省去了条码的识别过程，这样提高了识别过程的自动化程度，也避免了机械手对快件存在条码面的检测过程，降低了识别过程的复杂度，易于应用于现有的自动化识别设备上，改造成本低，识别速度快，优化了快件条码的自动识别过程。
本发明实施例中所述机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。应说明的是，本发明中并不区分机械手、机器手、机械臂、机器臂及其他具有同等功能的装置。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的属于“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法或设备固有的气体步骤或单元。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。