CN102218404A - 基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统及其方法,设有多个投货传送单元、汇聚传送机和货物传送辊道;货物传送辊道上依次设有第二红外发射接收装置、安装有射频卡读卡器的横梁、信息处理单元、打印机、贴标装置和分拣口传送机;货物传送辊道的上方设置有摄像头;所述投货传送单元包括投货传送机和货物排序装置,所述投货传送机上设有第一红外发射接收装置、挡梁;每个分拣口传送机的货物入口处设有一个LED标志和一个货物推送装置。本发明的物流分拣系统和方法,具有成本低、可分拣不同种类的货物、分拣效率高等优点。

Description

基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统及其方法
[0001] 本申请要求以下两项中国专利申请的优先权:(1)2011年1月26日提交的名称为 “基于射频、视频和红外识别跟踪的物流网分拣方法”且申请号为201110027350. 3的中国发明专利申请;(2)2011年3月8日提交的名称为“低频射频技术实现电子商务信息流资金流物流三流合一”且申请号为201120057940. 6的中国实用新型专利申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种物流分拣系统和方法,尤其是一种基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统及其方法。
背景技术
[0003] 目前,在物流快递行业中,绝大多数企业仍然是采用手工操作的方式,对同一件商品重复进行多次核对、查找、标记、记录来完成货物流通的各个环节,需要耗费大量的人力。 制约物流快递配送运输行业的最关键技术瓶颈是分拣环节不能以低成本实现自动化。依据条码、色码、射频、文字、图像识别技术,国内外有很多种智能分拣系统被开发出来。其中国内成熟的产品是由邮政科学研究规划院研制开发的扁平邮件高速分拣机。这种扁平邮件高速分拣机是依靠光学文字读取方式(OCR)进行邮件分拣的。这种分拣机虽然能够大大提高分拣的速度,但其成本很高,而且适用性受货物的外形尺寸的限制较大。现有的分拣系统没有一个能同时解决低成本、进行外包装具有不同规格尺寸货物的分拣、根据时间点追踪货物和物联网、电子商务有效合流等问题。
[0004] 目前,物流行业重复地人工进行多次中间环节产品信息确认、核对核查,浪费大量的人力物力,而且出错的机率比较高。一旦出现产货物丢失问题,也不能有效追查。而且, 也不能非常有效及时的联网发布、跟踪产品的流通信息。
发明内容
[0005] 本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处,提供一种基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统及其方法,以在降低分拣系统的成本的同时提高货物的分拣效率。
[0006] 本发明为解决技术问题采用以下技术方案。
[0007] 基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统,其结构特点是,包括有用于将不同种类的货物汇聚在一起的汇聚传送机,在所述分拣系统的第一端设有多个用于将不同种类的货物传送给所述汇聚传送机的投货传送单元;所述汇聚传送机之后设置有货物传送辊道;所述货物上设置有存储有货物的商品信息的被动式射频卡;货物传送辊道上依次设有用于测量货物高度的第二红外发射接收装置、安装有射频卡读卡器的横梁、信息处理单元、用于在货物信息标签上打印货物的商品信息的打印机、用于将所述打印机打印的货物信息标签粘贴在货物外包装上的贴标装置和分拣口传送机;货物传送辊道的上方设置有摄像头;所述投货传送单元包括投货传送机和货物排序装置,所述投货传送机上设有第一红外发射接收装置、用于防止高度超限货物进入的挡梁;所述横梁上设有用于调整射频卡读卡器的位置的电机和由电磁阀(708)控制的气缸;每个分拣口传送机的货物入口处设有一个用于标记分拣口的LED标志和一个用于将货物推送给该分拣口传送机的货物推送装置; 所述投货传送机、第一红外发射接收装置、汇聚传送机、第二红外发射接收装置、电机、电磁阀、射频卡读卡器、打印机、贴标装置、货物推送装置和摄像头均与所述信息处理单元相连接。
[0008] 本发明的基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统的结构特点也在于:
[0009] 所述贴标装置包括有自动机械臂;所述自动机械臂上设有真空吸头和毛刷。
[0010] 所述贴标装置为自动贴标机。
[0011 ] 所述横梁之内沿长度方向设置有导槽,所述导槽之内设有丝杠,所述丝杠上套设于螺母;所述横梁的一端设有用于带动丝杠转动的电机;所述横梁上表面上设置有可沿着横梁长度方向移动的滑块,所述滑块与所述螺母相固定连接;所述滑块上设置有气缸和由气缸控制的伸缩杆;所述射频卡读卡器设于所述伸缩杆的底端;所述伸缩杆的底端还设置有触动开关。
[0012] 所述货物推送装置包括可自动复位的推杆,在推杆的端部上设有用于推移货物的推板。
[0013] 本发明还提供了一种物流分拣系统的分拣方法,包括以下步骤:
[0014] a.由投货传送机将不同种类的货物传送给汇聚传送机;
[0015] b.汇聚传送机将不同种类的货物送入货物传送辊道;
[0016] c.第二红外发射接收装置测量货物的高度,并将货物的高度值传送给信息处理单元;
[0017] d.信息处理单元接受第二红外发射接收装置发送的货物的高度值,并根据所述高度值产生第一控制指令,把所述第一控制指令传送给电机和电磁阀;
[0018] e.电机和电磁阀根据信息处理单元发送的第一控制指令通过控制电机及气缸的运动来调整射频卡读卡器的位置,由射频卡读卡器读取货物的商品信息,并将货物的商品信息传送给信息处理单元;
[0019] f.信息处理单元接收射频卡读卡器传送的货物的商品信息,然后通过打印机在货物信息标签上打印货物的商品信息,同时根据货物的高度值产生第二控制指令并把第二控制指令传送给贴标装置;
[0020] g.贴标装置根据信息处理单元发送的第二控制指令,将货物信息标签粘贴在货物的外包装上;
[0021] h.所述摄像头获取货物的运动轨迹,并将所述运动轨迹传送给信息处理单元;信息处理单元根据货物的商品信息和货物的运动轨迹产生用于控制货物推送装置的第三控制指令,并将所述第三控制指令发送给货物推送装置;当货物运动至LED标志时,货物推送装置根据第三控制指令将货物推入相应的分拣口传送机,实现货物的分拣。
[0022] 与已有技术相比,本发明有益效果体现在:
[0023] 本发明利用射频、视频和红外识别跟踪技术接合计算机、机电一体化、互联网、通信网及物联网技术,从物流快递的流程源头开始全程实施产品的标记、识别、分拣、归类、记录、定位、跟踪,和现有的分拣系统相比成本较低,适用性强,不需要人工重复核对产品的信
5息,准确度高,可及时自动发布产品地理位置/流程环节信息,能分拣不同规格尺寸物品, 能节省物流快递流程大量的时间等特点。本发明的物流分拣系统及其方法,具有成本低、可分拣不同种类的货物、分拣效率高等优点。
附图说明
[0024] 图1为本发明的基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统的主视图。
[0025] 图2为本发明的基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统的俯视图。
[0026] 图3为本发明的物流分拣系统的横梁的主视图。
[0027] 图4为图3中的A-A剖视图。
[0028] 附图1〜附图4中标号:1投货传送机,2挡梁,3第一红外发射接收装置,4光电管货物排序装置,5汇聚传送机,6第二红外发射接收装置,7横梁,701电机,702气缸,703丝杠,704导槽,705滑块,706伸缩杆,707触动开关,708电磁阀,8射频卡读卡器,9信息处理单元,10打印机,11自动机械臂,12真空吸头,13LED标志,14货物推送装置,15分拣口传送机,16摄像头,17货物传送辊道。
[0029] 以下通过具体实施方式,并结合附图对本发明作进一步说明。 具体实施方式
[0030] 参见图1〜图4,基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统,包括有用于将不同种类的货物汇聚在一起的汇聚传送机5,在所述分拣系统的第一端设有多个用于将不同种类的货物传送给所述汇聚传送机5的投货传送单元;所述汇聚传送机5之后设置有货物传送辊道17 ;所述货物上设置有存储有货物的商品信息的被动式射频卡;货物传送辊道 17上依次设有用于测量货物高度的第二红外发射接收装置6、安装有射频卡读卡器8的横梁7、信息处理单元9、用于在货物信息标签上打印货物的商品信息的打印机10、用于将所述打印机10打印的货物信息标签粘贴在货物外包装上的贴标装置和分拣口传送机15 ;货物传送辊道17的上方设置有摄像头16 ;所述投货传送单元包括投货传送机1和货物排序装置4,所述投货传送机1上设有第一红外发射接收装置3、用于防止高度超限货物进入的挡梁2 ;所述横梁7上设有用于调整射频卡读卡器8的位置的电机701和由电磁阀708控制的气缸702 ;每个分拣口传送机15的货物入口处设有一个用于标记分拣口的LED标志13 和一个用于将货物推送给该分拣口传送机15的货物推送装置14 ;所述投货传送机1、第一红外发射接收装置3、汇聚传送机5、第二红外发射接收装置6、电机701、电磁阀708、射频卡读卡器8、打印机10、贴标装置、货物推送装置14和摄像头16均与所述信息处理单元9相连接。由于在货物外包装上设置有内存货物的商品信息的被动式射频卡,可通过读卡器很方便地读出商品信息。投货传送单元和汇聚传送机将不同规格的货物送入货物传送辊道。 通过在辊道上设置读卡器、贴标装置、货物推送装置等装置,可以将贴有货物信息标签的货物分别推入相应的分拣口传送机,然后由分拣口传送机将货物送入装货的小车,工作人员将装满货物的小车送到相应的仓库或货架,可对不同尺寸规格的货物进行分拣,整个系统成本较低,分拣效率高。同时所有货物信息均存储于信息处理单元之内,便于货物的核查核对,能够很方便地了解货物去向。另外,还可将信息处理单元接入网络,使得工作人员可以很方便地通过网络获取货物的信息,方便了货物的跟踪和信息发布。[0031] 所述贴标装置包括有自动机械臂11 ;所述自动机械臂11上设有真空吸头12和毛刷。所述真空吸头12和毛刷设于机械臂的末端,真空吸头12可以将打印机打印出的货物信息标签很方便地吸引住,由自动机械臂11将货物信息标签挪到货物上,并通过毛刷压紧货物信息标签,使货物信息标签紧紧地粘贴于货物包装上。如此一来,就可以通过货物信息标签很方便地获取该货物的相关信息,方便了工作人员的工作,提高了物流系统的工作效率。
[0032] 所述贴标装置为自动贴标机。通过贴标机来将打印机打印出的货物信息标签很方便地挪到货物上,并压紧货物信息标签,使货物信息标签紧紧地粘贴于货物包装上。如此一来,就可以通过货物信息标签很方便地获取该货物的相关信息,方便了工作人员的工作,提高了物流系统的工作效率。
[0033] 所述横梁7之内沿长度方向设置有导槽704,所述导槽704之内设有丝杠703,所述丝杠703上套设于螺母;所述横梁7的一端设有用于带动丝杠703转动的电机701 ;所述横梁7上表面上设置有可沿着横梁7长度方向移动的滑块705,所述滑块705与所述螺母相固定连接;所述滑块705上设置有气缸702和由气缸702控制的伸缩杆706 ;所述射频卡读卡器8设于所述伸缩杆706的底端;所述伸缩杆706的底端还设置有触动开关707。通过电机带动丝杠转动,通过丝杠带动滑块沿着横梁的长度方向移动。通过气缸带动伸缩杆, 由伸缩杆带动读卡器和触动开关上下移动。通过电机和气缸,来调整读卡器的位置,以便于读取射频卡上的信息。通过电机和气缸作为执行机构,有丝杠传动,精度高,调整方便快捷。当触动开关碰到货物时,说明读卡器的位置过低,触动开关发信号给用于控制触动气缸的电磁阀,将伸缩杆拉高,从而使得货物顺利通过并由读卡器读取射频卡上的货物信息。因而,即使货物的尺寸规格不同,也可以很方便地读取射频卡。
[0034] 所述货物推送装置14包括可自动复位的推杆,在推杆的端部上设有用于推移货物的推板。当货物到达分拣口传送机15处时,信息处理单元9根据货物信息,将货物分配给不同的分拣口传送机15。摄像头16将货物图像信息发送给信息处理单元9。当货物经过该货物被分配的分拣口传送机15入口处的LED标志时,信息处理单元9根据摄像头16 获得的图像信息,控制货物推送装置14的推杆,将货物推入分拣口传送机15上。
[0035] 本发明的物流分拣系统的分拣方法,包括以下步骤:
[0036] a.由投货传送机1将不同种类的货物传送给汇聚传送机5 ;
[0037] b.汇聚传送机5将不同种类的货物送入货物传送辊道17 ;
[0038] c.第二红外发射接收装置6测量货物的高度,并将货物的高度值传送给信息处理单元9 ;
[0039] d.信息处理单元9接受第二红外发射接收装置6发送的货物的高度值,并根据所述高度值产生第一控制指令,把所述第一控制指令传送给电机701和电磁阀708 ;
[0040] e.电机701和电磁阀708根据信息处理单元9发送的第一控制指令通过控制电机701及气缸702的运动来调整射频卡读卡器8的位置,由射频卡读卡器8读取货物的商品信息,并将货物的商品信息传送给信息处理单元9 ;
[0041] f.信息处理单元9接收射频卡读卡器8传送的货物的商品信息,然后通过打印机 10在货物信息标签上打印货物的商品信息,同时根据货物的高度值产生第二控制指令并把第二控制指令传送给贴标装置;
[0042] g.贴标装置根据信息处理单元9发送的第二控制指令,将货物信息标签粘贴在货物的外包装上;
[0043] h.所述摄像头16获取货物的运动轨迹,并将所述运动轨迹传送给信息处理单元 9 ;信息处理单元9根据货物的商品信息和货物的运动轨迹产生用于控制货物推送装置14 的第三控制指令,并将所述第三控制指令发送给货物推送装置14 ;当货物运动至LED标志 13时,货物推送装置14根据第三控制指令将货物推入相应的分拣口传送机15,实现货物的分拣。通过读卡器很方便地读出商品信息,通过在辊道上设置读卡器、贴标装置、货物推送装置等装置,可以将货物分别推入相应的分拣口传送机,可对不同尺寸规格的货物进行分拣,整个系统成本较低,分拣效率高。
[0044] 本发明的具体分拣过程如下:
[0045] 粘贴有被动式射频卡的一面朝上,商品从不同的投货传送机1进入汇聚传送机5。 汇聚传送机5以及投货传送机1都有自动停机功能,当前方的识别分拣装置出现故障、射频卡不能被读取、两个商品连接在一起时,信息处理单元9的主机就会向这些传送机1发出停机指令。投货传送机上的第一红外发射接收装置保证在特定时间内只有单条投货传送机向汇聚传送机投货。汇聚传送机5上的商品通过光电管、辊带和挡板来排序,保持一定距离一一鱼贯排列。
[0046] 经过合流、方位调整后的商品保持固定的间距依次前行,进入货物传送辊道,到达读卡器工位区。安装在传送辊道两侧的第二红外发射接收装置6感知商品的高度并发送到信息处理单元9。信息处理单元9的主机依次记录商品的高度,并向读卡器8和自动机械臂 11发布指令,让其适当调整高度以让商品依次顺利通过读卡器8和自动机械臂11,读卡器 8与粘贴在商品上表面的被动式射频卡近距离接触2cm以下距离,以读取商品信息。
[0047] 读卡器8依次读取射频卡上的商品身份信息,同时通过信息处理单元9通知下游的打印机10依次打好货物信息标签,所述货物信息标签为多联单。信息处理单元9同时通过摄像头16依次记录识别商品的运动轨迹,通知对应分拣口 15准备接受货物。
[0048] 商品由读卡器工位区被传送到自动机械臂11下方,打印机10打印出来的多联单或不干胶标签通过真空吸头12吸取准确地放置在商品包装上,毛刷压紧贴好多联单。
[0049] 在商品外包装上的射频卡被阅读,商品身份被识别后,商品在摄像头16的监控下运动多目标识别。当商品前进到对应分拣口的LED位置识别标记时13,信息处理单元9向对应的分拣口的货物推送装置14发布指令,货物推送装置14在指定的反应时间将商品推向分拣口 15,滑倒下面的小车上面。用摄像头监控货物的运动比依靠传送带的速度来计算到达分拣口的时间更为准确,效率更高,也能做到以时间点来监控、记录货物的运输流程。
[0050] 分拣口的小车接收商品。小车装满后由人工送到相应库门,等待出库装车。
8

Claims (6)

1.基于射频、视频和红外识别跟踪的物流分拣系统,其特征是,包括有用于将不同种类的货物汇聚在一起的汇聚传送机(5),在所述分拣系统的第一端设有多个用于将不同种类的货物传送给所述汇聚传送机(5)的投货传送单元;所述汇聚传送机(5)之后设置有货物传送辊道(17);所述货物上设置有存储有货物的商品信息的被动式射频卡;货物传送辊道(17)上依次设有用于测量货物高度的第二红外发射接收装置(6)、安装有射频卡读卡器 (8)的横梁(7)、信息处理单元(9)、用于在货物信息标签上打印货物的商品信息的打印机(10)、用于将所述打印机(10)打印的货物信息标签粘贴在货物外包装上的贴标装置和分拣口传送机(15);货物传送辊道(17)的上方设置有摄像头(16);所述投货传送单元包括投货传送机(1)和货物排序装置(4),所述投货传送机(1)上设有第一红外发射接收装置 (3)、用于防止高度超限货物进入的挡梁(2);所述横梁(7)上设有用于调整射频卡读卡器 (8)的位置的电机(701)和由电磁阀(708)控制的气缸(702);每个分拣口传送机(15)的货物入口处设有一个用于标记分拣口的LED标志(13)和一个用于将货物推送给该分拣口传送机(15)的货物推送装置(14);所述投货传送机(1)、第一红外发射接收装置(3)、汇聚传送机(5)、第二红外发射接收装置(6)、电机(701)、电磁阀(708)、射频卡读卡器(8)、打印机(10)、贴标装置、货物推送装置(14)和摄像头(16)均与所述信息处理单元(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的物流分拣系统,其特征是,所述贴标装置包括有自动机械臂(11);所述自动机械臂(11)上设有真空吸头(12)和毛刷。
3.根据权利要求1所述的物流分拣系统,其特征是,所述贴标装置为自动贴标机。
4.根据权利要求1所述的物流分拣系统,其特征是,所述横梁(7)之内沿长度方向设置有导槽(704),所述导槽(704)之内设有丝杠(703),所述丝杠(703)上套设于螺母;所述横梁(7)的一端设有用于带动丝杠(703)转动的电机(701);所述横梁(7)上表面上设置有可沿着横梁(7)长度方向移动的滑块(705),所述滑块(705)与所述螺母相固定连接;所述滑块(705)上设置有气缸(702)和由气缸(702)控制的伸缩杆(706);所述射频卡读卡器 (8)设于所述伸缩杆(706)的底端;所述伸缩杆(706)的底端还设置有触动开关(707)。
5.根据权利要求1所述的物流分拣系统,其特征是,所述货物推送装置(14)包括可自动复位的推杆,在推杆的端部上设有用于推移货物的推板。
6.根据权利要求1所述的物流分拣系统的分拣方法,其特征是,包括以下步骤:a.由投货传送机(1)将不同种类的货物传送给汇聚传送机(5);b.汇聚传送机(5)将不同种类的货物送入货物传送辊道(17);c.第二红外发射接收装置(6)测量货物的高度,并将货物的高度值传送给信息处理单元(9);d.信息处理单元(9)接受第二红外发射接收装置(6)发送的货物的高度值,并根据所述高度值产生第一控制指令,把所述第一控制指令传送给电机(701)和电磁阀(708);e.电机(701)和电磁阀(708)根据信息处理单元(9)发送的第一控制指令通过控制电机(701)及气缸(702)的运动来调整射频卡读卡器(8)的位置,由射频卡读卡器(8)读取货物的商品信息,并将货物的商品信息传送给信息处理单元(9);f.信息处理单元(9)接收射频卡读卡器(8)传送的货物的商品信息,然后通过打印机 (10)在货物信息标签上打印货物的商品信息,同时根据货物的高度值产生第二控制指令并把第二控制指令传送给贴标装置;g.贴标装置根据信息处理单元(9)发送的第二控制指令,将货物信息标签粘贴在货物的外包装上; h.所述摄像头(16)获取货物的运动轨迹,并将所述运动轨迹传送给信息处理单元 (9);信息处理单元(9)根据货物的商品信息和货物的运动轨迹产生用于控制货物推送装置(14)的第三控制指令,并将所述第三控制指令发送给货物推送装置(14);当货物运动至 LED标志(13)时,货物推送装置(14)根据第三控制指令将货物推入相应的分拣口传送机 (15),实现货物的分拣。
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