CN109592433B - 一种货物拆垛方法、装置及拆垛系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种货物拆垛方法、装置及拆垛系统，涉及物料输送技术领域。该货物拆垛方法包括：获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息；根据图像信息获得每个货物的第一特征信息；依据第一特征信息将多个货物分成多个货物组，并得到多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息；根据每个货物组的第二特征信息确定多个货物组的拆取方式，以便按照拆取方式对多个货物组进行拆取。该货物拆垛方法能够辅助拆垛系统更准确、更高效的进行拆垛。

Description

一种货物拆垛方法、装置及拆垛系统

技术领域

本发明涉及物料输送技术领域，具体而言，涉及一种货物拆垛方法、装置及拆垛系统。

背景技术

在仓储物流环节，货物往往根据品种、规格等分类成垛，并码放在托盘上，以方便存储和搬运。当货物需要周转或外运时，目前大多数企业仍采用人工拆垛的方式，这种方式劳动强度大、拆垛效率低、人工成本高。随着机械化、自动化设备的普及，越来越多的企业采用了工业机器人、多自由度运动平台辅以机械手或吸盘的方式进行货物的拆垛和搬运。

当机械手或吸盘对货垛中的货物进行拆垛作业时，需要控制系统先获得货垛中每个货物的具体位置信息，才能控制机械化设备准确地将货物从货垛中取出。而由于货垛位置不固定、货物的摆放方式多样等原因，货物相对于机械化设备的位置并不固定。需要靠视觉识别的方法对货垛中的货物进行准确的识别和位置确定，以辅助机械化设备进行拆垛作业。现有的视觉识别方法对货物的定位并不准确，且现有的拆垛方式一次只能拆取一个货物，拆垛效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种货物拆垛方法、装置及拆垛系统，该方法能够辅助拆垛系统更准确、更高效的进行拆垛。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种货物拆垛方法，所述方法包括：获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息；根据所述图像信息获得每个货物的第一特征信息；依据所述第一特征信息将所述多个货物分成多个货物组，并得到所述多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息；根据所述每个货物组的第二特征信息确定所述多个货物组的拆取方式，以便按照所述拆取方式对所述多个货物组进行拆取。

第二方面，本发明实施例还提供了一种货物拆垛装置，所述装置包括：获取单元，用于获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息；图像处理单元，用于根据所述图像信息获得每个货物的第一特征信息；货物组规划单元，用于依据所述第一特征信息将所述多个货物分成多个货物组，并得到所述多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息；拆垛规划单元，用于根据所述每个货物组的第二特征信息确定所述多个货物组的拆取方式，以便按照所述拆取方式对所述多个货物组进行拆取。

第三方面，本发明实施例还提供了一种拆垛系统，拆垛系统包括：视觉装置、上位机单元、控制单元、执行机构，所述上位机单元与所述视觉装置和所述控制单元均电连接，所述控制单元与所述执行机构电连接；所述视觉装置用于获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息，并将所述图像信息传输至所述上位机单元；所述上位机单元用于根据所述图像信息获得每个货物的第一特征信息，依据所述第一特征信息将所述多个货物分成多个货物组，并得到所述多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息，根据所述每个货物组的第二特征信息确定所述多个货物组的拆取方式，并根据所述拆取方式向所述控制单元发送控制指令；所述控制单元根据所述控制指令控制所述执行机构对所述多个货物组进行拆取。

本发明实施例提供的一种货物拆垛方法、装置及拆垛系统，该货物拆垛方法先获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息，然后再根据图像信息获得每个货物的第一特征信息，依据第一特征信息将多个货物分成多个货物组，并得到多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息，根据每个货物组的第二特征信息确定多个货物组的拆取方式，以便按照拆取方式对多个货物组进行拆取。可见，根据货垛中每层货物的第一特征信息将多个货物分成多个货物组，每次进行拆垛时，以货物组为单位进行拆取，可以同时拆取一组中的多个货物，相比于现有的单次只能拆取一个货物的拆垛方式，拆垛效率得到了显著的提高。且本方法根据货物印刷的标识信息获得每个货物的第一特征信息，实现了对当前拆垛目标层中多个货物的准确定位。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的拆垛系统的结构框图；

图2示出了本发明实施例提供的执行机构的结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的货物拆垛方法的流程示意图；

图4示出了本发明实施例提供的步骤S2的子流程示意图；

图5示出了本发明实施例提供的步骤S3的子流程示意图；

图6示出了本发明实施例提供的货物拆垛装置的结构示意图。

图标：1-拆垛系统；10-视觉装置；20-上位机单元；30-控制单元；40-执行机构；41-货垛输送线；42-三坐标运动平台；43-升降平台；44-拆取装置；45-货物输出线；46-托盘回收线；50-数据库单元；60-货物拆垛装置；61-获取单元；62-图像处理单元；63-货物组规划单元；64-拆垛规划单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

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定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明实施例所提供的货物拆垛方法及装置可应用于如图1所示的拆垛系统1中。如图1所示，拆垛系统1包括视觉装置10、上位机单元20、控制单元30、执行机构40，上位机单元20与视觉装置10和控制单元30均电连接，控制单元30与执行机构40电连接。

在本实施例中，货物拆垛方法及装置可以应用于拆垛系统1中的视觉装置10中或上位机单元20中。当货物拆垛方法及装置应用于上位机单元20时，视觉装置10用于获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息，并将该图像信息传输至上位机单元20；上位机单元20用于根据货物拆垛方法和装置从图像信息获得每个货物的第一特征信息，依据第一特征信息将多个货物分成多个货物组，并得到多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息，根据每个货物组的第二特征信息确定多个货物组的拆取方式，并根据拆取方式向控制单元30发送控制指令；控制单元30根据控制指令控制执行机构40对多个货物组进行拆取。

当货物拆垛方法及装置应用于视觉装置10时，视觉装置10用于根据货物拆垛方法和装置从当前拆垛目标层中采集多个货物的图像信息，并根据图像信息获得每个货物的第一特征信息，依据第一特征信息将多个货物分成多个货物组，并得到多个货物组中每个货物组对应的第二特性信息，根据每个货物组的第二特征信息确定多个货物组的拆取方式，并将多个货物组的拆取方式发送至上位机单元20；上位机单元20用于根据多个货物组的拆取方式向控制单元30发送控制指令；控制单元30用于根据控制指令控制执行机构40对多个货物组进行拆取。

进一步地，在本实施例中，拆垛系统1还包括数据库单元50，该数据库单元50与视觉装置10和上位机单元20电连接，数据库单元50用于存储货垛信息、货物信息、第一特性信息以及第二特征信息等。货垛信息包括货垛层数、每层货物数量、垛型等；货物信息包括货物的长度、宽度、高度，货物包装特征等；第一特征信息包括当前拆垛目标层中每个货物的位置信息和放置方向；第二特征信息包括货物组的数量，每个货物组的位置、方向及货物数量。

其中，货物拆垛装置60包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于数据库单元50中或固化在上位机单元20或视觉装置10的操作系统中的软件功能模块。上位机单元20中的处理器或视觉装置10中的处理器可以执行数据库单元50中存储的可执行模块，例如货物拆垛装置60所包括的软件功能模块及计算机程序等，该计算机程序被上位机单元20的处理器或视觉装置10的处理器读取并运行时，实现货物拆垛方法。

在本实施例中，视觉装置10可以是，但不限于相机或摄像头；上位机单元20可以是，但不限于个人电脑(personal computer，PC)或平板电脑等；控制单元30可以是，但不限于数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑控制器(PLC)等。

在本实施例中，如图2所示，执行机构40包括货垛输送线41、三坐标运动平台42、升降平台43、拆取装置44、货物输出线45、托盘回收线46、电机(图未示)，三坐标运动平台42与货垛输送线41、货物输出线45、托盘回收线46、升降平台43和拆取装置44均连接，升降平台43与货垛输送线41、货物输出线45和托盘回收线46均连接，视觉装置10设置在三坐标运动平台42上，货垛输送线41、货物输出线45、托盘回收线46、升降平台43和拆取装置44均设置有电机，电机与控制单元30电连接。

其中，货垛输送线41用于输送货垛；三坐标运动平台42用于实现拆取装置44在X、Y、Z三个方向运动；升降平台43用于将货垛提升或下降到指定高度；拆取装置44用于拆取货垛中的货物；货物输出线45用于输送拆取装置44单元拆取下来的货物；托盘回收线46用于回收空托盘。

如图3所示，为本发明实施例提供的货物拆垛方法的流程示意图，应说明的是，本发明所述的货物拆垛方法并不以图3以及以下所述的具体顺序为限制。应当理解，在其它实施例中，本发明所述的货物拆垛方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。下面将对图3所示的具体流程进行详细阐述。请参阅图3，本实施例描述的是上位机单元20的处理流程，所述方法包括：

步骤S1，获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息。

在本实施例中，在获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息之前，所述执行机构40还用于将货垛输送至待拆垛位置，以便所述视觉装置10获取所述货垛的当前拆垛目标层中多个货物的图像信息。

可以理解，用户通过上位机单元20输入拆垛总任务参数，上位机单元20将拆垛总任务参数存储至数据库单元50，或者上位机单元20从拆垛系统1的上位软件获得拆垛总任务参数，拆垛总任务参数包括拆垛系统1需要拆取的货物类型和总数量；上位机单元20根据拆垛总任务参数从数据库单元50中存储的货垛信息和货物信息中读取出该类型货物的尺寸、货垛的尺寸、垛型、托盘尺寸等，运货人员根据该类型货物的尺寸、货垛的尺寸、垛型、托盘尺寸等信息从仓库中寻找出符合要求的货垛，通过叉车将放置在托盘上的货垛运输至货垛输送线41，或者自动化仓库或自动导引车(AGV)将符合要求的货垛运输至货垛输送线41；货垛输送线41上设置有第一感应装置，第一感应装置与上位机单元20电连接，当放置在托盘上的货垛被放置在货垛输送线41上时，感应装置会向上位机单元20发送第一感应信号，上位机单元20根据第一感应信号向控制单元30发送第一操作指令，控制单元30根据第一操作指令控制货垛输送线41上的电机工作，进而使得货垛输送至升降平台43；升降平台43上设置有第二感应装置，第二感应装置与上位机单元20电连接，当货垛输送至升降平台43的指定位置后，第二感应装置会向上位机单元20发送第二感应信号，上位机单元20根据第二感应信号向控制单元30发送第二操作指令，控制单元30根据第二操作指令控制货垛输送线41上的电机停止工作，并控制升降平台43上的电机开始工作，升降平台43上升，将货垛抬升至指定高度后，升降平台43上的电机停止工作；三坐标运动平台42上设置有第三感应装置，第三感应装置与上位机单元20电连接，当货垛被升降平台43抬升至指定高度时，第三感应装置会向上位机单元20发送第三感应信号，上位机单元20根据第三感应信号向控制单元30发送第三操作指令，控制单元30根据第三操作指令控制升降平台43上的电机停止工作，同时上位机单元20还会向视觉装置10发送第四操作指令，视觉装置10接收到第四操作指令后开始采集该货垛的当前拆垛目标层中的多个货物的图像信息，并将图像信息发送至上位机单元20。

在本实施例中，指定高度可以根据视觉装置10的拍照焦距范围进行设置，在本发明实施例中，货垛的当前拆垛目标层与视觉装置10之间的距离为1.5m处为指定高度位置；当前拆垛目标层可以理解为货垛最顶层，视觉装置10采集的图像信息可以理解为货垛最顶层中多个货物顶面的图像信息。

在本实施例中，第一感应装置、第二感应装置、第三感应装置均可以采用红外传感器。

步骤S2，根据所述图像信息获得每个货物的第一特征信息。

在本实施例中，如图4所示，步骤S2包括以下子步骤：

步骤S21，将所述图像信息与预先存储的包含有标识信息的目标模板进行旋转匹配得到匹配信息，其中，所述图像信息包括至少一个与所述目标模板大小相等的匹配区域，所述匹配信息包括每个匹配区域的多个匹配系数，同一匹配区域的多个匹配系数与多个不同的旋转角度一一对应。

在本实施例中，每个货物均包含标识信息，标识信息相对于每个货物的位置是固定的。标识信息可以是，但不限于货物或者其内部放置的产品的商标、公司名称、商品信息等。目标模板可以是预先存储的包含标识信息的模板，匹配信息可以是每个匹配区域的多个匹配系数，且同一匹配区域的多个匹配系数与多个不同的旋转角度一一对应。匹配区域可以是图像信息中与目标模板大小相等的区域，匹配系数可以是目标模板中的标识信息与图像信息进行模板匹配得到的相关系数，相关系数可以是区间[-1,1]中的任意一个数值，相关系数的绝对值越接近于1表示相关性越强，即越相似，相关系数的绝对值越接近于0表示相关性越弱，即越不相似。

将图像信息与预先存储的包含标识信息的目标模板进行旋转匹配，得到匹配信息的步骤，可以理解为，首先，将目标模板与图像信息进行模板匹配，得到目标模板与图像信息中的每个匹配区域的匹配系数，然后，将图像信息往预设方向(例如，顺时针)按照预设角度间隔(例如，1°)进行旋转，图像信息的旋转中心可以是图像信息的中心点，再将目标模板与旋转后的图像信息进行模板匹配，得到目标模板与旋转后的图像信息中的每个匹配区域的匹配系数，按照这种方式，每次都在旋转后的图像信息上按照预设角度间隔再进行旋转，并将每个旋转后的图像信息均与目标模板进行模板匹配，得到目标模板与旋转后的图像信息中的每个匹配区域的匹配系数，以此，可以得到在不同的旋转角度下的每个匹配区域对应的多个匹配系数，且同一匹配区域的多个匹配系数与多个不同的旋转角度一一对应，即构成匹配信息。

需要说明的是，为了提高匹配速度，减少旋转次数，可以设置不止一个目标模板，目标模板的个数可以是4个，分别朝东南西北四个方向，将4个目标模板同时与图像信息进行旋转匹配。同时，在进行旋转匹配时，还可以对目标模板进行旋转，而图像信息位置不变。

步骤S22，按照预设规则从至少一个匹配区域对应的多个匹配系数中筛选出至少一个目标匹配系数。

在本实施例中，目标匹配系数可以是相关性很强的匹配系数。且后续可以根据一个目标匹配系数确定出一个货物的第一特征信息。按照预设规则，从至少一个匹配区域对应的多个匹配系数中筛选出至少一个目标匹配系数的步骤，可以是，首先，获取每个匹配区域对应的多个匹配系数中的最大匹配系数；然后，将所有的最大匹配系数均与预设系数进行对比，确定出至少一个目标匹配系数，其中，每个目标匹配系数均大于预设系数。还可以是，首先，将至少一个匹配区域对应的多个匹配系数均与预设系数进行对比，得到至少一个中间匹配系数，其中，每个中间匹配系数均大于预设系数；然后，按照每个中间匹配系数对应的匹配区域，将所有对应同一区域的中间匹配系数均加入同一个匹配系数组中；最后，将每个匹配系数组中的最大中间匹配系数均作为目标匹配系数。

需要说明的是，可以对目标匹配系数的个数进行统计，即可获得图像信息中多个货物的数量，可以理解为，一个目标匹配系数即可计为一个货物。

步骤S23，获得每个目标匹配系数对应的目标匹配区域和目标旋转角度，其中，每个目标匹配区域均包含标识信息。

在本实施例中，目标匹配区域可以是目标匹配系数对应的匹配区域，目标旋转角度可以是目标匹配系数对应的旋转角度。每个目标匹配系数均对应一个目标匹配区域和一个目标旋转角度，由于进行目标匹配是通过匹配目标模板中的标识信息与图像信息中的标识信息，所以，确定出来的目标匹配区域也会包含标识信息。获得每个目标匹配系数对应的目标匹配区域和目标旋转角度的步骤，可以理解为，获得每个目标匹配区域对应的匹配区域，即为目标匹配区域，获得每个目标匹配系数对应的旋转角度，即为目标旋转角度。

步骤S24，依据至少一个目标匹配区域及其对应的目标旋转角度、以及预先存储的标识信息与货物的相对位置信息，得到所述图像信息中所述每个货物的第一特征信息。

在本实施例中，相对位置信息可以是预先存储的标识信息相对于货物的位置信息，每个标识信息相对于货物的位置都是固定的，例如，商标可以固定印刷在货物的左上角。例如，相对位置信息可以是货物中的标识信息到货物的四边的距离。第一特征信息可以是货物的位置信息和放置方向。依据至少一个目标匹配区域及与其对应的目标旋转角度、以及预先存储的标识信息与货物的相对位置信息，得到图像信息中每个货物的第一特征信息的步骤，可以是，首先，将每个目标匹配区域按照其对应目标旋转角度进行反向旋转，得到旋转后的目标匹配区域，然后，依据旋转后的目标匹配区域、以及预先存储的标识信息与货物的相对位置信息得到图像信息中货物的轮廓，货物的位置信息可以由货物的轮廓得到，货物的放置方向可以由该目标旋转角度得到。例如，目标旋转角度是顺时针3°，目标模板是正北方向，那么货物的放置方向是北偏西3°，以此类推。

在本实施例中，步骤S24的具体实现方式可以是：先依据所述至少一个目标匹配区域以及所述预先存储的标识信息与货物的相对位置信息，得到与所述至少一个目标匹配区域对应的货物的第一轮廓；再依据所述至少一个目标匹配区域对应的目标旋转角度，将所述至少一个目标匹配区域对应的货物的第一轮廓进行旋转，得到所述图像信息中所述每个货物的所述第一特征信息。

可以理解，第一轮廓可以是由目标匹配区域、结合标识信息与货物的相对位置信息推导出来的货物的轮廓。第一轮廓与货物轮廓的大小一致，但是方向可能不同，只有当目标旋转角度为0°时，第一轮廓与货物轮廓相等。相对位置信息可以是预先存储的标识信息相对于货物的位置信息。将目标匹配区域对应的货物的第一轮廓按照该目标匹配区域对应的目标旋转角度反向旋转目标旋转角度，得到图像信息中每个货物的轮廓，通过每个货物的轮廓即可得到每个货物的位置信息，通过目标旋转角度即可得到货物的放置方向。

步骤S3，依据所述第一特征信息将所述多个货物分成多个货物组，并得到所述多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息。

在本实施例中，上位机单元20依据第一特征信息将多个货物分成多个货物组可以采用两种方式实现，其中一种方式为：上位机单元20依据每个所述货物的位置信息及放置方向从所述多个货物中确定沿同一方向放置且任意相邻两个货物之间的距离小于第一预设值的目标货物，将所述目标货物划分为一个货物组，从而得到多个货物组。

在本实施例中，上位机单元20依据第一特征信息将多个货物分成多个货物组的另一种方式为：上位机单元20依据每个所述货物的位置信息从所述多个货物中确定任意相邻两个货物的中心点之间的距离在预设范围内的目标货物，将所述目标货物划分为一个货物组，从而得到多个货物组。

进一步地，在本实施例中，上位机单元20在确定所述目标货物的过程中，若所述目标货物形成的货物组的尺寸大于预设尺寸，则从所述货物组中去掉部分目标货物，以使得所述多个货物组的尺寸均小于或等于所述预设尺寸。

如图5所示，步骤S3包括以下子步骤：

步骤S301，从多个货物中选取一个未分组货物为当前目标货物。

在本实施例中，上位机单元20可以从多个货物中任意选取一个未分组货物为当前目标货物；也可以按照预设规则从多个货物中选取一个未分组货物为当前目标货物，其中，预设规则可以为根据多个货物的位置信息，选取距离执行机构40最近的未分组货物为当前目标货物。

步骤S302，根据当前目标货物判断下一个未分组货物是否为目标货物。

在本实施例中，上位机单元20从剩余未分组货物中选取下一个未分组货物，并依据每个所述货物的位置信息及放置方向确定下一个未分组货物是否为目标货物。可以理解，上位机单元20可以根据下一个未分组货物的放置方向与当前目标货物的放置方向进行比较，若下一个未分组货物与当前目标货物的放置方向不相同，下一个未分组货物则不是目标货物；若下一个未分组货物与当前目标货物的放置方向相同，那么再根据下一个未分组货物的位置信息和当前目标货物的位置信息得到下一个未分组货物与当前目标货物之间的距离，将下一个未分组货物与当前目标货物之间的距离与第一预设值进行比较，若下一个未分组货物与当前目标货物之间的距离大于或等于第一预设值，下一个未分组货物则不是目标货物，若下一个未分组货物与当前目标货物之间的距离小于第一预设值，下一个未分组货物则是目标货物。

在本实施例中，上位机单元20还可以依据每个所述货物的位置信息确定下一个未分组货物是否为目标货物。可以理解，上位机单元20根据位置信息得到当前目标货物的中心点的坐标数据和下一个未分组货物的中心点的坐标数据，根据当前目标货物的中心点的坐标数据和下一个未分组货物的中心点的坐标数据得到当前目标货物与下一个未分组货物的中心点之间的距离，若当前目标货物与下一个未分组货物的中心点之间的距离在预设范围内，下一个未分组货物则为目标货物，若当前目标货物与下一个未分组货物的中心点之间的距离不在预设范围内，下一个未分组货物则不是目标货物。其中，预设范围可以理解为实际相邻且放置方向相同的两个货物中心点之间的实际距离的最小偏差到最大偏差之间的取值范围。

步骤S303，若下一个未分组货物不是目标货物，则判断多个货物中的未分组货物是否已全部进行搜索。

在本实施例中，若还存在未进行搜索的未分组货物上位机单元20则继续执行步骤S302，若不存在未进行搜索的未分组货物上位机单元20则将当前目标货物确定为最终的一个货物组，并得到该货物组的第二特征信息。

步骤S304，若下一个未分组货物是目标货物，将当前目标货物和下一个未分组货物划分为当前货物组。

在本实施例中，在步骤S301选取当前目标货物时，上位机单元20还可以同时根据当前目标货物生成当前货物组，在确定下一个未分组货物为目标货物时，将下一个未分组货物分入当前货物组中，可以理解，此时的当前货物组中包括当前目标货物和下一个未分组货物。

步骤S305，判断当前货物组的尺寸是否大于预设尺寸。

在本实施例中，上位机单元20根据每个货物的位置信息可以计算得到每个货物的尺寸，根据当前货物组内每一个货物的尺寸可以计算得到当前货物组的尺寸。其中，预设尺寸是指执行机构40的拆取装置44所能拆取的最大尺寸。

步骤S306，若当前货物组的尺寸小于或等于预设尺寸，则将下一个未分组货物指定为下一个当前目标货物。

在本实施例中，上位机单元20将下一个未分组货物指定为下一个当前目标货物后，围绕下一个当前目标货物从步骤S302继续执行，直至从多个货物中得到符合当前货物组要求的所有目标货物，并得到最终的一个货物组；或者直至当前货物组的尺寸大于预设尺寸。

步骤S307，若当前货物组的尺寸大于预设尺寸，则将下一个未分组货物从当前货物组中去掉得到最终的一个货物组。

步骤S308，搜索多个货物中是否还存在未分组货物。

在本实施例中，若多个货物中无未分组货物，上位机单元20则确定得到最终的一个货物组，并得到该货物组的第二特征信息；若多个货物中还存在未分组货物，上位机单元20则继续执行步骤S301，生成最终的多个货物组，并得到每个货物组的第二特征信息。

步骤S4，根据所述每个货物组的第二特征信息确定所述多个货物组的拆取方式，以便按照所述拆取方式对所述多个货物组进行拆取。

在本实施例中，所述第二特征信息包括所述货物组的位置、方向及货物数量，所述拆取方式包括拆取顺序及拆取方向，上位机单元20根据所述每个货物组的位置、方向及货物数量确定所述多个货物组的拆取顺序及拆取方向。

在本实施例中，上位机单元20还用于在所述控制单元30控制所述执行机构40对每个货物组进行拆取后，根据所述货物组的第二特征信息与预先设置的拆垛总任务参数进行匹配，进而确认是否向所述控制单元30发送所述控制指令。

可以理解，上位机单元20根据多个货物组的拆取顺序获得第一个进行拆取的第一货物组的拆取方向、位置及第一货物组中货物的数量，根据第一货物组的拆取方向、位置及第一货物组中货物的数量向控制单元30发送第一控制指令，控制单元30根据第一控制指令控制拆取装置44移动至第一货物组的位置并根据第一货物组的拆取方向将第一货物组抓取至货物输出线45，货物输出线45将第一货物组传输至目的地；上位机单元20在向控制单元30发送第一控制指令后会根据第一货物组中货物的数量与拆垛总任务参数中的总数量进行匹配，若第一货物组中货物的数量等于或大于拆垛总任务参数中的总数量，上位机单元20则不会向控制单元30发送下一个控制指令，若还有未拆取的货物，上位机单元20向控制单元30发送第四操作指令，控制单元30根据第四操作指令控制货垛输送线41将未拆空残垛推出，并结束此次拆垛总任务，若无未拆取的货物，上位机单元20向控制单元30发送第五操作指令，控制单元30根据第五操作指令控制托盘回收线46工作将空托盘进回收，并结束此次拆垛总任务；若第一货物组中的数量小于拆垛总任务参数中的总数量，上位机单元20根据多个货物组的拆取顺序获得第二个进行拆取的第二货物组的拆取方向、位置及第二货物组中货物的数量，根据第二货物组的拆取方向、位置及第二货物组中货物的数量向控制单元30发送第二控制指令，控制单元30根据第二控制指令按照第一控制指令方式对第二货物组进行拆取，上位机单元20也根据第二货物组中货物的数量和第一货物组中货物的数量之和与拆垛总任务参数中的总数量进行匹配，若第二货物组中货物的数量和第一货物组中货物的数量之和大于或等于拆垛总任务参数中的总数量，上位机单元20则不会向控制单元30发送下一个控制指令，上位机单元20并根据是否还有未拆取货物确定通过控制单元30控制货垛输送线41工作还是托盘回收线46工作，若第二货物组中货物的数量和第一货物组中货物的数量之和小于拆垛总任务参数中的总数量，上位机单元20则按照上述操作继续向控制单元30发送下一个控制指令，直至已拆取的货物的总数量达到拆垛总任务参数中的总数量，上位机单元20才会结束此次拆垛总任务。

其中，在拆垛的过程中，若执行机构40将该货垛的当前拆垛目标层中多个货物均进行拆取后，拆取的货物的总数量还是小于拆垛总任务参数中的总数量，若该货垛还有剩余货物，上位机单元20则会向控制单元30发送第六操作指令，控制单元30根据第六操作指令控制升降平台43上升，将该货垛抬升至指定高度后，视觉装置10会采集该货垛的下一个最顶层中多个货物的图像信息，上位机单元20则根据货物拆垛方法对该货垛的下一个最顶层中多个货物进行分组得到多个货物组并确定多个货物组的拆取方式，并根据拆取方式向控制单元30发送控制指令，控制单元30根据控制指令控制执行机构40对多个货物组进行拆取；若该货垛无剩余货物，上位机单元20则会向控制单元30发送第七操作指令，控制单元30根据第七操作指令控制货垛输送线41将下一个货垛输送至升降平台43的指定位置，并控制升降平台43将下一个货垛抬升至指定高度，再控制视觉装置10采集下一个货垛的最顶层中多个货物的图像信息，上位机单元20则根据货物拆垛方法对下一个货垛的最顶层中多个货物进行分组得到多个货物组并确定多个货物组的拆取方式，并根据拆取方式向控制单元30发送控制指令，控制单元30根据控制指令控制执行机构40对多个货物组进行拆取。

如图6所示，为本发明实施例提供的货物拆垛装置60的结构示意图，该货物拆垛装置60应用于上位机单元20中，需要说明的是，本实施例所提供的货物拆垛装置60其基本原理及产生的技术效果与前述方法实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及部分，可参考前述方法实施例中的相应内容。货物拆垛装置60包括获取单元61、图像处理单元62、货物组规划单元63和拆垛规划单元64。

获取单元61用于获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息。

可以理解，获取单元61可以执行上述步骤S1。

图像处理单元62用于根据所述图像信息获得每个货物的第一特征信息。

可以理解，图像处理单元62可以执行上述步骤S2。

货物组规划单元63用于依据所述第一特征信息将所述多个货物分成多个货物组，并得到所述多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息。

可以理解，货物组规划单元63可以执行上述步骤S3。

拆垛规划单元64用于根据所述每个货物组的第二特征信息确定所述多个货物组的拆取方式，以便按照所述拆取方式对所述多个货物组进行拆取。

可以理解，拆垛规划单元64可以执行上述步骤S4。

综上所述，本发明实施例提供的货物拆垛方法、装置及拆垛系统，该货物拆垛方法先获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息，然后再根据图像信息获得每个货物的第一特征信息，依据第一特征信息将多个货物分成多个货物组，并得到多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息，根据每个货物组的第二特征信息确定多个货物组的拆取方式，以便按照拆取方式对多个货物组进行拆取。可见，根据货垛中每层货物的第一特征信息将多个货物分成多个货物组，每次进行拆垛时，以货物组为单位进行拆取，可以同时拆取一组中的多个货物，相比于现有的单次只能拆取一个货物的拆垛方式，拆垛效率得到了显著的提高。

且本方法通过设置包含标识信息的目标模板与图像信息进行旋转匹配，得到每个旋转区域对应的多个旋转系数，目标模板相对于货物图像较小，可以提高匹配效率，快速得到匹配系统；通过对包含标识信息的图像信息进行检测，得到图像信息中每个货物的第一特征信息，可以准确识别货物的位置信息和放置方向。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。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定义和解释。

Claims (9)

1.一种货物拆垛方法，其特征在于，所述方法包括：

获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息；

将所述图像信息与预先存储的包含有标识信息的目标模板进行旋转匹配得到匹配信息，其中，所述图像信息包括至少一个与所述目标模板大小相等的匹配区域，所述匹配信息包括每个匹配区域的多个匹配系数，同一匹配区域的多个匹配系数与多个不同的旋转角度一一对应；

按照预设规则从至少一个匹配区域对应的多个匹配系数中筛选出至少一个目标匹配系数；

获得每个目标匹配系数对应的目标匹配区域和目标旋转角度，其中，每个目标匹配区域均包含标识信息；

依据至少一个目标匹配区域及其对应的目标旋转角度、以及预先存储的标识信息与货物的相对位置信息，得到所述图像信息中每个货物的第一特征信息，其中，所述第一特征信息包括位置信息及放置方向；

依据所述第一特征信息将所述多个货物分成多个货物组，并得到所述多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息；

根据所述每个货物组的第二特征信息确定所述多个货物组的拆取方式，以便按照所述拆取方式对所述多个货物组进行拆取。

2.如权利要求1所述的货物拆垛方法，其特征在于，所述依据至少一个目标匹配区域及其对应的目标旋转角度、以及预先存储的标识信息与货物的相对位置信息，得到所述图像信息中所述每个货物的第一特征信息的步骤包括：

依据所述至少一个目标匹配区域以及所述预先存储的标识信息与货物的相对位置信息，得到与所述至少一个目标匹配区域对应的货物的第一轮廓；

依据所述至少一个目标匹配区域对应的目标旋转角度，将所述至少一个目标匹配区域对应的货物的第一轮廓进行旋转，得到所述图像信息中所述每个货物的所述第一特征信息。

3.如权利要求1所述的货物拆垛方法，其特征在于，所述第一特征信息包括位置信息及放置方向，所述依据所述第一特征信息将所述多个货物分成多个货物组的步骤包括：

依据每个货物的位置信息及放置方向从所述多个货物中确定沿同一方向放置且任意相邻两个货物之间的距离小于第一预设值的目标货物，将所述目标货物划分为一个货物组，从而得到所述多个货物组。

4.如权利要求3所述的货物拆垛方法，其特征在于，在确定所述目标货物的过程中，若所述目标货物形成的货物组的尺寸大于预设尺寸，则从所述货物组中去掉部分目标货物，以使得所述多个货物组的尺寸均小于或等于所述预设尺寸。

5.如权利要求1所述的货物拆垛方法，其特征在于，所述第二特征信息包括所述货物组的位置、方向及货物数量，所述拆取方式包括拆取顺序及拆取方向，所述根据所述每个货物组的第二特征信息确定所述多个货物组的拆取方式的步骤包括：

根据所述每个货物组的位置、方向及货物数量确定所述多个货物组的拆取顺序及拆取方向。

6.一种货物拆垛装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息；

图像处理单元，用于将所述图像信息与预先存储的包含有标识信息的目标模板进行旋转匹配得到匹配信息，其中，所述图像信息包括至少一个与所述目标模板大小相等的匹配区域，所述匹配信息包括每个匹配区域的多个匹配系数，同一匹配区域的多个匹配系数与多个不同的旋转角度一一对应；按照预设规则从至少一个匹配区域对应的多个匹配系数中筛选出至少一个目标匹配系数；获得每个目标匹配系数对应的目标匹配区域和目标旋转角度，其中，每个目标匹配区域均包含标识信息；依据至少一个目标匹配区域及其对应的目标旋转角度、以及预先存储的标识信息与货物的相对位置信息，得到所述图像信息中每个货物的第一特征信息，其中，所述第一特征信息包括位置信息及放置方向；

货物组规划单元，用于依据所述第一特征信息将所述多个货物分成多个货物组，并得到所述多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息；

拆垛规划单元，用于根据所述每个货物组的第二特征信息确定所述多个货物组的拆取方式，以便按照所述拆取方式对所述多个货物组进行拆取。

7.一种拆垛系统，其特征在于，包括：视觉装置、上位机单元、控制单元、执行机构，所述上位机单元与所述视觉装置和所述控制单元均电连接，所述控制单元与所述执行机构电连接；

所述视觉装置用于获取当前拆垛目标层中多个货物的图像信息，并将所述图像信息传输至所述上位机单元；

所述上位机单元用于将所述图像信息与预先存储的包含有标识信息的目标模板进行旋转匹配得到匹配信息，其中，所述图像信息包括至少一个与所述目标模板大小相等的匹配区域，所述匹配信息包括每个匹配区域的多个匹配系数，同一匹配区域的多个匹配系数与多个不同的旋转角度一一对应；按照预设规则从至少一个匹配区域对应的多个匹配系数中筛选出至少一个目标匹配系数；获得每个目标匹配系数对应的目标匹配区域和目标旋转角度，其中，每个目标匹配区域均包含标识信息；依据至少一个目标匹配区域及其对应的目标旋转角度、以及预先存储的标识信息与货物的相对位置信息，得到所述图像信息中每个货物的第一特征信息，其中，所述第一特征信息包括位置信息及放置方向；依据所述第一特征信息将所述多个货物分成多个货物组，并得到所述多个货物组中每个货物组对应的第二特征信息，根据所述每个货物组的第二特征信息确定所述多个货物组的拆取方式，并根据所述拆取方式向所述控制单元发送控制指令；

所述控制单元根据所述控制指令控制所述执行机构对所述多个货物组进行拆取。

8.如权利要求7所述的拆垛系统，其特征在于，所述上位机单元还用于在所述控制单元控制所述执行机构对每个货物组进行拆取后，根据所述货物组的第二特征信息与预先设置的拆垛总任务参数进行匹配，进而确认是否向所述控制单元发送所述控制指令。

9.如权利要求7所述的拆垛系统，其特征在于，所述执行机构还用于将货垛输送至待拆垛位置，以便所述视觉装置获取所述货垛的当前拆垛目标层中多个货物的图像信息。

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