CN110322198A - 适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统及运行方法，其中，本系统包括运输车、以及嵌入运输车的识别系统；以及由条烟包装箱条烟码放形成的堆垛；条烟包装箱的正面设置有条形码。识别系统由矫正模块、条形码识别模块、计数模块构成。其中的系统运行方法是先由条形码扫描头读取堆垛正面任一条烟包装箱的条形码信息，并生成条形码数据，当堆垛正面无可识别条形码时，启动条形码矫正模块，进行矫正读取条形码，具体是将堆垛正面的至少两个条形码摄取到矫正模块中；并组合成一个完整的条形码，并读取完整的条形码，获得条形码数据。本发明的运输车可以更高效地读取堆垛上的条形码数据，利于使整个仓库运输系统的工作更为流畅。

Description

适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统及运行方法

技术领域

本发明涉及到一种烟草物流领域，尤其是一种通过烟草包装箱堆垛上的条形码自动处理运输任务的系统及方法。

背景技术

烟草行业是一个管理力求更为规范的行业，包括物流管理，都需要做到精益求精，香烟从卷烟厂到烟民手中，要经过复杂且规范的物流系统。为保证数量规模巨大的烟草物流过程中井然有序，必须建立高效的物流管理系统。

在烟烟行业中，负责物流的公司已建成物流中心采用的是自动化立体仓储、全自动分拣设备以及固定线路送货的配送模式。在烟草物流平台中，由于涉及到的计算数据量非常巨大，同时，还需要满足各管理层级单位按各自的数据权限进行数据查询，因此，必须建立更全面的数据留存方案，以备各层级查询数据时更快。并且，也必须建立更先进物流系统，以便提供更大量的分拣工作量。

为此，物流公司建立了物流管理数据，将入库、出库的烟草均接入到数据中心，以便进行库存数据管理与统计。并提供了自动化的烟草运输装置。

为了便于将入库、出库的烟草均接入到数据中心，利于用了条形码管理方法。具体如下：

烟草均为箱式包装，每个包装箱至少在正面印制有一列条形码，在入库过程中，条烟堆垛在托盘上，采用运输车将条烟运送到相应的库房进行堆放。出库的条烟也是堆垛在托盘上，采用运输车将条烟运送到相应的出库位置进行堆放。

运输车上设置有条形码扫描识别与数据读取，上传系统。运输车行走到堆垛的前面，扫描面向运输车的堆垛正面的条形码，然后将数据上传，并识别该堆垛应该放入的位置，然后将该堆垛条烟运输到相应位置。

在入库与出库的过程中，依靠扫描条烟箱上的条形码，进行入库与出库的管理，扫描条形码后，读取到包装箱信息，并将该信息传到数据中心，以备查，以及统计与记录库存情况。

但是在箱烟运输、转移的过程中，有可能会将面向运输车一侧的包装箱上的条形码破损、或者污染，从而使该条形码无法读取。为此，运输车上的条形码扫描头便继续寻找面向运输车一侧的其它包装箱上的条形码。

但不排除有这样一种情况：

面向运输车一侧的包装箱上的条形码均不同程度地破损、或者污染，从而该堆垛正面的条形码无法读取数据的情况。

为了识别条形码，需要运输车行走到堆垛的另一侧，扫描另一侧的堆垛上的条形码。这就增加了运输车的复杂走位，并影响到其它运输车的行走与正常工作，严重担误了动输效率。

因此我们需要一个在条烟堆垛正面均没有可读完整条形码情况下，依然能够自动读取该包装箱上的条形码的方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种条烟有序的摆放堆垛系统及运行方法，当条烟堆垛正面均没有可读完整条形码情况下，依然能够自动读取该包装箱上的条形码的方法，并完成动输车运输。

本发明包括适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统与适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统的运行方法。

其中，本适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统，设置在条烟仓库，包括运输车、以及嵌入运输车的识别系统；以及由条烟包装箱条烟码放形成的堆垛；条烟包装箱的正面设置有条形码。

所述的识别系统由矫正模块、条形码识别模块、计数模块构成。

矫正模块与条形码识别模块连接，条形码识别模块与计数模块连接，计数模块连接到数据中心。

条形码识别模块上连接有条形码扫描头，条形码识别模块用于通过条形码扫描头读取货物上的条形码数据；条形码扫描头用于堆垛上的条形码，并将扫描到的信息传到条形码识别模块。

矫正模块上连接有摄像头，用于获取堆垛上的条形码图像，并通过获取到的图像读取条形码数据。

计数模块，用于统计堆垛上的条烟数量。

其中，适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统运行方法具体包括以下步骤：

(1)、堆垛码放：堆垛由条烟包装箱构成，堆垛码放于物流托盘上，在物流托盘上码放规定数量的条烟包装箱，并使至少两个条烟包装箱的正面在堆垛正面，堆垛正面并面向运输车驶来方向。

(2)、条形码扫描头读取堆垛正面任一条烟包装箱的条形码信息，并生成条形码数据。

(3)、运输车通过条形码数据识别到堆垛上的条烟种类，将该堆垛运输向指定位置。

(4)、对运输的堆垛数量进行计数，并通过每一个堆垛上条烟箱的数量，生成条烟箱的总数量，并提交到数据中心。

(5)、在步骤2生成条形码数据过程中，当堆垛正面无可识别条形码时，启动条形码矫正模块，进行矫正读取条形码。

(6)、当无法矫正读取条形码时，运输车调整至堆垛的另一面，从另一面读取堆垛上任一条烟包装箱的条形码信息。

如上所述的适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统运行方法，更进一步说明为，所述的矫正读取条形码，其步骤为：

将堆垛正面的至少两个条形码摄取到矫正模块中；并组合成一个完整的条形码，并读取完整的条形码，获得条形码数据。

如上所述的适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统运行方法，更进一步说明为，所述的将堆垛正面的至少两个条形码摄取到矫正模块中，具体为：摄像头对堆垛正面进行摄像，并将摄取到的图像收集到矫正模块中。

如上所述的适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统运行方法，更进一步说明为，所述的组合成一个完整的条形码，具体为：

(1)、矫正模块识别出摄取到的图像中条形码图像部分，裁剪掉其余部分。将条形码图像部分进行矫正、调色、抠取处理，保留条形码中的黑色条并作为一个图层；获得至少两个图层。

(2)、将所有图层进行重叠、对正，组成一组新的黑色条叠图，形成完整的条形码。

如上所述的适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统运行方法，更进一步说明为，所述将条形码图像部分进行矫正、调色、抠取处理，具体包括：矫正图象处理、去除饱和度处理、调节亮度\对比度\强度、抠除灰度为50％以下部分，保留黑色条。

本发明的有益效果：

本发明的运输车可以更高效地读取堆垛上的条形码数据，利于使整个仓库运输系统的工作更为流畅。

本发明的矫正读取模块可以将多个(堆垛正面上的)条形码通过图像处理，进行拼接、重叠，构成一个完整条形码，并读取到条形码数据。因此在条烟堆垛正面均没有可读完整条形码情况下，依然能够自动读取该包装箱上的条形码。

附图说明

图1是本发明的堆垛结构图。

图2是本发明的堆垛系统结构图。

图3是本发明矫正读取条形码方法示意图。

其中：物流托盘1；正面2；条形码3；侧面4。

具体实施方式

烟草均为箱式包装，包装箱的正面2为正方形，侧面4为竖着的长方形，因此，整个包装是扁平结构。

习惯性地将正方形面称之为(背面)正面，长方形面称之为侧面(顶面、底面)。

正面2(背面)的面积比较大，便于印刷，因此，条形码印制包装箱正面。

条烟包装箱码放于物流托盘1上，构成堆垛，本实施例中，条烟包装箱码放在物流托盘上码放三层。每一层码放六个包装箱，其中两个包装箱横放，将正面朝向堆垛外侧，另外四个包装箱垂直于横放的这两个包装箱。

因此，一个堆垛上有18个包装箱。每一层有两个条烟包装箱的正面在堆垛正面(露出条形码)，运输车行驶过来的方向就是面向堆垛正面。

运输车上设置有条形码扫描识别与数据读取、上传系统，包括有一个可用于计算与存储数据的半导体芯片，以及半导体元器件，并设置有连接各元器件的连接导线、数据线。

运输车行走到堆垛的前面，扫描面向运输车的堆垛正面的条形码3，然后将数据上传，并识别该堆垛应该放入的位置，然后将该堆垛条烟运输到相应位置。

嵌入运输车的识别系统由矫正模块、条形码识别模块、计数模块构成。

矫正模块与条形码识别模块连接，条形码识别模块与计数模块连接，计数模块连接到数据中心。

条形码识别模块上连接有条形码扫描头，条形码识别模块用于通过条形码扫描头读取货物上的条形码数据。条形码扫描头用于堆垛上的条形码，并将扫描到的信息传到条形码识别模块。

矫正模块上连接有摄像头，用于获取堆垛上的条形码图像，并通过获取到的图像读取条形码数据。

计数模块，用于统计堆垛上的条烟数量。

条形码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。通常对于每一种物品，它的编码是唯一的，对于普通的一维条形码来说，还要通过数据库建立条形码与商品信息的对应关系，当条形码的数据传到计算机上时，由计算机上的应用程序对数据进行操作和处理。因此，普通的一维条形码在使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的。条形码上的数据包括有起始部分、数据部分、终止部分。

本发明提供的图像识别的安全出库系统运行方法，包括以下过程步骤：

(1)、条形码扫描头读取堆垛正面任一条烟包装箱的条形码信息，并生成条形码数据；将条形码数据汇入到数据处理模块；并具运输车识别到了该堆垛信息、条烟种类，并知道了该堆垛上的条烟应当运输存放的位置，并将该堆垛运至相应位置。

对运输的堆垛数量进行计数，并通过每一个堆垛上条烟箱的数量，生成条烟箱的总数量，并提交到数据中心。例如，知道了堆垛运输的数量(例如10个堆垛)，而且知道了每个堆垛上总共18个包装箱，因此知道了运输总量为180个包装箱。

(2)、当运输车上的条形码扫描头未能读取堆垛下正面的所有包装箱上的任何条形码时，启动条形码矫正模块，进行矫正读取条形码。

未能读取到货物上的任何条形码的原因有很多，最主要的原因则是，堆垛正面每一个包装的条形码均有破损、污染，从而不可读。但污染与破损是随机性的，因此，堆垛正面每一个条形码均同时发生破损或污染时，并且每一个污染和破损条形码的同一均被污染和破损这种概率又是微乎其微，基本不会发生。

由于包装箱码放在一个堆垛上，因此，一个堆垛上的包装箱上印制的条形码均是相同的，为同一批次条烟，因此一个堆垛上的包装箱上印制的条形码所载数据是相同的，表现在图形上，一个堆垛上的条形码的图形都本应该完全相同。

因此，将一个堆垛上的不同包装箱上的所有被破损或污染和破损的条形码的有效部份组合起来，就可以构成一个完整的条形码，从而扫描得到条形码数据了。

运输车的摄像头对准堆垛的正面进行摄像，由摄像头摄取到堆垛上的至少两个条形码的图像，实际上可以摄取到四个条形码的图像，因为四个条形码的图像的处理量有点大，因此，取三个条形码的图像便可，当然，为了追求正确率，也可以取四个条形码的图像。

以下的矫正示例中，以取三个条形码的图像为例：

将两个包含有条形码的图像收集到矫正模块中。

矫正模块识别出图像中条形码图像部分，识别的方法可以采用人工智能训练的方式，教会机器人识别条形码。也可以采用图像识别的方式，即，具备条纹状的明暗交替色块，从开始的一块至结束的一块，包含中间部分，即可以认定为一组条形码。当然，为了识别条形码部分的像素准确，也可以加入其它识别条件。总之，要用人工智能的方法，或者图像像素识别色块的方法，例如高斯算法，准确识别到图像中的条形码部分。

识别到图像中的条形码部分后，裁剪掉其余背景色块部分。总共找到三个条形码(尽管每个条形码都可能存在部分缺失)。

将找到的三个条形码图像部分，每一个条形码图像都进行如下步骤处理：矫正图象处理、去除饱和度处理、调节亮度\对比度\强度、抠除灰度为50％以下部分，保留条形码中的黑色条并作为一个图层。

由于条形码主要由起始部分、数据部分、终止部分组成，通过人工智能的训练，能轻易识别起始部分和终止部分，只要有部分识别正确，就可以推算出另外的部分，因此可以准确知道哪些是条形码部分，哪些是背景色块部分。

矫正图象处理时，计算条形码的四个角点，进行相应的拉伸、延展便可。

去除饱和度处理主要是去除色相信息，只保留灰度信息。

调节亮度\对比度\强度，使明暗对比度强烈，可清晰识别出条形码中的空白部分(就是条形码的“空”，指对光线反射率较高的部分)，以及条形码的黑条部分(就是条形码的“条”，指对光线反射率较低的部分)。

抠除灰度为50％以下部分，并锐化边缘。

灰度为50％以下部分基本上就是条形码中的空白部分(就是条形码的“空”，指对光线反射率较高的部分)。因此，整个图像就只剩下条形码的黑条部分具有像素了，其余无像素(或极少颗粒状像素点)。

三张条形码，每一张都经过上面的方法处理后，就获得了像素清晰的三个条形码(尽管每个条形码都可能存在部分缺失)。

参考图3，三个条形码，每一个作为一个图层，将三个图层进行重叠、并对正，于是，三个图层的像素相互填充，相互补缺，组成一组新的黑色条叠图，从外观上看，就是一个完整的条形码。获得条形码数据并上传数据中心。

上述为本发明的示例性说明，不代表本发明的保护范围。

Claims (6)

1.适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统，设置在条烟仓库，包括运输车、以及嵌入运输车的识别系统；以及由条烟包装箱条烟码放形成的堆垛；条烟包装箱的正面设置有条形码；其特征在于，所述的识别系统由矫正模块、条形码识别模块、计数模块构成；

矫正模块与条形码识别模块连接，条形码识别模块与计数模块连接，计数模块连接到数据中心；

条形码识别模块上连接有条形码扫描头，条形码识别模块用于通过条形码扫描头读取货物上的条形码数据；条形码扫描头用于堆垛上的条形码，并将扫描到的信息传到条形码识别模块；矫正模块上连接有摄像头，用于获取堆垛上的条形码图像，并通过获取到的图像读取条形码数据；

计数模块，用于统计堆垛上的条烟数量。

2.适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统运行方法，其特征在于，

(1)、堆垛码放：堆垛由条烟包装箱构成，堆垛码放于物流托盘上，在物流托盘上码放规定数量的条烟包装箱，并使至少两个条烟包装箱的正面在堆垛正面，堆垛正面并面向运输车驶来方向；

(2)、条形码扫描头读取堆垛正面任一条烟包装箱的条形码信息，并生成条形码数据；

(3)、运输车通过条形码数据识别到堆垛上的条烟种类，将该堆垛运输向指定位置；

(4)、对运输的堆垛数量进行计数，并通过每一个堆垛上条烟箱的数量，生成条烟箱的总数量，并提交到数据中心；

(5)、在步骤2生成条形码数据过程中，当堆垛正面无可识别条形码时，启动条形码矫正模块，进行矫正读取条形码；

(6)、当无法矫正读取条形码时，运输车调整至堆垛的另一面，从另一面读取堆垛上任一条烟包装箱的条形码信息。

3.如权利要求2所述的适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统运行方法，其特征在于，所述的矫正读取条形码，其步骤为：

将堆垛正面的至少两个条形码摄取到矫正模块中；并组合成一个完整的条形码，并读取完整的条形码，获得条形码数据。

4.如权利要求3所述的适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统运行方法，其特征在于，所述的将堆垛正面的至少两个条形码摄取到矫正模块中，具体为：运输车上的摄像头对堆垛正面进行摄像，并将摄取到的图像收集到矫正模块中。

5.如权利要求4所述的适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统运行方法，其特征在于，所述的组合成一个完整的条形码，具体为：

(1)、矫正模块识别出摄取到的图像中条形码图像部分，裁剪掉其余部分；将条形码图像部分进行矫正、调色、抠取处理，保留条形码中的黑色条并作为一个图层；获得至少两个图层；

(2)、将所有图层进行重叠、对正，组成一组新的黑色条叠图，形成完整的条形码。

6.如权利要求5所述的适应于自动化的条烟有序的摆放堆垛系统运行方法，其特征在于，所述将条形码图像部分进行矫正、调色、抠取处理，具体包括：矫正图象处理、去除饱和度处理、调节亮度\对比度\强度、抠除灰度为50％以下部分，保留黑色条。