CN110813768A - 分拣视觉定位引导系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了分拣视觉定位引导系统及方法，涉及仓储物流领域。本发明的分拣视觉定位引导系统包括：包裹传输系统，包括用于传输包裹的输送线，和用于测量输送线的速度的测速器；智能相机视觉系统，包括布置在输送线上方的一个或多个智能相机，用于对输送线上的包裹进行扫描和定位，并将包裹的信息传输至控制器；引导舱定位引导系统，包括在智能相机下游一定距离处布置在输送线上方的多个视觉引导舱，视觉引导舱用于根据控制器的指示，将颜色光投射到处于引导区中的目标包裹上，提供视觉定位引导；和控制器，其基于所述包裹的信息，向视觉引导舱分派引导任务，指示对目标包裹进行视觉定位引导。该实施方式降低了人工分拣差错率，提高了分拣效率。

Description

分拣视觉定位引导系统及方法

技术领域

本发明涉及仓储物流领域，尤其涉及一种通过视觉定位引导帮助进行物流包裹分拣的系统和方法。

背景技术

随着物流行业的飞速发展，物流中心规模越来越大，包裹分拣工作量也与日俱增。目前物流包裹分拣主要分自动分拣和人工分拣。自动分拣是借助自动化设备，通过对包裹面单进行自动化扫描完成分拣。人工分拣是完全靠人去完成包裹分拣。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

自动分拣投入高，占用场地大，其要求每个包裹之间留有一定的距离，而且不能并排放置两个以上包裹。人工分拣对于包裹摆放没有具体要求，可以并行无序排放，提高了输送线的吞吐能力。但是人工分拣靠人眼识别包裹面单站点/滑道所对应的字母和文字信息来分拣，人眼识别文字容易出错，且长时间工作容易产生视觉疲劳，错过和分错的概率随之上升。特别是对于排在最前面的分拣员来说，由于包裹数量众多，分拣压力大，尤其是在赶截单批次时特别明显，靠人眼识别容易增加人为操作差错率。

另外，人工分拣还存在如下缺点：

1.包裹面单的内容和位置信息，即面单排版和样式的个性化需求经常会变化，分拣员需要提前知道需要识别的内容；

2.分拣员流动性较高，新手和老手分拣效率差别较大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种分拣视觉定位引导系统及方法，其能够有助于克服现有技术中存在的上述技术问题，减少物流包裹人工分拣中的差错率，提高分拣效率。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种分拣视觉定位引导系统，其包括：

包裹传输系统，包括用于传输包裹的输送线，和用于测量输送线的速度的测速器；

智能相机视觉系统，包括布置在所述输送线上方的一个或多个智能相机，用于对输送线上的包裹进行扫描和定位，并将所述包裹的信息传输至控制器；

引导舱定位引导系统，包括在所述智能相机下游，布置在所述输送线上方的多个视觉引导舱，所述视觉引导舱用于根据控制器的指示，将颜色光投射到处于引导区中的目标包裹上，从而提供视觉定位引导；和

控制器，所述控制器基于所述包裹的信息，指示视觉引导舱对目标包裹进行视觉定位引导。

优选地，所述控制器包括控驱系统，所述控驱系统能够与作为上位机的物流信息系统交互信息，并且控制所述引导舱定位引导系统的操作。

优选地，所述控驱系统进一步包括引导舱控制系统，所述引导舱控制系统用于与所述引导舱定位引导系统交互信息并控制其操作。

优选地，所述控制器包括人机接口，以供操作员与分拣视觉定位引导系统交互信息。

优选地，通过所述人机接口，能够设置所述分拣视觉定位引导系统的如下参数中的一项或多项：视觉引导舱数量、视觉引导舱的引导颜色、引导区长度、输送线速度、异常情况的处理。

优选地，所述智能相机视觉系统包括2个智能相机。

优选地，所述引导舱定位引导系统包括6-8个视觉引导舱。

优选地，所述视觉引导舱由二维运动平台与光源构成。优选地，所述光源能够投射不同的颜色光。

优选地，所述视觉引导舱布置在所述智能相机下游0.5-1.5米的位置处。更优选地，所述视觉引导舱布置在所述智能相机下游1.5米的位置处。

优选地，所述引导区的长度为1-2米。

优选地，所述输送线的宽度为1米。

优选地，所述输送线的运行速度为0.5米/秒。

优选地，所述测速器为安装在所述输送线下方的测速码盘。

优选地，使所述视觉引导舱投射的颜色光与所述输送线的速度同步跟随所述包裹移动，直至所述包裹离开引导区。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种用于对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，其包括：

通过输送线输送包裹，依次流经分拣区域；

当所述包裹进入智能相机的扫描范围时，通过所述智能相机扫描包裹面单，获取所述包裹的信息；

根据所述包裹的信息判断包裹站点，并将引导任务分派给视觉引导舱；

当所述包裹进入引导区时，所述视觉引导舱根据接收到的引导任务向所述包裹投射颜色光，以提供视觉定位引导。

优选地，对于不同站点的包裹投射不同的颜色光。

优选地，所投射的颜色光与所述输送线的速度同步跟随所述包裹移动，直至所述包裹离开引导区。

优选地，所述方法进一步包括：在输送包裹之前，对如下参数中的一项或多项进行参数配置：视觉引导舱数量、视觉引导舱的引导颜色、引导区长度、输送线速度、异常情况的处理。

优选地，所述方法进一步包括：在所述包裹进入智能相机的扫描范围之前，对所述包裹进行预分拣处理，整理所述包裹，使包裹面单朝上。

优选地，在所述预分拣处理中，将小站点包裹分拣出来。

优选地，所述方法进一步包括：分拣员根据所投射颜色光的引导，将相符站点的包裹分拣出来。

优选地，所述方法进一步包括：对于离开引导区后的剩余包裹，由分拣员进行人工分拣和处理。

优选地，使用2个智能相机对输送线上的包裹进行扫描。

优选地，使用6-8个视觉引导舱来执行视觉定位引导。

上述发明中的实施例具有如下优点或有益效果：因为采用投射颜色光的方式向分拣员提供对包裹的视觉定位引导，并且同步跟随包裹一定范围，使分拣员能够更容易地完成包裹分拣，所以克服了分拣员在长时间人眼识别包裹面单容易产生视觉疲劳方面的问题，进而达到降低分拣差错率、提升作业效率的技术效果。

而且，采用投射颜色光的方式对待分拣的物流包裹进行视觉定位引导，还具有节能环保及能够灵活运用的优点。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的分拣视觉定位引导系统的示意性平面图；

图2示出从侧面看的本发明分拣视觉定位引导系统的局部示意图，其中示出在输送线传输方向上智能相机的视野范围和视觉引导舱的视觉引导范围；

图3示出从侧面看的本发明分拣视觉定位引导系统的局部示意图，其中示出当输送线上的包裹进入引导区时，视觉引导舱向包裹投射光束进行视觉定位引导；

图4示出本发明的分拣视觉定位引导系统的示例性操作流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。另外，应理解，附图中的各部分并未按比例绘制，其中给出的数据也仅是示例性的，并不构成对本发明的限制。

图1是根据本发明实施例的分拣视觉定位引导系统10的示意性平面图。如图1所示，本发明的分拣视觉定位引导系统10包括包裹传输系统100、智能相机视觉系统200、引导舱定位引导系统300和控制器400。

包裹传输系统100包括输送线101和测速器102。输送线101用于传输物流包裹P，以供各个分拣工位的分拣员进行分拣。输送线101可以为常见的带式输送机、滚筒输送机等。根据一优选实施例，输送线101的宽度可为1米。测速器102例如可为测速码盘，其通常安装在输送线101下方，与输送线101产生摩擦并测量输送线101的速度。

智能相机视觉系统200可包括一个或多个智能相机201，其分别用于对输送线101上传送的各个包裹P进行扫描、识别和定位。智能相机201为集成了图像的采集、处理与通信功能的相机，其可通过商购容易地获得，在此不再赘述。根据一优选实施例，如图1中所示，在输送线101的上游端，两个智能相机201并排设置在输送线101上方，用于对输送线101上的包裹P进行互补式扫描，以避免产生扫描盲区。智能相机201通过扫描获取包裹P沿输送线101的位置以及在与输送线垂直方向上的坐标，并将扫描结果返回给控制器400，以用于控制引导舱定位引导系统300的操作。对此将在下文详细描述。

引导舱定位引导系统300包括多个视觉引导舱301。视觉引导舱301在智能相机201下游一定距离处，布置在输送线101上方。根据一优选实施例，视觉引导舱301布置在智能相机201下游约0.5-1.5米的位置处，特别优选地为1.5米。如图1中所示，根据一优选实施例，引导舱定位引导系统300可包括8个视觉引导舱301。但应理解，视觉引导舱的数量可根据需要进行调整，可以更少或更多，例如4个、6个、7个、10个等等，这些均涵盖在本发明的范围之内。视觉引导舱301由二维运动平台与光源配合构成，其从控制器400接收视觉引导任务，然后将不同的颜色光投射到目标包裹P上，并能够在二维方向运动以使投射的颜色光跟随包裹P一段距离，从而实现视觉定位引导，帮助分拣员方便地完成包裹分拣。

根据一优选实施例，控制器400包括控驱系统401以及人机接口(HMI)402，其可通过例如计算机来实现。控制器400可用于与上位机(即物流信息系统，例如京东商城的青龙系统)交互信息，并控制分拣视觉定位引导系统10中其他部分的操作和运行。控驱系统401包含控制器400用的软件，特别是，其可包括能够与引导舱定位引导系统300交互的引导舱控制系统。HMI 402可作为输入输出接口，供操作员与分拣视觉定位引导系统10交互信息，例如设置参与工作的引导舱数量、每个引导舱的具体操作(例如：配置站点②②的引导颜色)、引导区的具体范围(通常1-2米)、输送线的速度(通常0.5米/秒)、条码无法读取等异常情况的处理，等等。

图2和图3示出从侧面看的发明的分拣视觉定位引导系统10的局部示意图，为清楚起见，其中仅示出了一个智能相机201和一个视觉引导舱301。其中图2示出智能相机201和视觉引导舱301在输送线101上具有相应的视野范围(扫描范围)和视觉引导范围(引导区)；图3示出当输送线上的包裹P进入引导区时，视觉引导舱301向包裹P投射光束进行视觉定位引导的示意图。

在运行中，当输送线101上的包裹P进入智能相机201的视野范围(例如，图3中所示的位置A)时，智能相机视觉系统200对输送线101上的包裹条码进行扫描，读取条码信息，定位包裹位置。例如，智能相机201抓取包裹条码区作为标定区域，通过连续抓拍，测量出条码中心点在相机视野中的坐标位置。根据优选实施例，自从包裹P进入智能相机201的视野范围并拍摄第一张照片起，包裹P沿输送线101的位置就已经被监控了，并根据测速器102实时反馈输送线101运行的距离。与输送线101垂直方向(即，沿输送线101宽度方向)的坐标由拍摄的智能相机201提供，这个方向的位置在行进时不会发生改变。包裹P的相对高度可由控制器400或上位机计算得到。智能相机视觉系统200将包裹条码信息以及包裹位置等相关信息传输至控制器400，通过数据接口，控制器400与上位机(即物流信息系统)交互数据，并且从上位机获取条码信息所对应的包裹站点信息。根据一优选实施例，上述数据交互在0.5秒内完成。

对于符合要求的包裹站点信息，控制器400通过引导舱控制系统分派任务至视觉引导舱301，同时控制器400可根据由测速器102测得的输送线101的速度测算包裹P的具体位置，并将包裹位置信息传达至引导舱控制系统。引导舱控制系统根据包裹位置信息调整相应的视觉引导舱301的横向坐标(即，沿输送线101宽度方向的坐标)，并根据输送线101的速度计算包裹P的目标路径。

当目标包裹P进入引导区(例如，图3中所示的位置B)时，引导舱控制系统根据包裹P对应的站点信息，指示视觉引导舱301调整引导颜色，开启光源，在包裹P的条码高度平面上，向目标包裹P准确投射对应站点的彩色光，并且与输送线101的速度同步跟随包裹P，直至包裹P离开引导区。借助于视觉引导舱301所投射的颜色光的视觉定位引导，分拣员按站点颜色对包裹P进行识别和区分，从而方便、准确地完成包裹分拣。

在上述实施例中，描述了引导舱控制系统包含在控制器400中。但应理解，本发明并不限于此。例如，在其他实施例中，引导舱控制系统可以包含在不同的控制器或计算机控制系统中；或者可以合并到分拣视觉定位引导系统10的其他组成部分中，例如，引导舱控制系统可以合并到引导舱定位引导系统300中。另外，如前面所述，根据本发明的优选实施例，引导区的长度通常设置为1-2米。但根据需要，也可对此进行调整。任何适当的变型均涵盖在本发明的范围之内。

下面，结合图4所示的流程图来说明本发明的分拣视觉定位引导系统10的具体操作流程。在该示例性的操作流程中，以2个视觉引导舱301的视觉定位引导为例进行说明。

在步骤S401，分拣操作流程开始。

在步骤S402，操作员通过HMI 402配置视觉引导舱301的数量、颜色和其他参数。

在步骤S403，包裹P经输送线101输送，依次流经分拣区域。

在步骤S404，在输送线101上的包裹P进入智能相机201的扫描范围之前，站点①的分拣员对包裹P进行预分拣处理，整理包裹(例如以手工方式)，使包裹面单朝上。另外，可选地，在有空余时间的情况下，可以安排站点①的分拣员负责分拣少量包裹，将符合站点①的包裹P取下。通常，可根据包裹P上的面单编号来划分包裹站点。根据物流信息系统中的包裹数据信息，将数量较少的包裹(即，小站点包裹)划分给站点①。站点①的分拣员根据包裹P上的面单编号，例如XXX2387，通过人眼识别进行人工分拣，将这部分包裹挑选出来。

在步骤S405，随着输送线101上的包裹P进入智能相机201的扫描范围，通过2台智能相机201全覆盖扫描输送线101上的剩余包裹的面单条码信息，并传送至控制器400，通过数据接口与物流信息系统进行数据交互，并在例如0.5秒内从物流信息系统将包裹P的站点信息回传至控制器400。优选地，将包裹P的站点信息回传至引导舱控制系统。

在步骤S406，智能相机视觉系统判断包裹面单条码信息的准确性。若存在条码无法扫描、破损等异常情况，则不将数据传输至视觉引导舱301。若条码符合标准，能够正确识别，则进行后续步骤，继续判别站点号，并且控制器400将任务分派到具体的视觉引导舱301。

在步骤S407，控制器400判断包裹信息是否符合站点②，若符合要求，即，判断结果为“是”(Y)，则配置站点②的颜色，例如“红色”，并等待符合站点②的包裹P进入引导区。

在步骤S408，随着符合站点②的包裹P进入引导区，控制器400通过引导舱控制系统指示相应的视觉引导舱301开启光源，向目标包裹P投射站点②的对应颜色光，例如“红色”，并跟随包裹P。然后继续步骤S411。

如果在步骤S407，判断包裹信息不符合站点②，即，判断结果为“否”(N)，则继续执行步骤S409。在步骤S409，控制器400判断包裹信息是否符合站点②，若符合要求，即，判断结果为“是”(Y)，则配置站点②的颜色，例如“绿色”，并等待符合站点②的包裹P进入引导区。如果在步骤S409，判断结果为“否”(N)，则转到步骤S412。

在步骤S410，随着符合站点②的包裹P进入引导区，控制器400通过引导舱控制系统指示相应的视觉引导舱301开启光源，向目标包裹P投射站点②的对应颜色光，例如“绿色”，并跟随包裹P。

在步骤S411，当包裹P在引导区内输送时，相应的视觉引导舱310持续投射对应的颜色光跟随包裹P，直至包裹P离开引导区。站点②的分拣员在引导区内识别对应站点②的颜色，例如“红色”，然后将该站点的包裹P取下；站点②的分拣员在引导区内识别对应站点②的颜色，例如“绿色”，然后将该站点的包裹P取下。

在步骤S412，剩余和异常包裹P继续流到后续工位，例如站点④④的工位，由该工位的分拣员通过人眼识别进行人工分拣。

在步骤S413，流程结束。

应该理解，上述流程仅是示例性的，更多个视觉引导舱301的视觉定位引导与此类似。并且本发明不限于此。例如，在上述描述中，对于站点②和站点②的包裹P依次进行判断。但是，在替代实施例中，可以在一个步骤中直接判断包裹P符合哪个站点，然后指示相应的视觉引导舱301投射对应的颜色光。另外，并非所有步骤都是必须的，有些步骤可以省略；并且根据需要，有些步骤的执行顺序可以改变。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (26)

1.一种分拣视觉定位引导系统(10)，其特征在于，包括：

包裹传输系统(100)，包括用于传输包裹(P)的输送线(101)，和用于测量输送线(101)的速度的测速器(102)；

智能相机视觉系统(200)，包括布置在所述输送线(101)上方的一个或多个智能相机(201)，用于对输送线(101)上的包裹(P)进行扫描和定位，并将所述包裹(P)的信息传输至控制器(400)；

引导舱定位引导系统(300)，包括在所述智能相机(201)下游布置的多个视觉引导舱(301)，所述视觉引导舱(301)用于根据控制器(400)的指示，将颜色光投射到处于引导区中的目标包裹(P)上，从而提供视觉定位引导；和

控制器(400)，所述控制器(400)基于所述包裹(P)的信息，指示视觉引导舱(301)对目标包裹(P)进行视觉定位引导。

2.根据权利要求1所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述控制器(400)包括控驱系统(401)，所述控驱系统(401)能够与作为上位机的物流信息系统交互信息，并且控制所述引导舱定位引导系统(300)的操作，向所述引导舱定位引导系统中的视觉引导舱分派引导任务。

3.根据权利要求2所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述控驱系统(401)进一步包括引导舱控制系统，所述引导舱控制系统用于与所述引导舱定位引导系统(300)交互信息并控制其操作。

4.根据权利要求1所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述控制器(400)包括人机接口(402)，以供操作员与分拣视觉定位引导系统(10)交互信息。

5.根据权利要求4所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，通过所述人机接口(402)，能够设置所述分拣视觉定位引导系统(10)的如下参数中的一项或多项：视觉引导舱数量、视觉引导舱的引导颜色、引导区长度、输送线速度、异常情况的处理。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述智能相机视觉系统(200)包括2个智能相机(201)。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述引导舱定位引导系统(300)包括6-8个视觉引导舱(301)。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述视觉引导舱(301)由二维运动平台与光源构成。

9.根据权利要求8所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述光源能够投射不同的颜色光。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述视觉引导舱(301)布置在所述智能相机(201)下游0.5-1.5米的位置处。

11.根据权利要求10所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述视觉引导舱(301)布置在所述智能相机(201)下游1.5米的位置处。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述引导区的长度为1-2米。

13.根据权利要求1-5中任一项所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述输送线(101)的宽度为1米。

14.根据权利要求1-5中任一项所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述输送线(101)的运行速度为0.5米/秒。

15.根据权利要求1-5中任一项所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，所述测速器(102)为安装在所述输送线(101)下方的测速码盘。

16.根据权利要求1-5中任一项所述的分拣视觉定位引导系统(10)，其中，使所述视觉引导舱(301)投射的颜色光与所述输送线(101)的速度同步跟随所述包裹(P)移动，直至所述包裹(P)离开引导区。

17.一种用于对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，其特征在于，包括：

通过输送线(101)输送包裹(P)，依次流经分拣区域；

当所述包裹(P)进入智能相机(201)的扫描范围时，通过所述智能相机(201)扫描包裹面单，获取所述包裹(P)的信息；

根据所述包裹(P)的信息判断包裹站点，并将引导任务分派给视觉引导舱(301)；

当所述包裹(P)进入引导区时，所述视觉引导舱(301)根据接收到的引导任务向所述包裹(P)投射颜色光，以提供视觉定位引导。

18.根据权利要求17所述的对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，其中，对于不同站点的包裹(P)投射不同的颜色光。

19.根据权利要求17所述的对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，其中，所投射的颜色光与所述输送线(101)的速度同步跟随所述包裹(P)移动，直至所述包裹(P)离开引导区。

20.根据权利要求17-19中任一项所述的对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，进一步包括：在输送包裹(P)之前，对如下参数中的一项或多项进行参数配置：视觉引导舱数量、视觉引导舱的引导颜色、引导区长度、输送线速度、异常情况的处理。

21.根据权利要求17-19中任一项所述的对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，进一步包括：在所述包裹(P)进入智能相机(201)的扫描范围之前，对所述包裹(P)进行预分拣处理，整理所述包裹(P)，使包裹面单朝上。

22.根据权利要求21所述的对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，其中，在所述预分拣处理中，将小站点包裹分拣出来。

23.根据权利要求17-19中任一项所述的对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，进一步包括：分拣员根据所投射颜色光的引导，将相符站点的包裹(P)分拣出来。

24.根据权利要求23所述的对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，进一步包括：对于离开引导区后的剩余包裹(P)，由分拣员进行人工分拣和处理。

25.根据权利要求17-19中任一项所述的对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，其中使用2个智能相机(2)对输送线(101)上的包裹(P)进行扫描。

26.根据权利要求17-19中任一项所述的对包裹进行分拣视觉定位引导的方法，其中使用6-8个视觉引导舱(301)来执行视觉定位引导。

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