CN110844508A - 一种包裹运输控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种包裹运输控制方法和系统，属于智能物流技术领域，包括：通过面阵CMOS对传送小车成像，得到目标图像；通过高速差分串行接口运输所述目标图像至DSP；通过所述DSP提取所述目标图像中的包裹信息，所述包裹信息包括是否有包裹、包裹的位置信息和包裹的尺寸信息；根据所述包裹信息控制包裹的运输。解决了可以根据包裹信息控制包裹的运输，进而避免撞包，达到了降低错分率和提升供包效率的效果。

Description

一种包裹运输控制方法和系统

技术领域

本申请涉及一种包裹运输控制方法和系统，属于智能物流技术领域。

背景技术

交叉带式分拣系统由主驱动带式输送机和载有小型带式输送机的台车(简称“传送小车”)联接在一起，小车移动到所规定的分拣位置时，转动皮带，完成把包裹分拣送出的任务。因为主驱动带式输送机与传送小车上的带式输送机呈交叉状，故称交叉带式分拣机。现有技术中在分拣卸货时通常采用供件输送皮带将需要分拣的包裹输送到主驱动带式输送机(以下简称“输送主线”)的小车上，然而在输送包裹到传送小车时，很可能会因为传送小车中已经有包裹而发生撞包。

因此，为了保证包裹分拣的效率，如果放置传送小车撞包已经成为急需解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种包裹运输控制方法和系统，可以解决现有方案中会发生撞包的问题。本申请提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种包裹运输控制方法，所述方法包括：

通过面阵CMOS对传送小车成像，得到目标图像；

通过高速差分串行接口运输所述目标图像至DSP；

通过所述DSP提取所述目标图像中的包裹信息，所述包裹信息包括是否有包裹、包裹的位置信息和包裹的尺寸信息；

根据所述包裹信息控制包裹的运输。

可选的，所述通过高速差分串行接口运输所述目标图像至DSP，包括：

通过FPGA提取所述目标图像的图像流，对所述目标图像进行去噪；

将去噪后的所述目标图像通过高速差分串行接口运输到所述DSP。

可选的，在光电开关检测到所述传送小车时，发送触发信号至FPGA，由所述FPGA触发所述面阵CMOS拍摄所述目标图像；

或者，

DSP定时发送触发信号至FPGA，由所述FPGA触发所述面阵CMOS拍摄所述目标图像。

可选的，所述根据所述包裹信息控制包裹的运输，包括：

在所述包裹信息表示所述传送小车中无包裹时，控制供包台向所述传送小车供包；

在所述包裹信息表示所述传送小车中有包裹时，将所述位置信息和所述尺寸信息发送至包裹分拣系统，由所述包裹分拣系统分拣包裹。

第二方面，提供了一种包裹运输控制系统，该控制系统包括：

通过所述拍摄装置拍摄包括传送小车的目标图像，所述传送小车用于传送包裹；

通过所述控制装置根据所述目标图像提取包裹信息，所述包裹信息包括是否有包裹、包裹的位置信息和包裹的尺寸信息；

根据所述包裹信息控制包裹的运输。

可选的，所述通过所述控制装置根据所述目标图像提取包裹信息，包括：

通过FPGA提取所述目标图像的图像流，对所述目标图像进行去噪；

将去噪后的所述目标图像通过高速差分串行接口传输到DSP，由所述DSP提取所述包裹信息。

可选的，所述拍摄装置为面阵CMOS，所述通过所述拍摄装置拍摄包括所述传送小车的目标图像，包括：

通过所述面阵CMOS对所述传送小车进行成像，得到所述目标图像。

可选的，所述通过所述拍摄装置拍摄包括所述传送小车的目标图像，包括：

在光电开关检测到所述传送小车时，发送触发信号至FPGA，由所述FPGA触发所述拍摄装置拍摄所述目标图像；

或者，

DSP定时发送触发信号至FPGA，由所述FPGA触发所述拍摄装置拍摄所述目标图像。

可选的，所述系统还包括补光装置，所述补光装置的光源照射方向为所述传送小车所处的一侧，所述通过所述拍摄装置拍摄包括所述传送小车的目标图像之前，还包括：

控制所述补光装置开启补光。

可选的，所述根据所述包裹信息控制包裹的运输，包括：

在所述包裹信息表示所述传送小车中无包裹时，控制供包台向所述传送小车供包；

在所述包裹信息表示所述传送小车中有包裹时，将所述位置信息和所述尺寸信息发送至包裹分拣系统，由所述包裹分拣系统分拣包裹。

本申请的有益效果在于：

通过所述拍摄装置拍摄包括传送小车的目标图像，所述传送小车用于传送包裹；通过所述控制装置根据所述目标图像提取包裹信息，所述包裹信息包括是否有包裹、包裹的位置信息和包裹的尺寸信息；根据所述包裹信息控制包裹的运输；解决了可以根据包裹信息控制包裹的运输，进而避免撞包，达到了降低错分率和提升供包效率的效果。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1和图2是本发明所述的包裹运输控制系统的流程图；

图3是本发明所述的识别得到的包裹的位置的示意图；

图4是本发明所述的包裹运输控制系统的电路图；

图5是本发明所述的包裹运输控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的包裹运输控制系统，如图1所示，所述系统包括：

步骤101，通过所述拍摄装置拍摄包括传送小车的目标图像，所述传送小车用于传送包裹；

本实施例中拍摄装置可以为面阵CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)(以下均以拍摄装置为面阵CMOS来举例说明)，这也就是说，本步骤可以通过面阵CMOS来对传送小车进行成像，得到目标图像。

本实施例所述的拍摄装置通过使用面阵CMOS进行成像，保证了在低照度的环境下，包裹以2m/s的速度运行时依然可以高清抓拍包裹图像。另外，通过配合不同的工业镜头，实现了大角度的视场角，满足了不同场景的使用需求。

其中，面阵CMOS悬挂的高度可以在450mm到1000mm之间。

实际实现时，请参考图2，当通过DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)定时触发拍摄装置拍摄时，本步骤可以实现为：DSP定时发送触发信号至FPGA，比如，DSP每隔3S发送一次触发信号至FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)，FPGA触发面阵CMOS对传送小车成像。当然，在面阵CMOS的拍摄区域的入口处还可以设置有光电开关时，本步骤可以包括：当传送小车触发光电开光时，光电开关发送触发信号至FPGA，FPGA触发面阵CMOS对传送小车成像。

另外，由于实际应用场景中，当光线较弱时，面阵CMOS拍摄得到的传送小车的图像可能模糊，因此，该控制系统中还可以包括补光装置，并且该补光装置的光照方向为传送小车所在的一侧。此时，在FPGA接收到触发信号之后，触发面阵CMOS进行成像之前，FPGA还可以先控制补光装置进行补光。其中，补光装置可以为近红外LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光源。

本系统主流的LED光源，它具有发热量小、亮度高、寿命长等特点。本系统采用固定发射角的近红外LED灯珠，配合定制款专用透镜灯罩，实现光照均匀，抗环境光干扰。

本系统采用LT的LED恒流驱动方案，该驱动方案支持宽范围电压输入DC6V～DC100V,可支持升压模式、降压-升压模式、降压模式、SEPIC(single ended primaryinductor converter，单端初级电感式转换器)、反激式等工作模式。本系统采用升压模式选用安全低压DC24V供电；本系统采用频闪控制的工作模式，实现发热低，寿命长等。

步骤102，通过所述控制装置根据所述目标图像提取包裹信息，所述包裹信息包括是否有包裹、包裹的位置信息和包裹的尺寸信息；

控制装置可以包括FPGA和多核DSP，本步骤可以包括：

第一，通过FPGA提取所述目标图像的图像流，对所述目标图像进行去噪；

具体的，目标图像中包括各种控制数据及协议开销，本步骤是从中提取出表征图像内容的图像数据，并对提取得到图像数据进行去噪滤波等等，在此不再赘述。

第二，将去噪后的所述目标图像通过高速差分串行接口传输到DSP，由所述DSP提取所述包裹信息。

在FPGA得到去噪后的图像数据之后，可以将得到的图像数据通过高速差分串行接口传输到DSP，由DSP提取包裹信息。

本系统采用专用型DSP，具有320GMAC或者160GFLOP的计算性能，同时拥有丰富的高速外设，高实时性。可以满足对外界信号的高度实时响应，收到图像后可及时输出包裹信息。

步骤103，根据所述包裹信息控制包裹的运输。

第一，在所述包裹信息表示所述传送小车中无包裹时，控制供包台向所述传送小车供包；

第二，在所述包裹信息表示所述传送小车中有包裹时，将所述位置信息和所述尺寸信息发送至包裹分拣系统，由所述包裹分拣系统分拣包裹。

实际实现时，预先对整个皮带面设定坐标系，该坐标系被整个分拣系统公认，统一。拍摄装置通过拍照，计算出图像中包裹在图像里的坐标系，然后转换成物理世界中，也即得到包裹在皮带面上的物理坐标系，从而给出包裹在皮带面上的位置。可选的，拍摄装置对包裹的识别主要为机器视觉技术，通过机器视觉可以测得包裹的面积及包围包裹的最小矩形框，所以，可以获得包裹的尺寸信息。比如，请参考图3，其示出了一种可能的示意图。

可选的，在发送包裹信息至分拣系统时，可以通过千兆网或者串口将包裹信息发送至分拣系统。

请参考图4，其示出了本实施例所述的包裹运输控制系统的电路框图，如图3所示，该控制系统包括光源、CMOS、电源模块、FPGA(图中所示的XILNX K7)、多核DSP。如图所示，FPGA与光源、CMOS和多核DSP连接，在FPGA满足条件时，触发光源补光，并触发CMOS开始成像，此后将CMOS成像得到的目标退昂传输至DSP处理，由DSP提取得到包裹信息。当然，结合图3，CMOS成像得到的目标图像可以通过32路数据总线传输至FPGA，类似的，其他各个模块也可以按照图中所示的协议进行通信。综合考虑高频电子电路的静电防护，电磁干扰防护，抗振动和及时散热等问题。可适应复杂苛刻的工业环境。

需要说明的是，电源模块可以为24V直流电，拍摄装置相机功率25w，光源功率180w，采用频闪模式有效降低功耗，且上述实施例仅以拍摄装置和控制装置为独立的装置来举例说明，实际实现时，两者还可以集成在一体构成一个拍摄装置，在此不再赘述。另外，上述所说的补光装置也可以集成在拍摄装置中，进而实现拍摄装置自带光源，可以支持不同亮度的工作环境。另外，拍摄装置的最大帧率可达10帧每秒，正常使用3-4帧即可达到理想效果，最大分辨率为500万像素(2592*2048)并可输出实时图像。拍摄装置提供GPIO(General-purpose input/output，通用型的输入输出)、UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器)、RS485和工业以太网接口，灵活满足工业现场各种系统接口要求。

基于上述系统，该控制系统可适应温度零下20摄氏度到50摄氏度的环境温度。

综上所述，通过所述拍摄装置拍摄包括传送小车的目标图像，所述传送小车用于传送包裹；通过所述控制装置根据所述目标图像提取包裹信息，所述包裹信息包括是否有包裹、包裹的位置信息和包裹的尺寸信息；根据所述包裹信息控制包裹的运输；解决了可以根据包裹信息控制包裹的运输，进而避免撞包，达到了降低错分率和提升供包效率的效果。

另外，通过使用面阵CMOS，达到了可以支持动态环境，也即在传送小车运动时，可以清晰的拍摄得到目标图像进而得到包裹信息的效果。通过采用多核DSP来获取包裹信息，达到了可以及时响应的效果。

结构紧凑，高度集成。本系统集成像采集，补光，数据处理于一体，成本低廉，方便安装。

新型视觉成像电路及算法，工作稳定可靠。首先采用高灵敏度的面阵CMOS成像，保证在低照度，高速度的情况下成像清晰稳定。其次，工业级FPGA对成像数据进行ISP处理，使得成像效果更加完善。最后，多核DSP通过对数字图像进行灰度，纹理进行分析，动态跟踪小车位置并提取包裹相对于小车位置信息。可满足对各种形状，各种颜色包裹的检测，并给出包围包裹的最小矩形。接口丰富，配置方便，响应及时。抗干扰，抗振动，高低温适应能力强。

上述仅以控制系统包括以上模块来举例说明，实际实现时，还可以包括支撑着拍摄装置、光源系统，并起着散热及各种电磁防护的机械系统，对此并不在限定。

请参考图5，其示出了本发明另一个实施例提供的包裹运输方法的方法流程图，如图5所示，该包裹运输方法包括：

步骤501，通过面阵CMOS对传送小车成像，得到目标图像；

步骤502，通过高速差分串行接口运输所述目标图像至DSP；

步骤503，通过所述DSP提取所述目标图像中的包裹信息，所述包裹信息包括是否有包裹、包裹的位置信息和包裹的尺寸信息；

步骤504，根据所述包裹信息控制包裹的运输。

可选的，所述通过高速差分串行接口运输所述目标图像至DSP，包括：

通过FPGA提取所述目标图像的图像流，对所述目标图像进行去噪；

将去噪后的所述目标图像通过高速差分串行接口运输到所述DSP。

可选的，在光电开关检测到所述传送小车时，发送触发信号至FPGA，由所述FPGA触发所述面阵CMOS拍摄所述目标图像；

或者，

DSP定时发送触发信号至FPGA，由所述FPGA触发所述面阵CMOS拍摄所述目标图像。

可选的，所述根据所述包裹信息控制包裹的运输，包括：

在所述包裹信息表示所述传送小车中无包裹时，控制供包台向所述传送小车供包；

在所述包裹信息表示所述传送小车中有包裹时，将所述位置信息和所述尺寸信息发送至包裹分拣系统，由所述包裹分拣系统分拣包裹。

综上所述，通过面阵CMOS对传送小车成像，得到目标图像；通过高速差分串行接口运输所述目标图像至DSP；通过所述DSP提取所述目标图像中的包裹信息，所述包裹信息包括是否有包裹、包裹的位置信息和包裹的尺寸信息；根据所述包裹信息控制包裹的运输；解决了可以根据包裹信息控制包裹的运输，进而避免撞包，达到了降低错分率和提升供包效率的效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种包裹运输控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过面阵互补金属氧化物半导体CMOS对传送小车成像，得到目标图像；

通过高速差分串行接口运输所述目标图像至数字信号处理DSP；

通过所述DSP提取所述目标图像中的包裹信息，所述包裹信息包括是否有包裹、包裹的位置信息和包裹的尺寸信息；

根据所述包裹信息控制包裹的运输。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过高速差分串行接口运输所述目标图像至DSP，包括：

通过现场可编程逻辑门阵列FPGA提取所述目标图像的图像流，对所述目标图像进行去噪；

将去噪后的所述目标图像通过高速差分串行接口运输到所述DSP。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在光电开关检测到所述传送小车时，发送触发信号至FPGA，由所述FPGA触发所述面阵CMOS拍摄所述目标图像；

或者，

DSP定时发送触发信号至FPGA，由所述FPGA触发所述面阵CMOS拍摄所述目标图像。

4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述包裹信息控制包裹的运输，包括：

在所述包裹信息表示所述传送小车中无包裹时，控制供包台向所述传送小车供包；

在所述包裹信息表示所述传送小车中有包裹时，将所述位置信息和所述尺寸信息发送至包裹分拣系统，由所述包裹分拣系统分拣包裹。

5.一种包裹运输控制系统，其特征在于，所述系统包括：拍摄装置和控制装置；

通过所述拍摄装置拍摄包括传送小车的目标图像，所述传送小车用于传送包裹；

通过所述控制装置根据所述目标图像提取包裹信息，所述包裹信息包括是否有包裹、包裹的位置信息和包裹的尺寸信息；

根据所述包裹信息控制包裹的运输。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述通过所述控制装置根据所述目标图像提取包裹信息，包括：

通过FPGA提取所述目标图像的图像流，对所述目标图像进行去噪；

将去噪后的所述目标图像通过高速差分串行接口传输到DSP，由所述DSP提取所述包裹信息。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述拍摄装置为面阵CMOS，所述通过所述拍摄装置拍摄包括所述传送小车的目标图像，包括：

通过所述面阵CMOS对所述传送小车进行成像，得到所述目标图像。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述通过所述拍摄装置拍摄包括所述传送小车的目标图像，包括：

在光电开关检测到所述传送小车时，发送触发信号至FPGA，由所述FPGA触发所述拍摄装置拍摄所述目标图像；

或者，

DSP定时发送触发信号至FPGA，由所述FPGA触发所述拍摄装置拍摄所述目标图像。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括补光装置，所述补光装置的光源照射方向为所述传送小车所处的一侧，所述通过所述拍摄装置拍摄包括所述传送小车的目标图像之前，还包括：

控制所述补光装置开启补光。

10.根据权利要求5至9任一所述的系统，其特征在于，所述根据所述包裹信息控制包裹的运输，包括：

在所述包裹信息表示所述传送小车中无包裹时，控制供包台向所述传送小车供包；

在所述包裹信息表示所述传送小车中有包裹时，将所述位置信息和所述尺寸信息发送至包裹分拣系统，由所述包裹分拣系统分拣包裹。

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