CN112418764A - 一种5g可视化仓管系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种5G可视化仓管系统，包括：仓储管理系统、物联网系统、数字监控系统和数字孪生系统，所述仓储管理系统是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，综合批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统。本发明通过在仓库内部署AI摄像头、传感器、智能锁、UWB定位等智能设备，完成“物理仓”与“电子仓”的数据同步与映射、风控策略执行、预警与风控督导。通过AI摄像头、数量测量仪、扫描仪等，实现货物数量、重量和形状评估。通过AI摄像头、电子围栏、电子巡更、电子信标等手段，实现对“人、货、工具、环境”的实时监管。
Description
技术领域
本发明涉及仓管系统技术领域，更具体为一种5G可视化仓管系统。
背景技术
仓储系统是精细化管理仓库的一个重要工具，通过仓储系统的实施可以解决仓管很大的工作量同时加强透明化管理。
RFID即无线射频识别，它是一种非接触式的自动识别技术，可以通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境，它还可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，能用于控制、检测和跟踪物体。
AI摄像头采用深度学习图像增强算法，通过对应用场景目标图像要求的提炼，采集了海量夜间低照情况下全结构化摄像机的图像样本与模拟数据，并针对性地进行了数学建模，设计了一套从采集、标图、训练以及模型转化的端到端的深度学习模型。在低照环境下，通过对大量场景抓拍图片的学习，算法直接对传感器输入数据进行图像恢复。大幅减少摄像机对补光灯的依赖，在提升图像亮度的同时，还能充分还原物体颜色与纹理等细节信息。
数字孪生技术利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统
现有仓库管理系统是基于企业本身进行的内部管理，在产业互联的大环境下，不利于监管，透明化程度低。不利于仓库存货流转，导致企业自身资金压力大，对于资金方来说，存货质量、数量、地理位置均得不到有效监控,仓库货物的盘点需要人工到现场进行作业，远程监控时效性无法得到保证,存货(仓单)融资的风险案件频发，让很多金融机构望而生畏，痛点主要集中在评估难、监管难、数据难、确权难、处置难、标准难等方面。其中最重要的问题就是监管难和数据对接难,没有相关的物联网技术的应用、针对于人与车的行为、定位、货物的监控、内外部环境的监控无法实时获取，无法解决监管难的问题，现有的技术无法构建“物信合一”，在数据的时效性、真实性和关联性无法得到保障。因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种5G可视化仓管系统，解决了现有技术中现有仓库管理系统是基于企业本身进行的内部管理，在产业互联的大环境下，不利于监管，透明化程度低。不利于仓库存货流转，导致企业自身资金压力大，对于资金方来说，存货质量、数量、地理位置均得不到有效监控,仓库货物的盘点需要人工到现场进行作业，远程监控时效性无法得到保证,存货(仓单)融资的风险案件频发，让很多金融机构望而生畏，痛点主要集中在评估难、监管难、数据难、确权难、处置难、标准难等方面。其中最重要的问题就是监管难和数据对接难,没有相关的物联网技术的应用、针对于人与车的行为、定位、货物的监控、内外部环境的监控无法实时获取，无法解决监管难的问题，现有的技术无法构建“物信合一”，在数据的时效性、真实性和关联性无法得到保障的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种5G可视化仓管系统，包括：仓储管理系统、物联网系统、数字监控系统和数字孪生系统，所述仓储管理系统是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，综合批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现完善的企业仓储信息管理；所述数字孪生系统通过建立仓库和物资的三维模型以及对作业、规划等的精确数学建模，为掌握仓库库区、库房设备设施和物资库存总量、分布等情况，实现精准、可视化的库存管理、库内移位、周转控制以及各库之间的调拨等业务提供依据和支撑。创新式地结合物联网和人工智能AI技术，通过传感器和摄像头实时监控仓库内货物以及人车等的实时状态，记录仓库存货的时序变化状况，并对异常行为实时智能检测并报警；所述数字监控系统内包括硬件管理模块，所述硬件管理模块中包括：AI摄像头、传感器、智能锁和UWB定位装置，所述与AI摄像头、传感器、智能锁和UWB定位装置与定位模块之间相连接，所述数字监控系统还包括人员管理模块和轨迹定位模块，其中轨迹定位模块与UWB定位装置相连接，所述定位模块内包括货物定位模块和叉车定位模块。
作为本发明的一种优选实施方式，所述人员管理模块内包括考勤监控装置，在合适位置安装信号收发器，使信号能覆盖全部出入口；在门内外分别安装定位器，用定位器进行人员的进出判断，对出勤人员配发有源RFID标识卡，出勤人员无需任何操作，正常进出即可自动考勤。
作为本发明的一种优选实施方式，所述UWB定位装置包括基站、UWB标签、定位引擎和图形显示系统，其中叉车安装有UWB标签；仓管和工人戴安装有UWB标签的头盔或手环；监控管理软件可以实时跟踪显示叉车的轨迹，以及人员的定位轨迹信息，可实现精准的3D、2D、1D及区域定位功能。
作为本发明的一种优选实施方式，所述货物定位模块内包括RFID无源标签，过RFID无源标签确定货物在仓库内的精准位置。
作为本发明的一种优选实施方式，所述叉车定位模块包括资产定位阅读器，根据蓝牙beacon的信息定位在仓库中的位置，阅读器读到货物的RFID信息后，同时把定位信息发送到lora智能网关，Lora智能网关，可同时管理多个叉车定位信息，并且反馈到中央网关。
作为本发明的一种优选实施方式，所述数字孪生系统在Unity3D引擎的基础上开发发布于PC/Android/IOS/WEB的跨平台多端智慧监控分析平台，主要分为以下三个孪生域：1、模型域；2、业务域；3、设备域。
作为本发明的一种优选实施方式，所述模型域主要通过三维重建/人工建模的方式还原仓库及其构件、库内货品虚拟模型，并通过三维引擎和室内空间信息克隆物理仓库信息。
作为本发明的一种优选实施方式，所述业务域主要针对仓库MIS系统对接、视觉监控、事件预警这三个方面的功能，在虚拟世界中实现对仓库业务数据可视化、物品空间信息可视化、业务参与方行为分析可视化，其中行为分析管理包含以下：目标识别、单目骨骼行为分析、目标关系深度学习、连续帧变化分析和视觉围栏检测。
作为本发明的一种优选实施方式，所述设备域通过中转平台中转各平台消息，通过MQTT订阅中台物联网消息发布，实时获取传感器信息，通过中转平台实现广义物联网双向通信控制，通过MQTT订阅中台UWB消息发布，实时获取标签定位信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明解决仓库动产融资的三个难题1、监管难：货物完备行的监管，通过AI摄像头、电子围栏、电子巡更、电子信标等手段，实现对“人、货、工具、环境”的实时监管，包括人的定位、货物的监控、车辆与工具的识别、内外部环境的监控。2、数据难，数据真实性的确认，通过大数据技术，融合物联感知数据与内外部信息系统数据，构建“物信合一”的数字信用，形成“信用双胞胎”映射关系，实现数据的实时性、真实性、关联性。3、标准难，建立仓库准入标准、存货监管标准、仓单流转标准，实现存货融资的准入、作业与流转规范。
从以上三个方面，通过5G可视化仓管系统，做到三个强化：1、强化物联网的感知价值，信用数据的构成离不开设备感知数据，将来50％以上的设备数据将用于数字信用。2、强化人工智能的风控价值，通过人脸识别、货物识别、工具识别，以及智能预警、智能巡检等各类反欺诈服务，提高智能风控水平。强化贸易链的数据价值，逐步加强产业上下游的深度融合，借助物联网、区块链、人工智能技术，构建基于上下游的产融大数据。
附图说明
图1为本发明可视化仓管系统流程示意图；
图2为本发明数字监控系统流程示意图；
图3为本发明数字孪生系统流程示意图；
图4为本发明自动驾驶模块流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种5G可视化仓管系统，包括：仓储管理系统、物联网系统、数字监控系统和数字孪生系统，所述仓储管理系统是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，综合批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现完善的企业仓储信息管理；所述数字孪生系统通过建立仓库和物资的三维模型以及对作业、规划等的精确数学建模，为掌握仓库库区、库房设备设施和物资库存总量、分布等情况，实现精准、可视化的库存管理、库内移位、周转控制以及各库之间的调拨等业务提供依据和支撑。创新式地结合物联网和人工智能AI技术，通过传感器和摄像头实时监控仓库内货物以及人车等的实时状态，记录仓库存货的时序变化状况，并对异常行为实时智能检测并报警；所述数字监控系统内包括硬件管理模块，所述硬件管理模块中包括：AI摄像头、传感器、智能锁和UWB定位装置，所述与AI摄像头、传感器、智能锁和UWB定位装置与定位模块之间相连接，所述数字监控系统还包括人员管理模块和轨迹定位模块，其中轨迹定位模块与UWB定位装置相连接，所述定位模块内包括货物定位模块和叉车定位模块，
可视化仓单的数字孪生模型建立包括一下步骤：
1、仓库可视化建模：根据仓库建筑信息创建3D仓库模型，通过3D红外扫描到仓库现场进行建模，然后通过UnityWeb进行展示。
2、标准化货物打包模型尺寸，建立相关模型。创建叉车、托盘等构建模型。
3、虚拟化现实，对仓库货物，仓库作业进行可视化超现实查询，对仓库操作，入库、出库、盘点、移库等虚拟作业、业务管理进行可视化模拟。
4、对接物联网数据，RFID传感数据、AI摄像头视频数据，通过AI分析，现实与虚拟之间的差异进行实时报警。
5、可视化超现实查询：库房导览：在虚拟库区、库房中三维漫游浏览；定位查询：根据库房、物资以及人车等的三维模型库和信息数据库，实现双向查询和定位；人车货可视化：三维显示库区、库房内部物资以及人、作业车辆等情况及数据信息，以超现实的方式显示或隐藏物资。
6、虚拟作业，根据物资三维模型库和规则策略库，进行虚拟作业模拟，并进行优化选择，作为仓库管理辅助决策依据：机械配置、货位规划、作业过程。
7、监控预警，结合人工智能和物联网实时传输仓库货物库存情况以及库内人车物的行为关系数据至平台，将AIOT和仿真平台相结合，让可视化数据更加多样化、多维化。包含人车物检测、视觉定位、行为检测(越线检测等)、异常报警。
8、数据录像，根据出入库记录、货位整理记录、UWB定位数据，结合时间轴数据，利用3D引擎重组某段时间期间内，仓库存储的变化，让银行侧不仅通过视频录像可以了解仓库变化情况，也能通过3D数据重组获得更加直观的货位变化，其依靠治云具有自主知识产权的数据处理算法，模拟演化3D场景数据迁徙。
进一步改进的，如图2所示：所述人员管理模块内包括考勤监控装置，在合适位置安装信号收发器，使信号能覆盖全部出入口；在门内外分别安装定位器，用定位器进行人员的进出判断，对出勤人员配发有源RFID标识卡，出勤人员无需任何操作，正常进出即可自动考勤，考勤监控装置实时显示迟到、早退、旷工、离岗等异常状况。考勤状况查询：可实时查询人员上班、下班时间，迟到、早退、旷工等异常情况。统计和报表功能：自动统计人员考勤，提供生成日报、月报、异常情况报表，以及数据导出和打印。
进一步改进的，如图2所示：所述UWB定位装置包括基站、UWB标签、定位引擎和图形显示系统，其中叉车安装有UWB标签；仓管和工人戴安装有UWB标签的头盔或手环；监控管理软件可以实时跟踪显示叉车的轨迹，以及人员的定位轨迹信息，可实现精准的3D、2D、1D及区域定位功能，实现了一下几点：第一：实时轨迹跟踪，运动叉车、人员、货品的位置可以以轨迹形式显示展示行进轨迹；第二：位置服务器存储历史位置数据，可回访查询关键时间节点人、车、物的动态情况；第三，安全区域报警：软件中轻松设定安全区电子围栏、警报区和禁区电子围栏，一旦进入则触发相应级别的报警。
进一步改进的，如图2所示：所述货物定位模块内包括RFID无源标签，过RFID无源标签确定货物在仓库内的精准位置。
进一步改进的，如图2所示：所述叉车定位模块包括资产定位阅读器，根据蓝牙beacon的信息定位在仓库中的位置，阅读器读到货物的RFID信息后，同时把定位信息发送到lora智能网关，Lora智能网关，可同时管理多个叉车定位信息，并且反馈到中央网关。
进一步改进的，如图3、4所示：所述数字孪生系统在Unity3D引擎的基础上开发发布于PC/Android/IOS/WEB的跨平台多端智慧监控分析平台，主要分为以下三个孪生域：1、模型域；2、业务域；3、设备域。
进一步改进的，如图3、4所示：所述模型域主要通过三维重建/人工建模的方式还原仓库及其构件、库内货品虚拟模型，并通过三维引擎和室内空间信息克隆物理仓库信息。
进一步改进的，如图3、4所示，所述业务域主要针对仓库MIS系统对接、视觉监控、事件预警这三个方面的功能，在虚拟世界中实现对仓库业务数据可视化、物品空间信息可视化、业务参与方行为分析可视化，其中行为分析管理包含以下：目标识别、单目骨骼行为分析、目标关系深度学习、连续帧变化分析和视觉围栏检测。
进一步改进的，如图3、4所示：所述设备域通过中转平台中转各平台消息，通过MQTT订阅中台物联网消息发布，实时获取传感器信息，通过中转平台实现广义物联网双向通信控制，通过MQTT订阅中台UWB消息发布，实时获取标签定位信息。
本发明解决仓库动产融资的三个难题1、监管难：货物完备行的监管，通过AI摄像头、电子围栏、电子巡更、电子信标等手段，实现对“人、货、工具、环境”的实时监管，包括人的定位、货物的监控、车辆与工具的识别、内外部环境的监控。2、数据难，数据真实性的确认，通过大数据技术，融合物联感知数据与内外部信息系统数据，构建“物信合一”的数字信用，形成“信用双胞胎”映射关系，实现数据的实时性、真实性、关联性。3、标准难，建立仓库准入标准、存货监管标准、仓单流转标准，实现存货融资的准入、作业与流转规范。
从以上三个方面，通过5G可视化仓管系统，做到三个强化：1、强化物联网的感知价值，信用数据的构成离不开设备感知数据，将来50％以上的设备数据将用于数字信用。2、强化人工智能的风控价值，通过人脸识别、货物识别、工具识别，以及智能预警、智能巡检等各类反欺诈服务，提高智能风控水平。强化贸易链的数据价值，逐步加强产业上下游的深度融合，借助物联网、区块链、人工智能技术，构建基于上下游的产融大数据。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。
Claims (9)
1.一种5G可视化仓管系统，其特征在于：包括：仓储管理系统、物联网系统、数字监控系统和数字孪生系统，所述仓储管理系统是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，综合批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现完善的企业仓储信息管理；
所述数字孪生系统通过建立仓库和物资的三维模型以及对作业、规划等的精确数学建模，为掌握仓库库区、库房设备设施和物资库存总量、分布等情况，实现精准、可视化的库存管理、库内移位、周转控制以及各库之间的调拨等业务提供依据和支撑。创新式地结合物联网和人工智能AI技术，通过传感器和摄像头实时监控仓库内货物以及人车等的实时状态，记录仓库存货的时序变化状况，并对异常行为实时智能检测并报警；
所述数字监控系统内包括硬件管理模块，所述硬件管理模块中包括：AI摄像头、传感器、智能锁和UWB定位装置，所述与AI摄像头、传感器、智能锁和UWB定位装置与定位模块之间相连接，所述数字监控系统还包括人员管理模块和轨迹定位模块，其中轨迹定位模块与UWB定位装置相连接，所述定位模块内包括货物定位模块和叉车定位模块。
2.根据权利要求1所述的一种5G可视化仓管系统，其特征在于：所述人员管理模块内包括考勤监控装置，在合适位置安装信号收发器，使信号能覆盖全部出入口；在门内外分别安装定位器，用定位器进行人员的进出判断，对出勤人员配发有源RFID标识卡，出勤人员无需任何操作，正常进出即可自动考勤。
3.根据权利要求2所述的一种5G可视化仓管系统，其特征在于：所述UWB定位装置包括基站、UWB标签、定位引擎和图形显示系统，其中叉车安装有UWB标签；仓管和工人戴安装有UWB标签的头盔或手环；监控管理软件可以实时跟踪显示叉车的轨迹，以及人员的定位轨迹信息，可实现精准的3D、2D、1D及区域定位功能。
4.根据权利要求1所述的一种5G可视化仓管系统，其特征在于：所述货物定位模块内包括RFID无源标签，过RFID无源标签确定货物在仓库内的精准位置。
5.根据权利要求1所述的一种5G可视化仓管系统，其特征在于：所述叉车定位模块包括资产定位阅读器，根据蓝牙beacon的信息定位在仓库中的位置，阅读器读到货物的RFID信息后，同时把定位信息发送到lora智能网关，Lora智能网关，可同时管理多个叉车定位信息，并且反馈到中央网关。
6.根据权利要求1所述的一种5G可视化仓管系统，其特征在于：所述数字孪生系统在Unity3D引擎的基础上开发发布于PC/Android/IOS/WEB的跨平台多端智慧监控分析平台，主要分为以下三个孪生域：1、模型域；2、业务域；3、设备域。
7.根据权利要求6所述的一种5G可视化仓管系统，其特征在于：所述模型域主要通过三维重建/人工建模的方式还原仓库及其构件、库内货品虚拟模型，并通过三维引擎和室内空间信息克隆物理仓库信息。
8.根据权利要求6所述的一种5G可视化仓管系统，其特征在于：所述业务域主要针对仓库MIS系统对接、视觉监控、事件预警这三个方面的功能，在虚拟世界中实现对仓库业务数据可视化、物品空间信息可视化、业务参与方行为分析可视化，其中行为分析管理包含以下：目标识别、单目骨骼行为分析、目标关系深度学习、连续帧变化分析和视觉围栏检测。
9.根据权利要求6所述的一种5G可视化仓管系统，其特征在于：所述设备域通过中转平台中转各平台消息，通过MQTT订阅中台物联网消息发布，实时获取传感器信息，通过中转平台实现广义物联网双向通信控制，通过MQTT订阅中台UWB消息发布，实时获取标签定位信息。
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