CN113344495A - 一种基于rfid与工业视觉的卷烟出入库系统 - Google Patents

一种基于rfid与工业视觉的卷烟出入库系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，包括：仓储系统，用于将入库订单信息发送至人工叉车系统和AGV系统，并对卷烟托盘货位状态信息对比校验，将校验结果发送至AGV系统；人工叉车系统，还用于根据接收的出库订单信息将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置；视觉识别系统，将卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统；AGV系统，将所述卷烟从人机交互区运送至仓库目标区域；出库管理系统，并将扫描指示信息发送至月台RFID扫码系统，还对卷烟托盘信息对比校验，将对比校验结果发送至声光报警装置。该系统使得AGV系统准确获知卷烟货位状态，使得RFID标签与实际出库卷烟信息一致。

Description

一种基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统
技术领域
本发明属于物流领域，具体涉及一种基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统。
背景技术
当前国内卷烟工业企业开始探索AGV技术在多层平库仓储中的应用，由于卷烟企业普遍采用了以托盘为基本装卸单元的管理模式，并在多层平库内采用RFID地埋货位标签作为托盘货位的信息标识，在叉车将卷烟放入到托盘货位时，都要实时感知该货位上的RFID地埋货位标签，以实时更新该托盘货位的状态(占用或者空闲)。
在AGV在多种平库的作业模式中，鉴于目标AGV还无法实现自动进入运输车辆装卸卷烟，因此，一般在一楼货区会设置一片专用区域，用于AGV与人工叉车交互作业的区域，简称“人机交互区”。
在入库时，人工叉车将卷烟从运输车辆内搬运至人机交互区，AGV负责将卷烟搬运至目标货位。目前烟草行业内对于人机交互区内的货位仍然采用RFID地埋货位标签技术。
但由于该技术存在标签损坏、无法实现100％识别等问题，导致AGV无法稳定而可靠的获知人机交互区内卷烟货位的状态(占用或者空闲)，进而科学进行AGV调度，为此，急需研发一种基于多层平库的AGV人机交互区内的卷烟货位识别方法。
当前，烟草工业企业普遍采用以托盘为基本装卸单元，将堆垛于托盘上的件烟条码信息写入安装于托盘上的RFID标签内，以托盘上的RFID标签为信息载体的物流运作模式，卷烟按照一定的规格堆垛在托盘上，在工业企业生产下线、工业仓储入库、在库、销售出库过程中，都以托盘为单位，通过识别托盘上的RFID标签进行信息感知。
根据国家烟草专卖局对卷烟流通管理的要求，烟草工业企业在进行销售出库时，均须通过对出库卷烟托盘上的RFID标签进行识读，获取当前出库卷烟的信息，并将此信息同步上传至国家烟草专卖局；同时，通过读取托盘上RFID标签，不但可以获取托盘上的卷烟信息，通过将获取的信息投放了月台出库口的LED显示大屏上，可以实现现场防差错管理。
但由于卷烟在工业仓储内部流转过程中，存在卷烟厂下线时托盘RFID标签与件烟条码关联失败、仓储过程重新组垛时托盘RFID标签与件烟条码关联失败等情况，致使托盘RFID标签中的信息与实际托盘上的卷烟信息不符，进而导致出库出现差错。为此，亟需研发了一种基于RFID与工业视觉相结合，信息可互相校验的卷烟出库方法与系统。
发明内容
本发明提供了一种基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，该系统能够使得AGV系统稳定而可靠的获知人机交互区卷烟货位状态，而且能够使得出库托盘RFID标签与实际出库卷烟信息一致。
一种基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，包括：
仓储系统，用于将接收的入库指令生成入库订单信息，并将入库订单信息发送至人工叉车系统和AGV系统，并对人工叉车系统输入的第一卷烟托盘货位状态信息和视觉识别系统输入的第二卷烟托盘货位状态信息进行对比校验得到第一对比校验结果，如果对比校验一致，则将第一对比校验结果发送至AGV系统，如果对比校验不一致，则异常报警，还用于将接收的出库指令生成出库订单信息，并将出库订单信息发送至出库管理系统和人工叉车系统；
人工叉车系统，用于根据接收的入库订单信息将卷烟运送至人机交互区货位，并更新所述货位的状态得到第一卷烟托盘货位状态信息，并将第一卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统，还用于根据接收的出库订单信息将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置；
视觉识别系统，用于获得第二卷烟托盘货位状态信息，并将第二卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统；
AGV系统，用于根据接收的入库订单信息和第一对比校验结果，将所述卷烟从人机交互区运送至仓库目标区域，完成所述卷烟入库；
出库管理系统，其通信连接仓储系统，月台RFID扫描系统，月台工业视觉系统，用于根据接收的出库订单信息生成扫描指示信息，并将扫描指示信息发送至月台RFID扫码系统，还用于对月台RFID扫描系统输入的第一卷烟托盘信息和月台工业视觉系统输入的第二卷烟托盘信息进行对比校验得到第二对比校验结果，并将第二对比校验结果发送至声光报警装置，如果对比校验一致，则发出第一报警声音，完成所述卷烟出库，如果对对比校验不一致，则发出第二报警声音；
月台RFID扫描系统，用于当人工叉车将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置时，扫描所述卷烟的托盘RFID标签，获得第一卷烟托盘信息，并将第一卷烟托盘信息发送至出库管理系统；
月台工业视觉系统，用于当人工叉车将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置时，抓拍所述卷烟，获得第二卷烟托盘信息，并将第二卷烟托盘信息发送至出库管理系统。
通过位于人机交互区的视觉识别系统处理得到的货位状态信息与人工叉车获得的货位状态信息进行对比校验，如果一致则触发仓储系统发送指令至AGV系统，避免了AGV系统无法识别RFID地埋货位标签问题，使得AGV系统稳定而可靠的获知人机交互区卷烟货位状态。
通过月台工业相机对月台扫码位置进行抓拍得到第二卷烟托盘信息，与RFID扫描系统得到的第一卷烟托盘信息进行对比校验，如果一致则发出正常报警声音，使得出库托盘RFID标签与实际出库卷烟信息一致。
所述的仓储系统包括：
订单管理模块，用于将接收的出、入库指令生成出、入库订单信息，并将所述入库订单信息分别发送至AGV系统和人工叉车系统，将所述出库订单信息分别发送至人工叉车系统和出库管理系统；
信息校验模块，用于对人工叉车系统输入的第一卷烟托盘货位状态信息和视觉识别系统输入的第二卷烟托盘货位状态信息进行对比校验，并将第一校验对比结果发送至人机交互货位管理系统；
人机交互货位管理模块，用于将接收的第一对比校验一致结果发送至AGV系统，将接收的第一对比校验不一致结果发送至报警装置；
报警模块，用于接收第一对比校验不一致结果，并发出报警提示。
仓储系统能够基于出入库指令，自动获得入库卷烟的放置位置信息，以及出库卷烟的位置信息，未人工叉车和AGV提供合理行动路径，并通过信息校验模块对入库卷烟托盘货位状态信息进行对比校验，保证了AGV获得准确的入库卷烟托盘信息。
所述的人工叉车系统包括：
终端显示子系统，用于接收入库订单信息，并显示入库订单信息，基于显示的入口订单信息，使得人工叉车将卷烟运送至人机交互货位，还用于接收出库订单信息，并显示出库订单信息，基于显示的出库订单信息，使得人工叉车将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置；
RFID系统，用于读取人机交互货位托盘上的RFID地埋标签，并更新货位状态，由空闲货位状态变更为占用货位状态，得到第一卷烟托盘货位状态信息，并将第一卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统。
所述的视觉识别系统包括：
视觉抓拍相机，用于抓拍运送至人机交互区货位的卷烟得到卷烟图像，并将所述卷烟图像发送至视觉分析子系统；
视觉分析子系统，用于对接收的所述卷烟图像进行处理，得到第二卷烟托盘货位状态信息，并将第二卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统。
所述的AGV系统包括：
AGV调度子系统，用于根据接收的入库订单信息确定所述卷烟的人机交互区货位位置和仓库目标区域位置，当接收到第一校验结果时，将人机交互区货位位置和仓库目标区域位置发送至AGV叉车；
AGV叉车，用于根据接收的人机交互区货位位置和仓库目标区域位置，将所述卷烟从人机交互区运送至仓库目标区域，完成所述卷烟入库。
AGV系统通过接收仓储系统发出的入口订单信息，能够准确的获得入库卷烟位置及目标位置，通过信息校验模块的对比校验结果，使得AGV系统能够准确运送入库卷烟。
所述的出库管理系统包括：
出库单据管理系统，用于根据接收的出库订单信息生成扫描指示信息，并将扫描指示信息发送至月台RFID扫码系统；
信息校验系统，用于对接收的第一卷烟托盘信息和第二卷烟托盘信息进行对比校验得到第二对比校验结果，并将第二对比校验结果发送至声光报警装置；
声光报警装置，用于接收第二对比校验结果，如果对比校验一致，则发出第一报警声音，完成出库，如果对对比校验不一致，则发出第二报警声音。
通过信息校验系统，对RFID系统扫描的卷烟托盘信息和月台工业视觉系统处理的卷烟托盘信息进行校核，使得出库的卷烟信息准确。
所述的月台RFID扫描系统包括：
RFID扫描设备，用于扫描所述卷烟的托盘RFID标签，获得所述卷烟信息，并将所述卷烟信息发送至RFID信息分析系统；
RFID信息分析系统，用于处理接收的所述卷烟信息，得到第一卷烟托盘信息，并将第一卷烟托盘信息发送至出库管理系统。
所述的RFID扫描设备位于月台扫码位置，并对运送至月台扫码位置的卷烟托盘RFID标签进行读取，得到卷烟托盘上的件烟信息，并将所述件烟信息发送至RFID信息分析系统。
所述的月台工业视觉系统包括：
工艺视觉相机，用于当人工叉车将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置时，抓拍所述卷烟得到卷烟图像，并将卷烟图像发送至视觉分析子系统；
视觉分析子系统，用于对接收的卷烟图像进行处理，得到第二卷烟托盘信息，并将第二卷烟托盘信息发送至出库管理系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)利用仓储系统，对人工叉车系统输入的第一卷烟托盘货位状态信息和视觉识别系统输入的第二卷烟托盘货位状态信息进行对比校验，保证AGV系统能够获得准确的入库卷烟信息。
(2)利用入库管理系统，对月台RFID扫描系统输入的第一卷烟托盘信息和月台工业视觉系统输入的第二卷烟托盘信息进行对比校验，确保实际出库卷烟信息与卷烟托盘中的RFID标签信息一致。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的一种基于RFID与工业视觉的卷烟入库系统结构图；
图2为本发明具体实施方式的一种基于RFID与工业视觉的卷烟出库系统结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，包括：
仓储系统，用于将接收的入库指令生成入库订单信息，并将入库订单信息发送至人工叉车系统和AGV系统，并对人工叉车系统输入的第一卷烟托盘货位状态信息和视觉识别系统输入的第二卷烟托盘货位状态信息进行对比校验得到第一对比校验结果，如果对比校验一致，则将第一对比校验结果发送至AGV系统，如果对比校验不一致，则异常报警，还用于将接收的出库指令生成出库订单信息，并将出库订单信息发送至出库管理系统和人工叉车系统；
人工叉车系统，用于根据接收的入库订单信息将卷烟运送至人机交互区货位，并更新所述货位的状态得到第一卷烟托盘货位状态信息，并将第一卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统，还用于根据接收的出库订单信息将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置；
视觉识别系统，用于获得第二卷烟托盘货位状态信息，并将第二卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统；
AGV系统，用于根据接收的入库订单信息和第一对比校验结果，将所述卷烟从人机交互区运送至仓库目标区域，完成所述卷烟入库；
出库管理系统，其通信连接仓储系统，月台RFID扫描系统，月台工业视觉系统，用于根据接收的出库订单信息生成扫描指示信息，并将扫描指示信息发送至月台RFID扫码系统，还用于对月台RFID扫描系统输入的第一卷烟托盘信息和月台工业视觉系统输入的第二卷烟托盘信息进行对比校验得到第二对比校验结果，并将第二对比校验结果发送至声光报警装置，如果对比校验一致，则发出第一报警声音，完成所述卷烟出库，如果对对比校验不一致，则发出第二报警声音；
月台RFID扫描系统，用于当人工叉车将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置时，扫描所述卷烟的托盘RFID标签，获得第一卷烟托盘信息，并将第一卷烟托盘信息发送至出库管理系统；
月台工业视觉系统，用于当人工叉车将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置时，抓拍所述卷烟，获得第二卷烟托盘信息，并将第二卷烟托盘信息发送至出库管理系统。
本发明提供的该系统入库结构如图1所示，具体操作步骤如下：
S1：(1)仓储系统中的(1.1)订单管理模块生成出库订单或者入库订单，并将生成的入库订单传输至(4)人工叉车系统和(2)AGV系统。
S2：叉车工根据(4)人工叉车系统上的(4.1)终端显示子系统显示的入库订单信息，将卷烟从运输车辆上搬到(5)人机交互区内的(6)卷烟托盘货位上，当人工叉车将托盘卷烟放到目标(6)卷烟托盘货位时，(4)人工叉车系统上的(4.2)RFID系统读取该(6)卷烟托盘货位上的(7)RFID地埋货位标签，更新该货位状态，并将该(6)卷烟托盘货位更新后的状态传输至(1)仓储系统的(1.3)信息校验模块；同时，在人工叉车将托盘卷烟放到目标(6)卷烟托盘货位时，安装在人机交互区内的(3)视觉识别系统启动，通过(3.1)黑光视觉抓拍相机抓拍该目标货位的图像，并将图像传输至(3.2)视觉分析子系统对目标(6)卷烟托盘货位状态进行分析，(3)视觉识别系统同步将该目标(6)卷烟托盘货位的状态分析结果传输至(1)仓储系统的(1.3)信息校验模块。
S3：(1)仓储系统的(1.3)信息校验模块对从(4)人工叉车系统获得的卷烟托盘货位状态信息和从(3)视觉识别系统获得的卷烟托盘货位状态信息进行对比，如果两者信息一致，则将该卷烟托盘货位状态信息传输至(2)AGV系统，(2)AGV系统中的(2.1)AGV调度子系统控制(2.2)AGV叉车到该(6)卷烟托盘货位搬运卷烟；如果两者信息不一致，则仓储系统中的(1.2)人机交互区货位管理模块将该(6)卷烟托盘货位状态标识为“不可识别”，同时将该状态传输至(1.4)报警模块，通过(1.4)报警模块告知现场管理人员此异常情况，后续进行人工异常处理。
S4：(2)AGV系统获得(5)人机交互区内(6)卷烟托盘货位的状态信息后，通过(2.1)AGV调度子系统控制(2.2)AGV叉车到(6)卷烟托盘货位状态为“占用”的货位搬运卷烟，并将卷烟搬运至目标区域。
本发明提供的该系统出库结构如图2所示，具体操作步骤如下：
S1：(1)仓储系统生成出库订单，并将生成的出库订单传输至(8)出库管理系统；
S2：(8)出库管理系统收到出库订单后，通过出库单据管理系统(8.1)生成扫码指令，通过有线网络向(10)月台工业视觉系统和(9)月台RFID扫码系统发送开始扫码指令；
S3：当人工叉车将卷烟托盘运输至(13)月台扫码位置时，(10)月台工业视觉系统中的(10.1)工业视觉相机抓拍(11)卷烟托盘的图像，将图像传输至(10.2)视觉分析子系统进行分析，(10.2)视觉分析子系统分析出该(11)卷烟托盘的数量和规格，并此分析结果传输至(8)出库管理系统；在(10.1)工业视觉相机抓拍的同时，(9)月台RFID扫码系统中(9.1)固定式RFID设备开始读取(11)卷烟托盘上的(12)RFID标签信息，并将获取的信息传输至(9.2)RFID信息分析系统，(9.2)RFID信息分析系统解析出此(12)RFID标签的信息后，将解析结果发送至(8)出库管理系统；
S4：(8)出库管理系统的(8.2)信息校验模块对分别来自(10)月台工业视觉系统和(9)月台RFID扫码系统的(11)卷烟托盘规格和数量进行对比，如果一致，则发送“通过”的信息给声光报警模块，声光报警模块发出正常的报警声，业务结束；如果对比结果不一致，则(8.2)信息校验系统发送“不通过”的信息给声(8.3)光报警装置，(8.3)声光报警装置发出不正常的报警声，现场管理人员听到异常报警声后会进行处理。

Claims (9)

1.一种基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，其特征在于，包括：
仓储系统，用于将接收的入库指令生成入库订单信息，并将入库订单信息发送至人工叉车系统和AGV系统，并对人工叉车系统输入的第一卷烟托盘货位状态信息和视觉识别系统输入的第二卷烟托盘货位状态信息进行对比校验得到第一对比校验结果，如果对比校验一致，则将第一对比校验结果发送至AGV系统，如果对比校验不一致，则异常报警，还用于将接收的出库指令生成出库订单信息，并将出库订单信息发送至出库管理系统和人工叉车系统；
人工叉车系统，用于根据接收的入库订单信息将卷烟运送至人机交互区货位，并更新所述货位的状态得到第一卷烟托盘货位状态信息，并将第一卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统，还用于根据接收的出库订单信息将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置；
视觉识别系统，用于获得第二卷烟托盘货位状态信息，并将第二卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统；
AGV系统，用于根据接收的入库订单信息和第一对比校验结果，将所述卷烟从人机交互区运送至仓库目标区域，完成所述卷烟入库；
出库管理系统，其通信连接仓储系统，月台RFID扫描系统，月台工业视觉系统，用于根据接收的出库订单信息生成扫描指示信息，并将扫描指示信息发送至月台RFID扫码系统，还用于对月台RFID扫描系统输入的第一卷烟托盘信息和月台工业视觉系统输入的第二卷烟托盘信息进行对比校验得到第二对比校验结果，并将第二对比校验结果发送至声光报警装置，如果对比校验一致，则发出第一报警声音，完成所述卷烟出库，如果对对比校验不一致，则发出第二报警声音；
月台RFID扫描系统，用于当人工叉车将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置时，扫描所述卷烟的托盘RFID标签，获得第一卷烟托盘信息，并将第一卷烟托盘信息发送至出库管理系统；
月台工业视觉系统，用于当人工叉车将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置时，抓拍所述卷烟，获得第二卷烟托盘信息，并将第二卷烟托盘信息发送至出库管理系统。
2.根据权利要求1所述的基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，其特征在于，所述的仓储系统包括：
订单管理模块，用于将接收的出、入库指令生成出、入库订单信息，并将所述入库订单信息分别发送至AGV系统和人工叉车系统，将所述出库订单信息分别发送至人工叉车系统和出库管理系统；
信息校验模块，用于对人工叉车系统输入的第一卷烟托盘货位状态信息和视觉识别系统输入的第二卷烟托盘货位状态信息进行对比校验，并将第一校验对比结果发送至人机交互货位管理系统；
人机交互货位管理模块，用于将接收的第一对比校验一致结果发送至AGV系统，将接收的第一对比校验不一致结果发送至报警装置；
报警模块，用于接收第一对比校验不一致结果，并发出报警提示。
3.根据权利要求1所述的基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，其特征在于，所述的人工叉车系统包括：
终端显示子系统，用于接收入库订单信息，并显示入库订单信息，基于显示的入口订单信息，使得人工叉车将卷烟运送至人机交互货位，还用于接收出库订单信息，并显示出库订单信息，基于显示的出库订单信息，使得人工叉车将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置；
RFID系统，用于读取人机交互货位托盘上的RFID地埋标签，并更新货位状态，由空闲货位状态变更为占用货位状态，得到第一卷烟托盘货位状态信息，并将第一卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统。
4.根据权利要求1所述的基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，其特征在于，所述的视觉识别系统包括：
视觉抓拍相机，用于抓拍运送至人机交互区货位的卷烟得到卷烟图像，并将所述卷烟图像发送至视觉分析子系统；
视觉分析子系统，用于对接收的所述卷烟图像进行处理，得到第二卷烟托盘货位状态信息，并将第二卷烟托盘货位状态信息发送至仓储系统。
5.根据权利要求1所述的基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，其特征在于，所述的AGV系统包括：
AGV调度子系统，用于根据接收的入库订单信息确定所述卷烟的人机交互区货位位置和仓库目标区域位置，当接收到第一校验结果时，将人机交互区货位位置和仓库目标区域位置发送至AGV叉车；
AGV叉车，用于根据接收的人机交互区货位位置和仓库目标区域位置，将所述卷烟从人机交互区运送至仓库目标区域，完成所述卷烟入库。
6.根据权利要求1所述的基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，其特征在于，所述的出库管理系统包括：
出库单据管理系统，用于根据接收的出库订单信息生成扫描指示信息，并将扫描指示信息发送至月台RFID扫码系统；
信息校验系统，用于对接收的第一卷烟托盘信息和第二卷烟托盘信息进行对比校验得到第二对比校验结果，并将第二对比校验结果发送至声光报警装置；
声光报警装置，用于接收第二对比校验结果，如果对比校验一致，则发出第一报警声音，完成出库，如果对比校验不一致，则发出第二报警声音。
7.根据权利要求1所述的基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，其特征在于，所述的月台RFID扫描系统包括：
RFID扫描设备，用于扫描所述卷烟的托盘RFID标签，获得所述卷烟信息，并将所述卷烟信息发送至RFID信息分析系统；
RFID信息分析系统，用于处理接收的所述卷烟信息，得到第一卷烟托盘信息，并将第一卷烟托盘信息发送至出库管理系统。
8.根据权利要求7所述的基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，其特征在于，所述的RFID扫描设备位于月台扫码位置，并对运送至月台扫码位置的卷烟托盘RFID标签进行读取，得到卷烟托盘上的件烟信息，并将所述件烟信息发送至RFID信息分析系统。
9.根据权利要求1所述的基于RFID与工业视觉的卷烟出入库系统，其特征在于，所述的月台工业视觉系统包括：
工艺视觉相机，用于当人工叉车将卷烟从仓库目标区域运送至月台扫码位置时，抓拍所述卷烟得到卷烟图像，并将卷烟图像发送至视觉分析子系统；
视觉分析子系统，用于对接收的卷烟图像进行处理，得到第二卷烟托盘信息，并将第二卷烟托盘信息发送至出库管理系统。
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