CN113592376B - 应用于快递驿站的智能存取信息管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于快递驿站的智能存取信息管理系统，包括：货物信息获取单元，用于扫描并识别出入存取货窗口的货物信息；第一图像摄取单元用于获取待存入货物的第一图像信息；第二图像摄取单元用于实时获取货架上存放货物情况的第二图像信息；数据处理单元用于基于第一图像信息通过机器视觉算法计算待存入货物的尺寸和体积；基于第二图像信息通过机器视觉算法识别货架上未放置货物的所有标准货位空间并识别所有已经存放货物的标准货位空间内未被占用的剩余空间信息，并从每个标准货位空间内未被占用的剩余空间规划出能够与待存入货物的尺寸和体积匹配的存放空间作为待存入货物的存放位。实现快递驿站智能化仓储管理，提高货架空间利用率。

Description

应用于快递驿站的智能存取信息管理系统

技术领域

本发明涉及智能仓储技术领域，更具体地，涉及一种应用于快递驿站 的智能存取信息管理系统。

背景技术

智能仓储是物流过程的一个环节，智能仓储的应用，保证了货物仓库 管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的 真实数据，合理保持和控制企业库存。通过科学的编码，还可方便地对库 存货物的批次、保质期等进行管理。利用智能仓储系统功能，更可以及时 掌握所有库存货物当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率。

目前，智能仓储技术均应用于大型标准化的物流仓储中，在社区内的 快递驿站由于快递货物的包装尺寸各异，无法满足智能仓储要求的标准尺 寸物件的，因此无法将现有的智能仓储技术直接应用于物流最后一环的快 递驿站的智能化仓储管理。

同时，由于快递驿站的货物存取均为人工管理，缺乏统一的货物信息 管理及调度机制，存在严重的货物存放不合理，货架空间利用率低下，取 件查找效率低下等问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种应用于快递驿站的智能存取信息管理系统， 实现快递驿站的智能化仓储管理，提高快递驿站内货架的空间利用率，并 提高存取货物的效率。

为实现上述目的，本发明提出了一种应用于快递驿站的智能存取信息 管理系统，包括：

货物信息获取单元，设置于所述快递驿站的存取货窗口出，用于扫描 并识别出入所述存取货窗口的货物信息；

至少一个第一图像摄取单元，设置于所述存取货窗口处，用于获取待 存入货物的第一图像信息；

至少一个第二图像摄取单元，设置于所述快递驿站内与货架的正面相 对的一侧，用于实时获取所述货架上存放货物情况的第二图像信息，所述 货架预设有多个层格设置的标准货位空间；

货物取放装置，用于在所述货架与所述存取货窗口之间移动存取货物；

数据处理单元，用于：

基于所述第一图像信息通过机器视觉算法计算所述待存入货物的尺寸 和体积；

基于所述第二图像信息通过机器视觉算法识别所述货架上未放置货物 的所有标准货位空间并识别所有已经存放货物的所述标准货位空间内未被 占用的剩余空间信息；

判断是否存在未放置任何货物的所述标准货位空间，若是，则选择距 离所述存取货窗口最近的一个所述标准货位空间作为所述待存入货物的存 放位；

否则，从每个所述标准货位空间内未被占用的剩余空间信息中规划出 能够与所述待存入货物的尺寸和体积匹配的存放空间，并选择选择距离所 述存取货窗口最近的一个存放空间作为所述待存入货物的存放位；

生成所述存放位的信息并与所述待存入货物的信息绑定存储；

规划路径并控制所述货物取放装置将所述待存入货物放入选择的所述 存放位内。

可选地，所述第一图像摄取单元、第二图像摄取单元均包括双目摄像 头、TOF摄像头中的至少其中之一

可选地，所述货物取放装置包括AGV车以及设置于所述AGV车上的托 举机械臂。

可选地，所述货物信息获取单元包括扫码器。

可选地，当所述存放位为未放置任何货物的所述标准货位空间时，所 述生成所述存放位的信息并与所述待存入货物的信息绑定存储包括：

直接将存储的所述标准货位的信息作为所述存放位的信息并与所述待 存入货物的信息绑定存储；

其中，所述标准货位的信息包括：所述标准货位所在货架的货架号、 所述标准货位的货位号和所述标准货位的空间位置。

可选地，当所述存放位为从所述标准货位空间内未被占用的剩余空间 信息中规划出的所述存放空间时，所述生成所述存放位的信息并与所述待 存入货物的信息绑定存储包括：

生成所述存放位的空间位置信息同时生成新的虚拟货位号，将所述虚 拟货位号、所述存放位的空间位置信息以及所述待存放货物的信息绑定存 储；

其中，所述虚拟货位号基于所述存放位所在货架的货架号、所在标准 货位空间的货位号生成。

可选地，所述规划路径包括：

根据所述存放位的信息规划所述AGV车的行走路径，同时根据所述存 放位的信息规划所述托举机械手的托举高度。

可选地，所述从每个所述标准货位空间内未被占用的剩余空间信息中 规划出能够与所述待存入货物的尺寸和体积匹配的存放空间，包括：

基于所述待存入货物的尺寸和体积生成所述待存入货物的第一3D立体 图形；

基于所述标准货位空间内未被占用的剩余空间信息生成所述标准货位 空间内未被占用空间的第二3D立体图形；

将所述第一3D立体图形按照预设规则插入所述第二3D立体图形构成 的空间内，若所述第一3D立体图形能够完全位于所述第二3D立体图形构 成的空间范围之内且留有足够的取放操作空间，则完成匹配。

可选地，所述数据处理单元与快递物流系统平台通信连接；

所述数据处理单元还用于：根据输入的取件信息查找待取件的货物所 在的存放位，并控制所述货物取放装置将所述待取件的货物从所在的存放 位取出至所述存取货窗口出；

以及，控制所述货物信息获取单元扫描所述待取件的货物的信息并更 新取件信息。

可选地，还包括AGV路径导航系统，所述AGV路径导航系统包括设置 于所述快递驿站内的AGV导航装置以及设置于所述数据处理单元内的AGV 导航控制软件系统。

本发明的有益效果在于：

通过第一图像摄取单元获取待存入货物的第一图像信息，通过第二图 像摄取单元实时获取货架上存放货物情况的第二图像信息，通过数据处理 单元基于第一图像信息通过机器视觉算法计算待存入货物的尺寸和体积， 基于第二图像信息通过机器视觉算法识别货架上未放置货物的所有标准货 位空间并识别所有已经存放货物的标准货位空间内未被占用的剩余空间信 息，通过判断是否存在未放置任何货物的标准货位空间，若是，则选择距 离存取货窗口最近的一个标准货位空间作为待存入货物的存放位，否则， 从每个标准货位空间内未被占用的剩余空间信息中规划出能够与待存入货 物的尺寸和体积匹配的存放空间，并选择选择距离存取货窗口最近的一个 存放空间作为待存入货物的存放位，最后规划路径并控制货物取放装置将 待存入货物放入选择的存放位内，实现现快递驿站的智能化仓储管理，提 高快递驿站内货架的空间利用率，并提高存取货物的效率。

本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中 的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的 附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共 同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上 述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中， 相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种应用于快递驿站的智能存 取信息管理系统的示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的一种应用于快递驿站的智能存 取信息管理系统中从标准货位空间的剩余空间规划新的存放空间的示意 图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优 选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述 的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整， 并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种应用于快递驿站的智能存 取信息管理系统的示意图。

如图1所示，一种应用于快递驿站的智能存取信息管理系统，包括：

货物信息获取单元1，设置于快递驿站的存取货窗口2出，用于扫描并 识别出入存取货窗口2的货物信息；

至少一个第一图像摄取单元3，设置于存取货窗口2处，用于获取待存 入货物的第一图像信息；

至少一个第二图像摄取单元4，设置于快递驿站内与货架5的正面相对 的一侧，用于实时获取货架5上存放货物情况的第二图像信息，货架5预 设有多个层格设置的标准货位空间7；

货物取放装置6，用于在货架5与存取货窗口2之间移动存取货物；

数据处理单元，用于：

基于第一图像信息通过机器视觉算法计算待存入货物的尺寸和体积；

基于第二图像信息通过机器视觉算法识别货架5上未放置货物的所有 标准货位空间7并识别所有已经存放货物的标准货位空间7内未被占用的 剩余空间信息；

判断是否存在未放置任何货物的标准货位空间7，若是，则选择距离存 取货窗口2最近的一个标准货位空间7作为待存入货物的存放位；

否则，从每个标准货位空间7内未被占用的剩余空间信息中规划出能 够与待存入货物的尺寸和体积匹配的存放空间，并选择选择距离存取货窗 口2最近的一个存放空间作为待存入货物的存放位；

生成存放位的信息并与待存入货物的信息绑定存储；

规划路径并控制货物取放装置6将待存入货物放入选择的存放位内。

其中，第一图像摄取单元3、第二图像摄取单元4均包括双目摄像头、 TOF摄像头中的至少其中之一

从每个标准货位空间7内未被占用的剩余空间信息中规划出能够与待 存入货物的尺寸和体积匹配的存放空间，包括：

基于待存入货物的尺寸和体积生成待存入货物的第一3D立体图形；

基于标准货位空间7内未被占用的剩余空间信息生成标准货位空间7 内未被占用空间的第二3D立体图形；

将第一3D立体图形按照预设规则插入第二3D立体图形构成的空间内， 若第一3D立体图形能够完全位于第二3D立体图形构成的空间范围之内且 留有足够的取放操作空间，则完成匹配。

具体地，采用双目摄像头和/或TOF摄像头能够获取待存入货物以及货 架5正面整体或每个标准货位的具有实体景深信息的图像，数据处理单元 基于现有的机器视觉算法能够构建待存入货物、货架5整体正面以及标准 货位空间7的虚拟3D立体图形，从而能够识别出标准货位空间7内是否放 有货物或者已经放置货位且标准货位空间7内是否有剩余的存放空间。

然后基于预设规则，尝试将待放入货物的第一3D立体图形插入至第二 3D立体图形构成的空间内，若第一3D立体图形能够完全位于第二3D立体 图形构成的空间范围之内且留有足够的取放操作空间，则完成匹配，并选 定匹配出的存放位的空间位置。其中预设规则可以为从左到右、从下至上 进行尝试插入，例如，一个标准货位空间7内已经放置了一个货物，但是 该货物体积较小，该标准货位空间7内仍有剩余空间，例如该货物的右侧 或者上方有剩余的存放空间，那么在尝试将待放入货物的第一3D立体图形 插入至第二3D立体图形构成的空间内时，可以首先尝试从该货物的3D图 形右侧的剩余空间插入第一3D立体图像，若成功则完成匹配，若不成功则 在尝试从该货物的3D图形上方的剩余空间内插入第一3D立体图像，若成 功则完成匹配，若不成功则从其他标准货位空间7的剩余空间中尝试插入 匹配。

需要说明的是，机器视觉相关算法为现有技术，本领域技术人员容易 实现，此处不再赘述。

本实施例中，当存放位为未放置任何货物的标准货位空间7时，生成 存放位的信息并与待存入货物的信息绑定存储包括：

直接将存储的标准货位的信息作为存放位的信息并与待存入货物的信 息绑定存储；

其中，标准货位的信息包括：标准货位所在货架5的货架5号、标准 货位的货位号和标准货位的空间位置。

当存放位为从标准货位空间7内未被占用的剩余空间信息中规划出的 存放空间时，生成存放位的信息并与待存入货物的信息绑定存储包括：

生成存放位的空间位置信息同时生成新的虚拟货位号，将虚拟货位号、 存放位的空间位置信息以及待存放货物的信息绑定存储；

其中，虚拟货位号基于存放位所在货架5的货架5号、所在标准货位 空间7的货位号生成。

具体地，快递驿站可以采购通用的层格形式的标准货架5，并在软件系 统内预先录入每个货架5的空间位置及标号，每个标准货位空间7的空间 位置、长宽高信息、容纳体积及标号等信息。当存放位为从标准货位空间7 内未被占用的剩余空间信息中规划出的存放空间时，可以在生成存放位的 空间位置信息同时生成对应该存放位的新的虚拟货位号，虚拟货位号基于 存放位所在货架5的货架5号、所在标准货位空间7的货位号生成，例如，新生成的存放空间为标准货位空间B-2-1(货架B第2层第1个标准货位空 间)内的剩余存放空间，且该标准货位空间7内只有一件绑定货位号B-2-1 的货物时，若规划的存放位位于已有货物的右侧，则生成的虚拟货位号可 以为B-2-1-R-01，若规划的存放位位于已有货物的上方，则生成的虚拟货 位号可以为B-2-1-T-01。当该标准货位空间7内已有两件货物时，即标准 货位空间B-2-1内已经放入绑定货位号B-2-1的货物和绑定虚拟货位 B-2-1-R-01的货物的情况下，在虚拟货位B-2-1-R-01的右侧仍有可用的存 放空间，当继续放入第三个货物时，可以再生成虚拟货位号B-2-1-R-02并 与新放入的第三个货物绑定，以此类推。

本实施例中，货物取放装置6包括AGV车以及设置于AGV车上的托举 机械臂。

其中，规划路径包括：

根据存放位的信息规划AGV车的行走路径，同时根据存放位的信息规 划托举机械手的托举高度。

本实施例中，还包括AGV路径导航系统，AGV路径导航系统包括设置于 快递驿站内的AGV导航装置以及设置于数据处理单元内的AGV导航控制软 件系统。

具体地，AGV路径导航系统可以采用电磁导航、磁带导航、二维码导航、 激光导航中的任意一种，优选磁带导航或二维码导航。AGV路径导航可以采 用现有的导航控制系统，由于快递驿站空间较小，因此很容易实现，此处 不再赘述。托举机械臂可以采用现有的剪叉式托举机械臂，可配合采用托 盘的方式便于托取尺寸及重量不同的货物。

本实施例中，货物信息获取单元1包括扫码器。

本实施例中，数据处理单元与快递物流系统平台通信连接；

数据处理单元还用于：根据输入的取件信息查找待取件的货物所在的 存放位，并控制货物取放装置6将待取件的货物从所在的存放位取出至存 取货窗口2出；

以及，控制货物信息获取单元1扫描待取件的货物的信息并更新取件 信息。

具体地，数据处理单元可以为PC机，内置计算机视觉算法、AGV导航 控制系统，并连接快递物流系统平台实现快递货物的信息管理。

本实施例中，还可以包括设置在快递驿站存取货窗口2的触控显示屏 和条码打印装置，可以通过触控显示屏填写发件信息，并通过条码打印装 置打印发件信息贴纸，便于发件人发件时打印码贴。还可以通过触摸显示 屏显示取货二维码，用户通过扫描方式进行取件。

本实施例的应用于快递驿站的智能存取信息管理系统的具体应用场景 如下：

快递物流人员将要存放于快递驿站的代收货物逐个放在存取货窗口2 的工位上，通过货物信息获取单元1(如扫码器)扫面快件上的条码或二维 码，然后录入系统，第一图像摄取单元3获取待存入货物的景深图像信息 并上传给处理处理单元，数据处理单元通过机器视觉算法计算待存入货物 的尺寸和体积，生成该快件的三维立体图形，然后通过第二图像摄取单元4 实时获取货架5上存放货物情况的景深图像信息，并通过机器视觉算法生成每个货架5上所有标准货位空间7的三维立体图形，并识别货架5上未 放置货物的所有标准货位空间7以及所有已经存放货物的标准货位空间7 内未被占用的剩余空间信息，当存在未放置任何货物的标准货位空间7时， 优先选择距离存取货窗口2最近的一个标准货位空间7作为待存入货物的 存放位，将该存放位的信息与待存入货物的信息绑定存储，然后控制货物 取放装置6进行存放。优先选取空闲标准货位空间7的方式便于AGV提高 存放效率。

当所有标准货位空间7内都已经存放货物时，从每个标准货位空间7 内未被占用的剩余空间信息中规划出能够与待存入货物的尺寸和体积匹配 的存放空间，并选择选择距离存取货窗口2最近的一个存放空间作为待存 入货物的存放位。

当用户取件时，可以通过扫描取件二维码的方式输入取件信息，系统 识别出所取货物信息后从存储信息中查找到该货物绑定的货位号或虚拟货 位号，然后根据所在的空间位置控制AGV车按照规划的路径进行取件并送 至存取窗口处，通过扫码器扫码录入取件信息用户将获取取走。

需要说明的是，本应用于快递驿站的智能存取信息管理系统适用于大 部分具有包装箱、包装盒、塑封装的快递货物，对于体积超出标准货位空 间7尺寸或者包装形状特殊的快递物品可以通过人工辅助的方式存取。

本发明的应用于快递驿站的智能存取信息管理系统能够实现现快递驿 站的自动化仓储管理，提高快递驿站内货架5的空间利用率，并提高存取 货物的效率，减轻快递驿站的人工成本，提高存取快递的用户感受，符合 智慧城市的发展策略。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽 性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范 围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更 都是显而易见的。

Claims (8)

1.一种应用于快递驿站的智能存取信息管理系统，其特征在于，包括：

货物信息获取单元，设置于所述快递驿站的存取货窗口处，用于扫描并识别出入所述存取货窗口的货物信息；

至少一个第一图像摄取单元，设置于所述存取货窗口处，用于获取待存入货物的第一图像信息；

至少一个第二图像摄取单元，设置于所述快递驿站内与货架的正面相对的一侧，用于实时获取所述货架上存放货物情况的第二图像信息，所述货架预设有多个层格设置的标准货位空间；

货物取放装置，用于在所述货架与所述存取货窗口之间移动存取货物；

数据处理单元，用于：

基于所述第一图像信息通过机器视觉算法计算所述待存入货物的尺寸和体积；

基于所述第二图像信息通过机器视觉算法识别所述货架上未放置货物的所有标准货位空间并识别所有已经存放货物的所述标准货位空间内未被占用的剩余空间信息；

判断是否存在未放置任何货物的所述标准货位空间，若是，则选择距离所述存取货窗口最近的一个所述标准货位空间作为所述待存入货物的存放位；

否则，从每个所述标准货位空间内未被占用的剩余空间信息中规划出能够与所述待存入货物的尺寸和体积匹配的存放空间，并选择距离所述存取货窗口最近的一个存放空间作为所述待存入货物的存放位；

生成所述存放位的信息并与所述待存入货物的信息绑定存储；

规划路径并控制所述货物取放装置将所述待存入货物放入选择的所述存放位内；

其中，当所述存放位为从所述标准货位空间内未被占用的剩余空间信息中规划出的所述存放空间时，所述生成所述存放位的信息并与所述待存入货物的信息绑定存储包括：

生成所述存放位的空间位置信息同时生成新的虚拟货位号，将所述虚拟货位号、所述存放位的空间位置信息以及所述待存入 货物的信息绑定存储；其中，所述虚拟货位号基于所述存放位所在货架的货架号、所在标准货位空间的货位号生成；

所述从每个所述标准货位空间内未被占用的剩余空间信息中规划出能够与所述待存入货物的尺寸和体积匹配的存放空间，包括：

基于所述待存入货物的尺寸和体积生成所述待存入货物的第一3D立体图形；

基于所述标准货位空间内未被占用的剩余空间信息生成所述标准货位空间内未被占用空间的第二3D立体图形；

将所述第一3D立体图形按照预设规则插入所述第二3D立体图形构成的空间内，若所述第一3D立体图形能够完全位于所述第二3D立体图形构成的空间范围之内且留有足够的取放操作空间，则完成匹配。

2.根据权利要求1所述的应用于快递驿站的智能存取信息管理系统，其特征在于，所述第一图像摄取单元、第二图像摄取单元均包括双目摄像头、TOF摄像头中的至少其中之一。

3.根据权利要求1所述的应用于快递驿站的智能存取信息管理系统，其特征在于，所述货物取放装置包括AGV车以及设置于所述AGV车上的托举机械臂。

4.根据权利要求1所述的应用于快递驿站的智能存取信息管理系统，其特征在于，所述货物信息获取单元包括扫码器。

5.根据权利要求1所述的应用于快递驿站的智能存取信息管理系统，其特征在于，当所述存放位为未放置任何货物的所述标准货位空间时，所述生成所述存放位的信息并与所述待存入货物的信息绑定存储包括：

直接将存储的所述标准货位的信息作为所述存放位的信息并与所述待存入货物的信息绑定存储；

其中，所述标准货位的信息包括：所述标准货位所在货架的货架号、所述标准货位的货位号和所述标准货位的空间位置。

6.根据权利要求3所述的应用于快递驿站的智能存取信息管理系统，其特征在于，所述规划路径包括：

根据所述存放位的信息规划所述AGV车的行走路径，同时根据所述存放位的信息规划所述托举机械臂 的托举高度。

7.根据权利要求1所述的应用于快递驿站的智能存取信息管理系统，其特征在于，所述数据处理单元与快递物流系统平台通信连接；

所述数据处理单元还用于：根据输入的取件信息查找待取件的货物所在的存放位，并控制所述货物取放装置将所述待取件的货物从所在的存放位取出至所述存取货窗口处 ；

以及，控制所述货物信息获取单元扫描所述待取件的货物的信息并更新取件信息。

8.根据权利要求3所述的应用于快递驿站的智能存取信息管理系统，其特征在于，还包括AGV路径导航系统，所述AGV路径导航系统包括设置于所述快递驿站内的AGV导航装置以及设置于所述数据处理单元内的AGV导航控制软件系统。

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