CN113770035A - 一种全方位智能扫码的物流包裹分拣系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能物流的技术领域，更具体地，涉及一种全方位智能扫码的物流包裹分拣系统及方法，在第一检测装置检测到包裹时，启动扫码装置，先由第一扫码器自动识别条码位置并对条码进行扫描，若第一扫码器识别到条码，控制系统控制第一检测装置暂停检测，若干第二扫码器没有接收到第一检测装置的信号而暂停本次的扫码任务；若第一扫码器未识别到条码，则若干第二扫码器继续正常扫码识别任务，检测装置、第一扫码器和若干第二扫码器相互配合，实现对包裹的全方位智能扫码，减少了人工校正包裹的程序，极大提高系统的分拣效率和自动化程度，且第二扫码器根据第一扫码器扫描结果选择性开启或关闭，提高了扫码装置的使用寿命，降低了运营成本。

Description

一种全方位智能扫码的物流包裹分拣系统及方法

技术领域

本发明涉及智能物流的技术领域，更具体地，涉及一种全方位智能扫码的物流包裹分拣系统及方法。

背景技术

包裹分拣是现代物流领域配送服务流程最为重要的环节，依据客户的订单要求，商品流通过程中通过对包裹的信息检测、实现快速准确的将商品从相应输送线上分拣出来，再进行后续的配送任务。随着近些年快递业务量出现持续的爆发性增长，导致物流配送中快递分拣环节任务十分艰巨，而传统的物流分拣系统无法满足高效准确的配送时效性要求，严重阻碍物流包裹配送服务的进一步发展。此外，现有基于信息检测的物流包裹分拣设备，存在包裹条码(单面)位置不固定时需要人为对包裹位置校正后才能进行扫码和分拣，在分拣流程中难以将物流包裹的条码扫描、动态称重、体积测量等有效衔接等问题。这导致包裹分拣作业效率低、自动化程度低、信息检测成本高，不具备现代物流分拣服务的高效实用性。

中国专利CN110420870A公开了一种动态称重、测体全方位扫码三合一装置，通过在机架上设置上料运输机构、输料运输机构和下料运输机构，并将输料运输机构安装于带有称重传感器的动态架上，同时在输料运输机构的周边、下方及上方安装配有补光灯的智能相机和体积测量仪，从而实现对包裹的全方位扫码以及动态称重和测体，但是该方案中，若干智能相机同步运行，功耗较大，缩短了使用寿命，运营成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全方位智能扫码的物流包裹分拣系统及方法，通过控制扫码装置的选择性开启，提高了扫码装置的使用寿命，降低了运营成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，包括检测模块，所述检测模块包括底座、用于传送包裹的传送机构和用于扫描设于包裹的条码的扫码装置，所述传送机构装设于所述底座顶部，所述扫码装置包括第一扫码器和若干第二扫码器，所述第一扫码器装设于底座且位于所述传送机构的下方，若干所述第二扫码器装位于所述传送机构的上方，还包括控制系统和设于所述底座顶部的一端的第一检测装置，所述第一扫码器、第二扫码器分别与所述第一检测装置连接，所述第一扫码器与所述控制系统连接，所述控制系统与所述第一检测装置连接。

本发明的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，在第一检测装置检测到包裹时，启动扫码装置，由安装于传送机构下方的第一扫码器自动识别包裹底面条码位置并对条码进行扫描，若第一扫码器识别到条码，第一扫码器发送信号至控制系统，控制系统控制第一检测装置暂停检测，而位于传送机构上方的若干第二扫码器没有接收到第一检测装置的信号而暂停本次的扫码工作，以提高扫码装置的使用寿命；若第一扫码器未识别到条码，则输送的包裹的条码不位于包裹底面，第一检测装置发送信号至第二扫码器，第二扫码器继续扫码识别工作，实现对包裹的全方位智能扫码，减少了人工校正包裹的程序，极大提高系统的分拣效率和自动化程度，且第二扫码器可根据第一扫码器的扫描结果选择性开启或关闭，提高了扫码装置的使用寿命，降低了运营成本。需要说明的是，第一检测装置可为光电检测装置等检测装置。

进一步地，检测模块还包括固定设于底座顶部的检测室，若干第二扫码器装设于检测室内，传送机构设于检测室的底部，检测室的两端均设有开口。

进一步地，所述检测模块还包括体积检测装置，所述体积检测装置包括若干镜头，若干所述镜头位于所述传送机构上方。

进一步地，所述检测模块还包括装设于所述底座的称重装置，所述称重装置位于所述传送机构底部。

进一步地，还包括用于将若干包裹分离的加速分离模块，所述加速分离模块设于所述检测模块的一端，且所述加速分离模块与所述传送机构之间留有间隙，所述第一扫码器设于所述间隙下方。

进一步地，还包括控制系统，所述底座顶部的一端设有第一检测装置，所述第一扫码器与所述控制系统连接，所述控制系统与所述第一检测装置连接，所述第一扫码器、第二扫码器分别与所述第一检测装置信号连接。

进一步地，还包括用于对包裹进行分拣的分拣模块，所述分拣模块设于所述检测模块的另一端。

进一步地，所述底座顶部的另一端设有第二检测装置，所述扫码装置、分拣模块分别与所述第二检测装置信号连接。

本发明还提供一种全方位智能扫码的物流包裹分拣方法，应用于上述的全方位智能扫码的物流包裹分拣装置，包括以下步骤：

S1：第一检测装置检测到包裹，启动扫码装置，并将包裹从底座靠近第一扫码器的一端运送至传送机构；

S2：判断第一扫码器是否识别到位于包裹底面的条码，若是，控制第一检测装置3暂停检测，暂停若干第二扫码器的识别，若否，则利用若干第二扫码器对位于条码进行识别。

本发明的全自动智能扫码的物流包裹分拣方法，在将包裹运送至传送机构上的过程中，第一扫码器可对包裹底面进行识别，若第一扫码器识别到位于包裹底面的条码，则关闭若干第二扫码器，若第一扫码器未识别到条码，则开启若干第二扫码器，识别位于包裹侧面或顶面的条码，即本发明可实现对包裹的全方位智能扫码，减少了人工校正包裹的程序，极大提高系统的分拣效率和自动化程度，降低运营成本。

优选地，步骤S1中，将包裹运送至传送机构前，通过加速分离模块将并行的包裹单件分离，并通过加速分离模块将包裹运送至传送机构。

优选地，还能通过若干镜头对在传送机构上运动的包裹的体积进行测量，测量包裹体积的过程包括：

S101：通过若干镜头对包裹进行快速图像截取；

S102：对若干镜头进行算法匹配，得到包裹的位姿参数；

S103：结合PR分割算法、3D重建算法，建立包裹的三维网络模型；

S104：根据包裹的三维网络模型，计算得出包裹的实际体积。

本发明的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统及方法与背景技术相比，产生的有益效果为：

通过设置加速分离模块，对多件不同的包裹进行单件分离，使每件包裹间隔一定距离有序进入检测模块，避免多个包裹并行影响数据的正常检测和采集，保证对包裹数据采集和检测的可靠性、准确性和有效性；通过扫码装置可实现包裹分拣过程中全方位的自动扫描，识别包裹上的条码，极大提高系统的分拣效率和自动化程度，降低物流企业的运营成本；且当条码位于包裹底面时，仅利用第一扫码器对条码进行识别，若干第二扫码器暂停扫码工作，提高了扫码装置的使用寿命；分别采用扫码装置和体积检测装置对包裹进行条码扫描和体积测量，有效提高数据采集效率，且体积测量更为高效准确。

附图说明

图1为实施例一中全方位智能扫码的物流包裹分拣系统的结构示意图；

图2为实施例一中传送机构的结构示意图；

图3为实施例一中检测室的结构示意图；

图4为实施例一中第二扫码器及体积检测装置的安装示意图；

图5为实施例一中加速分离模块与检测模块衔接的示意图；

图6为实施例一中全方位智能扫码的物流包裹分拣系统的架构图；

图7为实施例一中全方位智能扫码的物流包裹分拣系统的原理框图；

图8为对包裹进行体积检测的流程图；

图9为实施例二中全方位智能扫码的物流包裹分拣方法的流程图；

附图中：1-加速分离模块；11-加速皮带；2-检测模块；21-底座；22-传送机构；221-电机；222-传送皮带；223-固定座；224-第一滚筒；225-第二滚筒；23-检测室；231-开口；24-扫码装置；241-第一扫码器；242-第二扫码器；25-体积检测装置；251-镜头；26-称重装置；261-传导块；262-称重传感器；263-支架；3-第一检测装置；4-第二检测装置；5-分拣模块；6-包裹。

图6中箭头表示包裹传送方向。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一

如图1所示，一种全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，包括检测模块2，检测模块2包括底座21、用于传送包裹6的传送机构22和用于扫描设于包裹6的条码的扫码装置24，传送机构22装设于底座21顶部，扫码装置24包括第一扫码器241和若干第二扫码器242，第一扫码器241装设于底座21且位于传送机构22的下方，若干第二扫码器242位于传送机构22的上方，还包括控制系统和设于底座21顶部的一端的第一检测装置3，第一扫码器241、第二扫码器242分别与第一检测装置3连接，第一扫码器241与控制系统连接，控制系统与第一检测装置3连接。

上述的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，在第一检测装置3检测到包裹6时，启动扫码装置24，由安装于传送机构22下方的第一扫码器241自动识别包裹6底面条码位置并对条码进行扫描，若第一扫码器241识别到条码，第一扫码器241发送信号至控制系统，控制系统控制第一检测装置3暂停检测，而位于传送机构22上方的若干第二扫码器242没有接收到第一检测装置3的信号而暂停本次的扫码工作，以提高扫码装置24的使用寿命；若第一扫码器241未识别到条码，则输送的包裹6的条码不位于包裹6底面，第一检测装置3发送信号至第二扫码器242，第二扫码器242继续扫码识别工作，实现对包裹6的全方位智能扫码，减少了人工校正包裹6的程序，极大提高系统的分拣效率和自动化程度，且第二扫码器242可根据第一扫码器241的扫描结果选择性开启或关闭，提高了扫码装置24的使用寿命，降低了运营成本。需要说明的是，第一检测装置3可为光电检测装置等检测装置。

如图2所示，传送机构22包括电机221、传送皮带222、固定座223、第一滚筒224和第二滚筒225，固定座223平行设置有两组，且固定座223与底座21连接，电机221安装于固定座223，第一滚筒224的两端分别装设于两组固定座223的一端，第二滚筒225的两端分别装设于两组固定座223的另一端，传送皮带222缠绕第一滚筒224和第二滚筒225，电机221的输出端与第一滚筒224传动连接，当运转电机221，带动第一滚筒224转动，进而带动传送皮带222运动，同时第二滚筒225转动，放置于传送皮带222上的包裹6可随着传送皮带222的运动而运动。

如图1、图3、图4和图5所示，检测模块2还包括固定设于底座21顶部的检测室23，若干第二扫码器242装设于检测室23内，传送机构22设于检测室23的底部，检测室23的两端均设有开口231，以供包裹6通过。

检测模块2还包括体积检测装置25，体积检测装置25包括若干镜头251，若干镜头251设于检测室23顶部且位于传送机构22上方。具体地，如图3、图4所示，检测室23呈长方体结构，若干镜头251为四组3D视觉镜头，且四组3D视觉镜头分别装设于长方体结构顶部的的四个顶角处，第一扫码器241设有装设于底座21并位于传送机构22下方的一组，用于对包裹6底面的条码进行识别，第二扫码器242设有五组，其中一组第二扫码器242,装设于检测室23顶部的正中间，用于对包裹6顶面的条码进行识别，剩余四组第二扫码器242分别装设于长方体结构顶部四边的中心点处，用于对包裹6侧面的条码进行识别。

如图1、图2和图5所示，检测模块2还包括装设于底座21的称重装置26，称重装置26位于传送机构22底部。具体地，称重装置26连接于底座21与传送机构22之间，称重装置26包括传导块261、称重传感器262及固定设于底座21两侧的支架263，传导块261安装于固定座223底部，支架263的两端分别通过称重传感器262与传导块261连接，包裹6随着传送带移动过程中，通过传导块261对称重传感器262施加的作用力发生变化，称重传感器262由此变化检测包裹6的重量，其中，称重传感器262可为电阻应变式称重传感器，基于应变效应，包裹6的重量使电阻应变式称重传感器受到的外力产生变化，使电阻应变式称重传感器的应变片产生形变，阻值发生改变，进而测量包裹6的重量。

如图5所示，还包括用于将若干包裹6分离的加速分离模块1，加速分离模块1设于检测模块2的一端，且加速分离模块1与传送机构22之间留有间隙，第一扫码器241设于间隙下方。加速分离模块1可使每件包裹6间隔一定距离有序进入检测模块2，避免多个包裹6并行影响数据的正常检测和采集，保证对包裹6数据采集和检测的可靠性、准确性和有效性；加速分离模块1包括用于运送包裹6的加速皮带11，使包裹6具有与传送皮带222相同的速度进入检测模块2，确保包裹6进行扫码和称重时保持匀速运动，以提高包裹6数据检测和采集的准确性，当包裹6从加速皮带11输送至传送皮带222时，包裹6经过间隙，第一扫码器241通过该间隙对包裹6底部进行扫描。

如图6所示，还包括用于对包裹6进行分拣的分拣模块5，分拣模块5设于检测模块2的另一端。

如图1、图2、图5和图6所示，底座21顶部的另一端设有第二检测装置4，所述扫码装置24、分拣模块5分别与所述第二检测装置4信号连接。当包裹6通过传送皮带222进入分拣模块5时，由第二检测装置4对包裹6识别，第二检测装置4发送信号，控制扫码装置24暂停识别，且由控制系统控制实现包裹6不同配送区域的分拣工作。需要说明的是，第二检测装置4可为光电检测装置等检测装置。

如图7所示，控制系统包括计算机、IND560系统和PLC控制模块，扫码装置24、体积检测装置25、称重装置26、第一检测装置3、第二检测装置4和PLC控制模块分别与IND560系统连接，PLC控制模块与分拣模块5连接，IND560系统与计算机连接，IND560系统接收扫码装置24、体积检测装置25和称重装置26传递的包裹信息，并将包裹信息传递至计算机进行分析处理，采用稽核算法对包裹6的重量信息进行校验，并将接收到的包裹信息进行显示，便 于工作人员查看，通过列队FIFO原理对包裹6的条码信息、体积信息和重量信息进行绑定，最终将包裹6的所有信息生成物流数据管理报表，可用于企业物流配送商贸结算、信息审核、包裹6的远程监控和数据查询，同时，计算机对包裹信息分析处理后，通过IND560系统发送指令至PLC控制模块，控制包裹6配送，完成包裹6不同配送区域的分拣工作。

实施例二

一种全方位智能扫码的物流包裹分拣方法，应用于上述的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，包括以下步骤：

S1：第一检测装置3检测到包裹6，启动扫码装置24，并将包裹6从底座21靠近第一扫码器241的一端运送至传送机构22；

S2：判断第一扫码器241是否识别到位于包裹6底面的条码，若是，控制第一检测装置3暂停检测，暂停若干第二扫码器242的识别，若否，则利用若干第二扫码器242对条码进行识别。

上述的全方位智能扫码的物流包裹分拣方法，在将包裹6运送至传送机构22上的过程中，第一检测装置3识别到包裹6后，启动扫码装置24和传送机构22，若第一扫码器241识别到位于包裹6底面的条码，则关闭若干第二扫码器242，若第一扫码器241未识别到条码，则开启若干第二扫码器242，扫描识别位于包裹6侧面或顶面的条码，即本发明可实现对包裹6的全方位智能扫码，减少了人工校正包裹6的程序，极大提高系统的分拣效率和自动化程度，且第二扫码器242根据需要选择性开启或关闭，提高了扫码装置的使用寿命，降低了运营成本。

步骤S1中，将包裹6运送至传送机构22前，通过加速分离模块1将并行的包裹6单件分离，并通过加速分离模块1将包裹6运送至传送机构22，且传送机构22的一端设有第一检测装置3，当第一检测装置3检测到包裹6时，启动第一扫码器241和第二扫码器242。

第一扫码器241和若干第二扫码器242对包裹6进行扫描时，首先通过多路径规划匹配算法对条码的位置进行搜罗，然后通过条码定位、图像分割、增强预处理、灰度优化、图像滤波等算法处理，最终对条码进行解码得到包裹6的基本信息。

如图8所示，还能通过若干镜头251对在传送机构22上运动的包裹6的体积进行测量，测量包裹6体积的过程包括：

S101：通过若干镜头251对包裹6进行快速图像截取；

S102：对若干镜头251进行算法匹配，得到包裹6的位姿参数；

S103：结合PR分割算法、3D重建算法，建立包裹6的三维网络模型；

S104：根据包裹6的三维网络模型，计算得出包裹6的实际体积。

本实施例采用不同装置对包裹6进行条码扫码和体积测量，有效提高数据采集效率；若干镜头251为3D视觉镜头251，使用多组3D视觉镜头251进行检测，优化图像处理算法使体积测量更为高效、准确。

如图9所示，本实施例中，对包裹6进行全方位智能扫码的物流包裹分拣的具体步骤包括：

(1)对若干包裹6进行加速分离，避免多个包裹6并行影响包裹信息的正常检测和采集；

(2)判断是否为单件包裹6，若是，则包裹6正常传输，进入步骤(3)；若否，预警灯报警，通知管理员进行处理，直至预警灯熄灭；

(3)第一检测装置3检测到包裹6，启动扫码装置24；

(4)判断第一扫码器241是否识别到包裹6底面的条码，若是，控制第一检测装置3暂停检测，若干第二扫码器242暂停本次扫码任务，同时对包裹6进行称重和体积检测；若否，若干第二扫码器242识别条码，同时对包裹6进行称重和体积检测；

(5)第二检测装置4对包裹6进行检测，完成包裹信息的检测与采集；

(6)判断包裹信息是否正常检测和采集，若是，对包裹信息进行分析处理，控制包裹6配送，完成包裹6不同配送区域的分拣工作，同时生成物流数据管理报表，若否，系统报错，数据采集错误报警灯亮起，通知管理员进行处理，直至指示灯熄灭。

(7)返回初始化状态。

步骤(2)中，预警灯熄灭后，判断问题是否解决，若是，返回初始化状态，若否，则停止工作，等待处理。

步骤(6)中，数据采集错误报警灯亮起后，上报异常出错日志。

在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述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。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，包括检测模块(2)，所述检测模块(2)包括底座(21)、用于传送包裹(6)的传送机构(22)和用于扫描设于包裹(6)的条码的扫码装置(24)，所述传送机构(22)装设于所述底座(21)顶部，所述扫码装置(24)包括第一扫码器(241)和若干第二扫码器(242)，所述第一扫码器(241)装设于底座(21)且位于所述传送机构(22)的下方，若干所述第二扫码器(242)位于所述传送机构(22)的上方，其特征在于，还包括控制系统和设于所述底座(21)顶部的一端的第一检测装置(3)，所述第一扫码器(241)、第二扫码器(242)分别与所述第一检测装置(3)连接，所述第一扫码器(241)与所述控制系统连接，所述控制系统与所述第一检测装置(3)连接。

2.根据权利要求1所述的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，其特征在于，检测模块(2)还包括固定设于底座(21)顶部的检测室(23)，若干第二扫码器(242)装设于检测室(23)内，传送机构(22)设于检测室(23)的底部，检测室(23)的两端均设有开口(231)。

3.根据权利要求1所述的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述检测模块(2)还包括体积检测装置(25)，所述体积检测装置(25)包括若干镜头(251)，若干所述镜头(251)位于所述传送机构(22)上方。

4.根据权利要求1所述的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述检测模块(2)还包括装设于所述底座(21)的称重装置(26)，所述称重装置(26)位于所述传送机构(22)底部。

5.根据权利要求1所述的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，其特征在于，还包括用于将若干包裹(6)分离的加速分离模块(1)，所述加速分离模块(1)设于所述检测模块(2)的一端，且所述加速分离模块(1)与所述传送机构(22)之间留有间隙，所述第一扫码器(241)设于所述间隙下方。

6.根据权利要求1所述的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，其特征在于，还包括用于对包裹(6)进行分拣的分拣模块(5)，所述分拣模块(5)设于所述检测模块(2)的另一端。

7.根据权利要求6所述的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，其特征在于，所述底座(21)顶部的另一端设有第二检测装置(4)，所述扫码装置(24)、分拣模块(5)分别与所述第二检测装置(4)信号连接。

8.一种全方位智能扫码的物流包裹分拣方法，应用于权利要求1至7任一项所述的全方位智能扫码的物流包裹分拣系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：第一检测装置(3)检测到包裹(6)，启动扫码装置(24)，并将包裹(6)从底座(21)靠近第一扫码器(241)的一端运送至传送机构(22)；

S2：判断第一扫码器(241)是否识别到位于包裹(6)底面的条码，若是，控制第一检测装置(3)暂停检测，暂停若干第二扫码器(242)的识别，若否，则利用若干第二扫码器(242)对位于包裹(6)侧面或顶面的条码进行识别。

9.根据权利要求8所述的全方位智能扫码的物流包裹分拣方法，其特征在于，步骤S1中，将包裹(6)运送至传送机构(22)前，通过加速分离模块(1)将并行的包裹(6)单件分离，并通过加速分离模块(1)将包裹(6)运送至传送机构(22)。

10.根据权利要求8所述的全方位智能扫码的物流包裹分拣方法，其特征在于，还能通过若干镜头(251)对在传送机构(22)上运动的包裹(6)的体积进行测量，测量包裹(6)体积的过程包括：

S101：通过若干镜头(251)对包裹(6)进行快速图像截取；

S102：对若干镜头(251)进行算法匹配，得到包裹(6)的位姿参数；

S103：结合PR分割算法、3D重建算法，建立包裹(6)的三维网络模型；

S104：根据包裹(6)的三维网络模型，计算得出包裹(6)的实际体积。

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