CN114226254A - 一种基于分拣机器人的快递分拣用物流系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，其包括分拣机器人以及供分拣机器人运动的方形的分拣区域，分拣区域的四侧均设置有竖置的二维码；位于分拣区域前、后两侧的二维码数量相等且一一成对设置，前、后两侧的同一对的两个二维码正对设置；位于分拣区域左、右两侧的二维码各自构成二维码直线阵列，且左、右两侧的二维码错开设置，其中一侧的每个二维码均正对另一侧的二维码直线阵列的空隙位置；每个二维码直线阵列的每相邻两个二维码之间均形成有供分拣机器人穿过的通道；分拣机器人上安装镜头平置的相机。本发明的物流系统中所需的二维码的数量少，且由于二维码竖置设置，二维码不易损坏。

Description

一种基于分拣机器人的快递分拣用物流系统

技术领域

本发明涉及物流分拣系统领域，特别是涉及一种基于分拣机器人的快递分拣用物流系统。

背景技术

在物流快递分拣领域，一般通过分拣机器人将快递运输至该快递对应的位置，运行过程中，分拣机器人主要采用二维码导航方式进行导航运行，现有的二维码导航方式依靠贴在地面上的二维码进行导航，这种二维码导航方式需要布局的二维码多，且二维码易损坏。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种进行二维码导航时需要的二维码少，且二维码不易损坏的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，其包括分拣机器人以及供分拣机器人运动的方形的分拣区域，所述分拣区域的四侧均设置有竖置的二维码；

位于所述分拣区域前、后两侧的二维码数量相等且一一成对设置，前、后两侧的同一对的两个二维码正对设置；

位于所述分拣区域左、右两侧的二维码各自构成二维码直线阵列；每个二维码直线阵列的每相邻两个二维码之间均形成有供所述分拣机器人穿过的通道；左、右两侧的二维码错开设置，其中一侧的每个二维码均正对另一侧的通道；

所述分拣机器人上安装镜头平置的相机。

进一步地，所述分拣机器人上安装有四个所述相机，四者构成圆周阵列，所有所述相机的镜头均平置设置，且在周向上每相邻两个相机的朝向相互垂直。

进一步地，所述分拣机器人包括移动底盘，所述移动底盘上安装有承载投送装置；所述承载投送装置不运行时用于承载快递，所述承载投送装置运行时用于将其承载的快递投送至目标位置。

进一步地，所述承载投送装置为传送皮带。

进一步地，所述分拣区域内具有多个分拣坑位，所述分拣坑位用于承接所述分拣机器人投放的快递。

进一步地，还包括置于所述分拣区域之外的装载工位，所述分拣机器人从所述装载工位装载货物。

进一步地，每个所述分拣机器人均具备扫码器。

有益效果：本发明的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，通过在分拣区域的四周设置竖置的二维码，并在分拣机器人上安装镜头平置的相机，使得分拣机器人可通过读取竖置的二维码进行导航运动；通过将分拣区域四周的二维码进行布局，分拣机器人可在分拣区域内横平竖直运动并可进出分拣区域。本发明的物流系统中所需的二维码的数量少，且由于二维码竖置设置，二维码不易损坏。

附图说明

附图1为基于分拣机器人的快递分拣用物流系统的构成示意图；

附图2为分拣机器人的结构示意图；

附图3为基于本发明之物流系统的分拣方法的流程示意图。

图中：1-分拣机器人；11-相机；12-移动底盘；13-承载投送装置；14-扫码器；2-分拣区域；21-分拣坑位；22-通道；3-二维码；4-装载工位。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，其包括分拣机器人1以及供分拣机器人1运动的方形的分拣区域2，所述分拣区域2的四侧均设置有竖置的二维码3；位于所述分拣区域2前、后两侧的二维码3数量相等且一一成对设置，前、后两侧的同一对的两个二维码3正对设置；位于所述分拣区域2左、右两侧的二维码3各自构成二维码直线阵列；每个二维码直线阵列的每相邻两个二维码3之间均形成有供所述分拣机器人1穿过的通道22；左、右两侧的二维码3错开设置，其中一侧的每个二维码3均正对另一侧的通道22；所述分拣机器人1上安装镜头平置的相机11。二维码3可贴在墙壁上可贴在专用的支架上。

上述物流系统中，由于前、后两侧的二维码3为成对对置设置，分拣机器人1可沿着前后对置的两个二维码3的连线行走；位于左右两侧的二维码3用于指引分拣机器人1的拐弯位置或者出口位置，当分拣机器人1沿着前、后两侧的同一对对置的二维码3的连线行走时，当其行走至正对某一个特定的左侧或右侧的二维码的点位时，其可以左转或右转以转入另外一对在纵向上对置的二维码之间或者可以从左侧或右侧的二维码对侧的通道22驶离所述分拣区域2。分拣机器人1的控制系统通过相机11获取的图像可在分拣区域2内横平竖直行走，分拣区域2内的地面上无需贴二维码，只需在其四周设置竖置的二维码3即可。

优选地，如附图2所示，所述分拣机器人1上安装有四个所述相机11，四者构成的相机模块可整体相对于分拣机器人1的本体可控转动，四个所述相机11形成圆周阵列，所有所述相机11的镜头均平置设置，且在周向上每相邻两个相机11的朝向相互垂直。通过设置相机模块，可方便分拣机器人1获取各向的

所述分拣机器人1包括移动底盘12，所述移动底盘12上安装有承载投送装置13；所述承载投送装置13不运行时用于承载快递，所述承载投送装置13运行时用于将其承载的快递投送至目标位置。本实施例中，所述承载投送装置13为传送皮带。

所述分拣区域2内具有多个分拣坑位21，所述分拣坑位21用于承接所述分拣机器人1投放的快递。

还包括置于所述分拣区域2之外的装载工位4，所述分拣机器人1从所述装载工位4装载货物。装载工位4处具有人工或分拣机器人以将快递投放至分拣机器人1的投送装置13上。

此外，每个所述分拣机器人1均具备扫码器14。

本发明还提供了一种基于上述物流系统的分拣方法，其应用于所述分拣机器人1的控制系统，如附图3所示，所述方法包括如下步骤S501-S505：

步骤S501，通过所述扫码器14获取快递的信息；

本步骤中，将快递上的可识别码(如二维码、条形码)凑到扫码器14进行识别的操作由人工或机械手完成。

步骤S502，根据快递的信息得到快递对应的分拣坑位21的编号；

步骤S503，根据所述装载工位4的编号与所述分拣坑位21的编号对所述分拣机器人1的运行路线进行规划；

步骤S504，根据规划的导航路线利用二维码导航方式控制所述分拣机器人1运动至快递对应的所述分拣坑位21；

步骤S505，控制所述承载投送装置13运转将快递投送至所述分拣坑位21。

通过上述步骤S501-S505，可实现快递的识别、路径规划以及将快递投送至对应分拣坑位21的流程，实现分拣的自动化，大幅提升分拣效率。

优选地，上述步骤S505之后还包括如下步骤S601-S603：

步骤S601，接收上层调度系统分配的装载工位4的编号；

步骤S602，根据当前所处点位与所述装载工位4的编号进行路径规划；

步骤S603，根据规划的导航路线利用二维码导航方式控制所述分拣机器人1运动至上层调度系统分配的装载工位4。

上述步骤S603之后继续执行上述步骤S501-S505，如此循环往复。

具体地，上述根据规划的导航路线利用二维码导航方式控制所述分拣机器人1运动包括如下步骤A1-A5：

步骤A1，控制所述分拣机器人1运行至两个纵向对置的二维码之间；

本步骤中，前后方向为纵向，后面出现的横向指左右方向。

步骤A2，调整所述分拣机器人1的位姿使其前后正对两个纵向对置的二维码。

步骤A3，控制所述分拣机器人1沿着两个纵向对置二维码的连线行走；

步骤A4，当所述分拣机器人1行走至正对每个横向设置的二维码时，根据纵向对置二维码及横向设置的二维码确定对应于该点位的运行动作；

步骤A5，根据对应于该点位的运行动作控制所述分拣机器人1运行。

通过上述方法，可实现分拣机器人1在分拣区域2内的预设的所有点位间行走。分拣机器人1以竖向行走并保持位姿为主，通过读取横向的二维码改变行驶方向，使得分拣机器人1可在不同对的竖向上对置的二维码之间横向切换，实现分拣机器人1在分拣区域2内的预设的所有点位间行走。

具体地，上述步骤A1中所述控制所述分拣机器人1运行至两个纵向对置的二维码之间包括如下步骤B1-B3：

步骤B1，选定一对在纵向上对置的二维码作为目标二维码组，并记录目标二维码组中的两个二维码分别出现在朝向为前后的两个相机中时相机模块的姿态数据；

本步骤中，目标二维码组可根据预先规划的运行路径进行选定，也可以在没有预先规划运行路径时由控制系统自行选定，后一种情况一般是在分拣机器人1出现故障并在故障解除后执行。

步骤B2，确定所述分拣机器人1相对于两个纵向对置的二维码的连线的偏离方向；

本步骤中，偏离方向由步骤B1中的所述姿态数据确定。

步骤B3，控制所述分拣机器人1逆着所述偏离方向行驶。

上述步骤B1-B3循环运行，直至所述分拣机器人1位于纵向对置的两个二维码的连线上。具体地，分拣机器人1是否位于纵向对置的两个二维码的连线上的标准为：判断纵向对置的两个二维码是否分别位于前、后两个相机11所获取图像的左右对称中心线。且在执行步骤A3的过程中，控制系统按设定频率一直获取前后两个相机的图像，通过判断纵向对置的两个二维码是否位于图像的左右对称中心线判断分拣机器人1是否走偏，并据此调节分拣机器人1的位姿使其沿直线行走。

具体地，上述步骤B1具体包括如下步骤C1-C4：

步骤C1，控制所述相机模块旋转，使得朝向为前后的两个相机中的一个相机获取的图像中出现一个随机的二维码或预定的二维码，该二维码记为第一二维码，控制所述相机模块停止旋转；

本步骤中，当目标二维码组是在没有预先规划运行路径时由控制系统自行选定时，可选择出现在相机中的随机的二维码及与该二维码对置的二维码作为目标二维码组；当目标二维码组是根据预先规划的运行路径选定时，应当等预设的目标二维码组中的一个二维码出现在朝向为前后的两个相机中的至少一个相机获取的图像中时控制相机模块停止旋转；

步骤C2，记录当前相机模块的第一姿态数据；

本步骤中，第一姿态数据主要包括相机模块相对于分拣机器人1的本体部分的相对角度；

步骤C3，控制所述相机模块旋转，使得朝向为前后的两个相机中的另一个相机获取的图像中出现与第一二维码对置的二维码；

步骤C4，记录当前相机模块的第二姿态数据。

基于上述步骤C1-C4，上述步骤B2具体为：根据所述第一姿态数据与所述第二姿态数据确定所述分拣机器人1相对于两个纵向对置的二维码的连线的偏离方向。具体地，根据目标二维码组的两个二维码所在的位置坐标以及第一姿态数据与第二姿态数据中的相对角度，可以得到以两个二维码与分拣机器人1三者为三个顶点的三角形，如此可得到分拣机器人1相对于两个二维码连线的偏离方向。

优选地，上述步骤A3中所述控制所述分拣机器人1沿着两个纵向对置二维码的连线行走之前还包括如下步骤D1-D3：

步骤D1，对所述分拣机器人1的运行路径进行规划得到导航路径；

步骤D2，根据所述导航路径得到所述导航路径上的所有拐点位置及各拐点位置对应的运行动作；

步骤D3，将各所述拐点位置对应的横向二维码与纵向二维码及该拐点位置对应的运行动作的映射关系列入对应于该所述分拣机器人1的导航参照表。

基于上述步骤D1-D3，上述步骤A5中所述根据纵向对置二维码及横向设置的二维码确定对应于该点位的运行动作具体为：根据所述纵向对置二维码及横向设置的二维码，参照所述导航参照表得到对应于该点位的运行动作。

上述步骤A5中运行动作包括原地左转90°并继续前行、原地右转90°并继续前行、向前执行、原地掉头并前行等，当运行动作为包含原地转动的动作(包括原地左转90°并继续前行、原地右转90°并继续前行、原地掉头并前行)时，控制系统控制分拣机器人1原地转动时同时控制相机组2等速反转，使得相机组2相对于地面的姿态保持不变；分拣机器人1到达一个节点需要改变行进方向后，需要向下一个节点运行，当相机组2中朝向于向后的两个相机11获取的图像中包含下一个节点的纵向对置的两个二维码时，控制系统控制分拣机器人1原地左转90°或原地右转90°，并继续在下一个节点的纵向对置的两个二维码之间沿直线运动，如此续航往复，可控制分拣机器人1在分拣区域2内执行任务，分拣机器人1可到达分拣区域2内的任一点位。

本发明的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，通过在分拣区域的四周设置竖置的二维码，并在分拣机器人上安装镜头平置的相机，使得分拣机器人可通过读取竖置的二维码进行导航运动；通过将分拣区域四周的二维码进行布局，分拣机器人可在分拣区域内横平竖直运动并可进出分拣区域。本发明的物流系统中所需的二维码的数量少，且由于二维码竖置设置，二维码不易损坏。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，其特征在于，其包括分拣机器人(1)以及供分拣机器人(1)运动的方形的分拣区域(2)，所述分拣区域(2)的四侧均设置有竖置的二维码(3)；

位于所述分拣区域(2)前、后两侧的二维码(3)数量相等且一一成对设置，前、后两侧的同一对的两个二维码(3)正对设置；

位于所述分拣区域(2)左、右两侧的二维码(3)各自构成二维码直线阵列；每个二维码直线阵列的每相邻两个二维码(3)之间均形成有供所述分拣机器人(1)穿过的通道；左、右两侧的二维码(3)错开设置，其中一侧的每个二维码(3)均正对另一侧的通道；

所述分拣机器人(1)上安装镜头平置的相机(11)。

2.根据权利要求1所述的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，其特征在于，所述分拣机器人(1)上安装有四个所述相机(11)，四者构成圆周阵列，所有所述相机(11)的镜头均平置设置，且在周向上每相邻两个相机(11)的朝向相互垂直。

3.根据权利要求1所述的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，其特征在于，所述分拣机器人(1)包括移动底盘(12)，所述移动底盘(12)上安装有承载投送装置(13)；所述承载投送装置(13)不运行时用于承载快递，所述承载投送装置(13)运行时用于将其承载的快递投送至目标位置。

4.根据权利要求3所述的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，其特征在于，所述承载投送装置(13)为传送皮带。

5.根据权利要求1所述的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，其特征在于，所述分拣区域(2)内具有多个分拣坑位(21)，所述分拣坑位(21)用于承接所述分拣机器人(1)投放的快递。

6.根据权利要求1所述的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，其特征在于，还包括置于所述分拣区域(2)之外的装载工位(4)，所述分拣机器人(1)从所述装载工位(4)装载货物。

7.根据权利要求6所述的基于分拣机器人的快递分拣用物流系统，其特征在于，每个所述分拣机器人(1)均具备扫码器(14)。

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