CN114229298A - 一种物流分拣系统的货品分拣方法 - Google Patents

一种物流分拣系统的货品分拣方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种物流分拣系统的货品分拣方法，其由仓储机器人的控制系统实施，方法包括：控制仓储机器人从货架区获取指定编号的货架；控制仓储机器人进入一正向运行路径；根据平置相机获取的包含二维码的图像对仓储机器人的位姿进行矫正；控制仓储机器人沿着当前的正向运行路径行驶；判断仓储机器人是否到达设定的横向固定二维码的正侧方；当仓储机器人到达设定的横向固定二维码的正侧方，控制仓储机器人由位于设定的横向固定二维码对侧的出入口离开运行通道进入分拣区。本发明的物流分拣系统的货品分拣方法，通过利用运行通道四侧的二维码进行导航，可实现仓储机器人以运行通道为核心执行分拣搬运任务，调度简单。

Description

一种物流分拣系统的货品分拣方法
技术领域
本发明涉及物流技术领域，特别是涉及一种物流分拣系统的货品分拣方法。
背景技术
在电子商务中，由于订单数量庞大，人工分拣远远难以满足订单货品的分拣需求，因此需要借助自动化物流分拣系统进行辅助分拣，自动化物流分拣系统可大幅提升分拣效率，现有的分拣方法中仓储机器人主要依靠二维码进行导航，物流系统中二维码贴在地面上，为了保证机器人不偏航，需要设置的二维码较多，对于仓储机器人的调度较为复杂。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种调度简单、需要的二维码少的物流分拣系统的货品分拣方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的物流分拣系统的货品分拣方法，其由仓储机器人的控制系统实施，所述方法包括：
控制仓储机器人从货架区获取指定编号的货架；
控制所述仓储机器人进入一正向运行路径，并根据平置相机获取的包含二维码的图像对所述仓储机器人的位姿进行矫正；
控制所述仓储机器人沿着当前的所述正向运行路径行驶；
判断所述仓储机器人是否到达设定的横向固定二维码的正侧方；
当所述仓储机器人到达设定的横向固定二维码的正侧方，控制所述仓储机器人由位于设定的横向固定二维码对侧的所述出入口离开所述运行通道进入所述分拣区。
进一步地，所述控制仓储机器人从货架区获取指定编号的货架之前还包括：
获取调度中心分派的任务，所述任务包括目标货架的编号；
控制所述仓储机器人进入一逆向运行路径，并根据平置相机获取的包含二维码的图像对所述仓储机器人的位姿进行矫正；
控制所述仓储机器人沿着当前的所述逆向运行路径行驶；
判断所述仓储机器人是否到达设定的横向固定二维码的正侧方；
当所述仓储机器人到达设定的横向固定二维码的正侧方，控制所述仓储机器人由位于设定的横向固定二维码对侧的所述出入口离开所述运行通道进入所述货架区。
进一步地，所述控制仓储机器人从货架区获取指定编号的货架包括：
所述仓储机器人进入指定编号的货架所在的巷道；
调整所述仓储机器人的位姿，使所述巷道两端的横向固定二维码以及巷道二维码分别位于前、后两个所述平置相机的视野中心；
控制所述仓储机器人沿着所述巷道行走直至其到达指定编号的所述货架旁；
控制所述仓储机器人进入指定编号的所述货架的底部；
通过所述仰视相机获取货架二维码的图像，以判断该货架的编号是否为指定编号，是则控制所述仓储机器人将机器人抬升；
控制所述仓储机器人回到所述巷道并循着所述巷道运行至所述运行通道。
进一步地，所述判断所述仓储机器人是否到达设定的横向固定二维码的正侧方具体为：
判断左、右两侧的平置相机获取的图像中是否包含设定的横向固定二维码，是则控制所述仓储机器人调整位置，使得所述横向固定二维码位于对应的所述平置相机的视野中心。
进一步地，所述控制所述仓储机器人由位于设定的横向固定二维码对侧的所述出入口离开所述运行通道进入所述货架区包括：
控制所述仓储机器人原地回转90°，使其后侧朝向设定的所述横向固定二维码；
控制所述仓储机器人向前运行离开所述运行通道进入所述货架区。
有益效果：本发明的物流分拣系统的货品分拣方法，通过利用运行通道四侧的二维码进行导航，可实现仓储机器人以运行通道为核心执行分拣搬运任务，调度简单。
附图说明
附图1为本发明之物流分拣系统的货品分拣方法所基于的物流分拣系统的构成示意图；
附图2为仓储机器人的结构示意图；
附图3为本发明之物流分拣系统的货品分拣方法的流程示意图。
图中：1-仓储机器人；11-移动二维码；12-平置相机；13-仰视相机；2-运行通道；21-出入口；3-货架区；31-巷道；32-货架；4-分拣区；41-分拣工位；42-传送线；5-横向固定二维码；6-纵向固定二维码；7-巷道二维码。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本发明的物流分拣系统的货品分拣方法应用于物流分拣系统，如附图1所示，物流分拣系统包括若干仓储机器人1，如附图2所示，所述仓储机器人1的前、后、左、右四侧均设置有移动二维码11；还包括供所述仓储机器人在其内运动的运行通道2，所述运行通道2的后半段的左右两侧设置有货架区3，所述货架区3内设置有货架32；所述运行通道2的前半段的左右两侧设置有分拣区4；所述运行通道2的左右两侧各设置有多个供所述仓储机器人1出入所述运行通道2的出入口21，且所述运行通道2两侧的所述出入口21均错开设置，每一侧的所述出入口21的对侧均设置有一个横向固定二维码5；所述运行通道2的前后两侧对置设置有多对纵向固定二维码6；所述仓储机器人1上安装有可读取所述移动二维码11、横向固定二维码5以及纵向固定二维码6的平置相机12。
所述运行通道2前后两侧上每一对纵向固定二维码6均对应于一路运行路径，各所述运行路径均为单向通行，且在所有运行路径中包含正、反两个方向单向通行的运行路径；由所述货架区3向所述分拣区4单向通行的运行路径为正向运行路径，由所述分拣区4向所述货架区3单向通行的运行路径为反向运行路径。
通过上述分拣系统的布局，仓储机器人1可通过沿着一对纵向固定二维码6(即运行路径)行走以在货架区3与分拣区4之间往返，并根据横向固定二维码5判断是否到达目标出入口21以离开运行通道2以进入货架区3或分拣区4，分拣系统的布局合理，便于仓储机器人1往返搬运货架32，且该分拣系统的布局相对于传统的二维码导航而言，所需的二维码数量大幅减少，对于仓储机器人1的调度算法也变得简单。
进一步地，为了方便仓储机器人1判断是否搬运正确的货架32，所述货架32的底部具有货架二维码；所述仓储机器人1上还安装有镜头朝上设置的仰视相机13。仓储机器人1的控制器通过仰视相机13获取货架二维码的图像并读取图像中的二维码信息以判断是否到达正确的二维码的底部。
为了方便仓储机器人1获取各方向的二维码，所述仓储机器人1的前、后、左、右四侧均设置有所述平置相机12。
进一步地，所述运行通道2的后半段的所述出入口21均连接有巷道31，所述巷道31的两侧设置有所述货架32，所述巷道31的尽头设置有巷道二维码7。优选地，巷道31也包含双向通道。上述货架区3的布局方式，可便于仓储机器人1沿着巷道行走并搬运货架。
所述运行通道2的前半段的所述出入口21处均设置有分拣工位41，且对应于每个所述分拣工位41均配备有传送线42。分拣工位41处配备分拣人员或分拣机械以进行分拣作业并将分拣后的货品装框投放至传送线42，传送线42上设置包装工位，包装工位上设置包装机械或配备包装人员。
如附图3所示的物流分拣系统的货品分拣方法，其由仓储机器人的控制系统实施，所述方法包括如下步骤A1-A5：
步骤A1，控制仓储机器人1从货架区3获取指定编号的货架32；
步骤A2，控制所述仓储机器人1进入一正向运行路径，并根据平置相机11获取的包含二维码的图像对所述仓储机器人1的位姿进行矫正；
步骤A3，控制所述仓储机器人1沿着当前的所述正向运行路径行驶；
步骤A4，判断所述仓储机器人1是否到达设定的横向固定二维码5的正侧方，是则进入步骤A5；
步骤A5，控制所述仓储机器人1由位于设定的横向固定二维码5对侧的所述出入口21离开所述运行通道2进入所述分拣区4。
进一步地，所述所述控制仓储机器人1从货架区3获取指定编号的货架32之前还包括如下步骤B1-B5：
步骤B1，获取调度中心分派的任务，所述任务包括目标货架的编号；
步骤B2，控制所述仓储机器人1进入一逆向运行路径，并根据平置相机11获取的包含二维码的图像对所述仓储机器人1的位姿进行矫正；
步骤B3，控制所述仓储机器人1沿着当前的所述逆向运行路径行驶；
步骤B4，判断所述仓储机器人1是否到达设定的横向固定二维码5的正侧方，是则进入步骤B5；
步骤B5，当所述仓储机器人1到达设定的横向固定二维码5的正侧方，控制所述仓储机器人1由位于设定的横向固定二维码5对侧的所述出入口21离开所述运行通道2进入所述货架区3。
通过上述步骤B1-B5及步骤A1-A5，可实现仓储机器人1从货架区3搬运货架32至分拣区4的分拣工位41的全过程，全程涉及的二维码较少，调度简单，过程中，仓储机器人1通过前、后两个平置相机11获取二维码图像并根据获取的二维码图像对仓储机器人1的位姿进行矫正并使其行驶时保持矫正后的姿态，可使得仓储机器人1行驶不偏航。
优选地，上述步骤A2以及上述步骤B2包括如下步骤C1-C5：
步骤C1，控制所述仓储机器人1原地回转，判断所述仓储机器人1前、后两侧的平置相机12是否扫描到对应于运行路径的二维码序列中的二维码；
本步骤中，由于在当前仓储机器人1进入所要进入的运行路径之前该运行路径中已经有其他仓储机器人1在其中行驶，因此二维码序列中的二维码包括该正向运行路径或逆向运行路径前、后的两个纵向固定二维码6以及此时位于该正向运行路径或逆向运行路径上的所有仓储机器人1上的移动二维码11。
步骤C2，当前、后两个平置相机12中只有一个平置相机12扫描到对应于目标运行路径的二维码序列中的二维码，则记录此时仓储机器人1的第一偏转角度，并控制所述仓储机器人1原地回转，直至先前未扫描到符合要求的二维码的平置相机12扫描到符合要求的二维码，且前、后两个平置相机12扫描到的二维码不是同一二维码，记录此时所述仓储机器人1的第二偏转角度；
本步骤中，前、后两个平置相机12扫描到的二维码可能是纵向固定二维码6或移动二维码11。
步骤C3，根据所述第一偏转角度与所述第二偏转角度得到所述仓储机器人1相对于目标运行路径的偏离方向，并根据所述偏离方向调节所述仓储机器人1运动至目标运行路径上，使得二维码序列中被扫描到的两个二维码分别位于前、后两个平置相机12的视野中心；
本步骤中，利用第一偏转角度与所述第二偏转角度根据三角定位原理可以很容易获知仓储机器人1相对于目标运行路径的偏离方向；在根据所述偏离方向调节所述仓储机器人1运动至目标运行路径上的过程中，上述步骤C2-C3可循环运行以不断调整仓储机器人1的姿态，直至二维码序列中被扫描到的两个二维码分别位于前、后两个平置相机12的视野中心。
步骤C3，当前、后两个平置相机12均扫描到对应于目标运行路径的二维码序列中的二维码，则调整仓储机器人1的位姿使得二维码序列中被扫描到的两个二维码分别位于前、后两个平置相机12的视野中心；
步骤C4，将当前所述仓储机器人1的前后两个移动二维码11加入其所在运行路径的二维码序列中。
本步骤中，将当前所述仓储机器人1的前后两个移动二维码11加入其所在运行路径的二维码序列中，可方便后续有新的仓储机器人1加入该运行路径时可以继续执行上述步骤C1-C4以加入运行路径。
通过上述步骤C1-C4，可实现同一运行路径上同时有多个仓储机器人1行驶，大大提升调度效率。由于每个仓储机器人1进入运行路径时均执行上述步骤C1-C4，因此，位于运行路径中的所有仓储机器人1的姿态都是正的，其上的移动二维码11可作为新加入仓储机器人1的调节位姿的参照，如此可保证所有仓储机器人1均有序在运行通道2中行驶，使得调度简单化。
如果仓储机器人1执行加入运行路径时有其他仓储机器人1正在执行加入运行路径的流程(即上述步骤C1-C4)，如此两个仓储机器人1同时进行加入运行路径的流程的话，一个仓储机器人1可能会干扰其他仓储机器人1校正位姿，为了防止上述问题产生，在上述步骤C1之前还包括如下步骤D1-D2：
步骤D1：向所述调度中心发送加入运行路径请求；
步骤D2：接收所述调度中心的反馈信息，并判断是否可执行加入运行路径的流程；是则执行加入运行路径的流程。
在执行完加入运行路径的流程之后，还包括如下步骤：向所述调度中心发送完成信息。
如此调度中心实时掌握哪些仓储机器人1正在执行加入运行路径的流程，并对所有仓储机器人1统一管理，避免有同一运行路径上有多个仓储机器人1执行加入运行路径的流程。
进一步地，上述步骤A5及步骤B5之后还包括如下步骤：
从所离开的所述运行路径对应的所述二维码序列中将对应于本仓储机器人1的所述移动二维码12删除。
进一步地，所述控制仓储机器人1从货架区3获取指定编号的货架32包括如下步骤E1-E6：
步骤E1，控制所述仓储机器人1进入指定编号的货架32所在的巷道31；
步骤E2，调整所述仓储机器人1的位姿，使所述巷道31两端的横向固定二维码5以及巷道二维码7分别位于前、后两个所述平置相机12的视野中心；
步骤E3，控制所述仓储机器人1沿着所述巷道31行走直至其到达指定编号的所述货架32旁；
步骤E4，控制所述仓储机器人1进入指定编号的所述货架32的底部；
步骤E5，通过所述仰视相机13获取货架二维码的图像，以判断该货架的编号是否为指定编号，是则控制所述仓储机器人1将机器人抬升；
步骤E6，控制所述仓储机器人回到所述巷道31并循着所述巷道31运行至所述运行通道2。
通过上述步骤E1-E6，借助于巷道二维码7及横向固定二维码5可使得仓储机器人1在巷道31中直线行驶，防止由于巷道31过长导致机器人偏航。
进一步地，上述步骤B5中所述判断所述仓储机器人1是否到达设定的横向固定二维码5的正侧方具体为：
判断左、右两侧的平置相机12获取的图像中是否包含设定的横向固定二维码5，是则控制所述仓储机器人1调整位置，使得所述横向固定二维码5位于对应的所述平置相机12的视野中心。
进一步地，上述步骤B5中所述控制所述仓储机器人1由位于设定的横向固定二维码5对侧的所述出入口21离开所述运行通道2进入所述货架区3包括如下步骤F1-F2：
步骤F1，控制所述仓储机器人1原地回转90°，使其后侧朝向设定的所述横向固定二维码5；
步骤F2，控制所述仓储机器人1向前运行离开所述运行通道2进入所述货架区3。
类似的，上述步骤A5中所述控制所述仓储机器人1由位于设定的横向固定二维码5对侧的所述出入口21离开所述运行通道2进入所述分拣区4包括如下步骤G1-G2：
步骤G1，控制所述仓储机器人1原地回转90°，使其后侧朝向设定的所述横向固定二维码5；
步骤G2，控制所述仓储机器人1向前运行离开所述运行通道2进入所述分拣区4。
本发明的物流分拣系统的货品分拣方法，通过利用运行通道四侧的二维码进行导航，可实现仓储机器人以运行通道为核心执行分拣搬运任务，调度简单。
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 (5)

1.一种物流分拣系统的货品分拣方法，其由仓储机器人的控制系统实施，其特征在于，所述方法包括：
控制仓储机器人(1)从货架区(3)获取指定编号的货架(32)；
控制所述仓储机器人(1)进入一正向运行路径，并根据平置相机(11)获取的包含二维码的图像对所述仓储机器人(1)的位姿进行矫正；
控制所述仓储机器人(1)沿着当前的所述正向运行路径行驶；
判断所述仓储机器人(1)是否到达设定的横向固定二维码(5)的正侧方；
当所述仓储机器人(1)到达设定的横向固定二维码(5)的正侧方，控制所述仓储机器人(1)由位于设定的横向固定二维码(5)对侧的所述出入口(21)离开所述运行通道(2)进入所述分拣区(4)。
2.根据权利要求1所述的物流分拣系统的货品分拣方法，其特征在于，所述控制仓储机器人(1)从货架区(3)获取指定编号的货架(32)之前还包括：
获取调度中心分派的任务，所述任务包括目标货架的编号；
控制所述仓储机器人(1)进入一逆向运行路径，并根据平置相机(11)获取的包含二维码的图像对所述仓储机器人(1)的位姿进行矫正；
控制所述仓储机器人(1)沿着当前的所述逆向运行路径行驶；
判断所述仓储机器人(1)是否到达设定的横向固定二维码(5)的正侧方；
当所述仓储机器人(1)到达设定的横向固定二维码(5)的正侧方，控制所述仓储机器人(1)由位于设定的横向固定二维码(5)对侧的所述出入口(21)离开所述运行通道(2)进入所述货架区(3)。
3.根据权利要求1所述的物流分拣系统的货品分拣方法，其特征在于，所述控制仓储机器人(1)从货架区(3)获取指定编号的货架(32)包括：
所述仓储机器人(1)进入指定编号的货架(32)所在的巷道(31)；
调整所述仓储机器人(1)的位姿，使所述巷道(31)两端的横向固定二维码(5)以及巷道二维码(7)分别位于前、后两个所述平置相机(12)的视野中心；
控制所述仓储机器人(1)沿着所述巷道(31)行走直至其到达指定编号的所述货架(32)旁；
控制所述仓储机器人(1)进入指定编号的所述货架(32)的底部；
通过所述仰视相机(13)获取货架二维码的图像，以判断该货架的编号是否为指定编号，是则控制所述仓储机器人(1)将机器人抬升；
控制所述仓储机器人回到所述巷道(31)并循着所述巷道(31)运行至所述运行通道(2)。
4.根据权利要求1所述的物流分拣系统的货品分拣方法，其特征在于，所述判断所述仓储机器人(1)是否到达设定的横向固定二维码(5)的正侧方具体为：
判断左、右两侧的平置相机(12)获取的图像中是否包含设定的横向固定二维码(5)，是则控制所述仓储机器人(1)调整位置，使得所述横向固定二维码(5)位于对应的所述平置相机(12)的视野中心。
5.根据权利要求4所述的物流分拣系统的货品分拣方法，其特征在于，所述控制所述仓储机器人(1)由位于设定的横向固定二维码(5)对侧的所述出入口(21)离开所述运行通道(2)进入所述货架区(3)包括：
控制所述仓储机器人(1)原地回转90°，使其后侧朝向设定的所述横向固定二维码(5)；
控制所述仓储机器人(1)向前运行离开所述运行通道(2)进入所述货架区(3)。
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