CN115973724B

CN115973724B - 航空行李自动化调姿方法、装置、设备及介质

Info

Publication number: CN115973724B
Application number: CN202310266456.1A
Authority: CN
Inventors: 张攀; 崔明; 刘晋旺; 曾怡炜; 张威
Original assignee: Civil Aviation University of China
Current assignee: Civil Aviation University of China
Priority date: 2023-03-20
Filing date: 2023-03-20
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2043-03-20
Also published as: CN115973724A

Abstract

本发明公开了一种航空行李自动化调姿方法、装置、设备及介质。包括：在将航空行李放置在主传送带之后，获取航空行李的第一彩色图像信息，并获取航空行李相对于主传送带的第一位姿信息；根据第一位姿信息，对主传送带上调姿区域内安装的各调姿挡板进行调姿参数的设置；在航空行李完成姿态调整后，获取航空行李的第二彩色图像信息，并获取航空行李相对于主传送带的第二位姿信息；根据第二位姿信息，确定行李接取设备的接取位置和接取姿态，并控制行李接取设备按照确定出的接取位置和接取姿态接取主传送带上的航空行李。通过采用上述技术方案，能够实现对机场行李的自动化姿态调整以及精准安全接取，进而能够有效提高机场的运行效率。

Description

航空行李自动化调姿方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及智能航空物流技术领域，尤其涉及一种航空行李自动化调姿方法、装置、设备及介质。

背景技术

随着我国民航领域的发展，我国的民用机场数量以及机场全年的旅客吞吐量增长速度飞快，机场迫切需要通过智能化建设提高整体运行效率，保证旅客的出行体验。目前国内大部分机场仍旧采用人工作业的方式进行航空行李的装载，装载效率低、成本高，造成了资源的浪费，因此进行机场行李自动接取的设计显得更加重要。

由于机场行李种类形状多样性，行李出港上机过程经传送带运输时姿态差异较大，对于部分姿态不佳的行李，行李自动装载机器人无法很好完成接取动作,从而可能导致搬运效率低、搬运时间长、搬运成功率低、行李接取不当坠落损坏的问题。

发明内容

本发明提供了一种航空行李自动化调姿方法、装置、设备及介质，能够实现对机场行李的自动化姿态调整以及精准安全接取，进而能够有效提高机场的运行效率。

根据本发明的一方面，提供了一种航空行李自动化调姿方法，包括：

在将航空行李放置在主传送带之后，获取航空行李的第一彩色图像信息，并根据第一彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第一位姿信息；

根据第一位姿信息，对主传送带上调姿区域内安装的各调姿挡板进行调姿参数的设置，以通过各调姿挡板对传送至调姿区域的航空行李进行姿态调整；

在航空行李完成姿态调整后，获取航空行李的第二彩色图像信息，并根据第二彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第二位姿信息；

根据第二位姿信息，确定行李接取设备的接取位置和接取姿态，并控制行李接取设备按照确定出的接取位置和接取姿态接取主传送带上的航空行李。

根据本发明的另一方面，提供了一种航空行李自动化调姿装置，包括：

第一位姿信息获取模块，用于在将航空行李放置在主传送带之后，获取航空行李的第一彩色图像信息，并根据第一彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第一位姿信息；

姿态调整模块，用于根据第一位姿信息，对主传送带上调姿区域内安装的各调姿挡板进行调姿参数的设置，以通过各调姿挡板对传送至调姿区域的航空行李进行姿态调整；

第二位姿信息获取模块，用于在航空行李完成姿态调整后，获取航空行李的第二彩色图像信息，并根据第二彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第二位姿信息；

行李接取模块，用于根据第二位姿信息，确定行李接取设备的接取位置和接取姿态，并控制行李接取设备按照确定出的接取位置和接取姿态接取主传送带上的航空行李。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的航空行李自动化调姿方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的航空行李自动化调姿方法。

本发明实施例的技术方案，通过根据航空行李未进行姿态调整时的第一位姿信息，对主传送带上调姿区域内安装的各调姿挡板进行调姿参数进行设置，从而使得调姿挡板对传送至调姿区域的航空行李进行姿态调整，并根据航空行李姿态调整后的第二位姿信息确定行李接取设备的接取位置和接取姿态，控制行李接取设备按照接取位置和接取姿态接取主传送带上的航空行李的方式，能够自动对航空行李进行姿态调整、输送与接取，为后续的行李码放提供便利，最终实现航空行李从出港托运至上机装载全程自动化，能够有效提高机场的经济性和运行效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例一提供的一种航空行李自动化调姿方法的流程图；

图2是根据本发明实施例提供的一种航空行李的位姿示意图；

图3是根据本发明实施例提供的一种航空行李主传送带示意图；

图4是根据本发明实施例提供的一种航空行李主传送带的调姿区域示意图；

图5是根据本发明实施例二提供的另一种航空行李自动化调姿方法的流程图；

图6是根据本发明实施例提供的一种航空行李位姿捕捉示意图；

图7是根据本发明实施例三提供的一种航空行李自动化调姿装置的结构示意图；

图8是实现本发明实施例的航空行李自动化调姿方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种航空行李自动化调姿方法的流程图，本实施例可适用于通过调节主传送带上的调姿挡板，使得调姿挡板对航空行李进行姿态调整，从而控制行李接取设备准确接取航空行李的情况，该方法可以由航空行李自动化调姿装置来执行，该航空行李自动化调姿装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该航空行李自动化调姿装置可配置于具有数据处理和图像处理功能的控制系统中。如图1所示，该方法包括：

S110、在将航空行李放置在主传送带之后，获取航空行李的第一彩色图像信息，并根据第一彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第一位姿信息。

其中，主传送带可用于传送航空行李，并在行李传送过程中对航空行李进行姿态调整，以供行李接取设备准确接取主传送带上的航空行李。

其中，第一彩色图像信息中包括航空行李的彩色图像和深度图像。

可选的，航空行李的彩色图像和深度图像可由主传送带上方安装的彩色相机和深度相机分别拍摄获取。通过分析第一彩色图像中的航空行李的彩色图像和深度图像，可以获取航空行李相对于主传送带的第一位姿信息。

其中，第一位姿信息可以指航空行李未进行姿态调整时的位姿信息。

其中，第一位姿信息包括航空行李的宽度，航空行李的几何中心点与主传送带中心线之间的第一偏转距离以及航空行李最长边与主传送带轴线之间的第一偏转角度。

具体的，可将航空行李的深度图像进行点云转换获得点云图像，并采用最小二乘法进行平面拟合，从而获取航空行李与主传送带分别所在平面，进而在彩色图像中识别主传送带图像区域和航空行李图像区域，并分别在主传送带图像区域中识别主传送带宽度像素数量，以及在航空行李图像区域中识别航空行李宽度像素数量，根据采集第一彩色图像信息的目标相机距离主传送带所在的平面的距离、主传送带的实际宽度以及主传送带宽度像素数量，计算目标相机的相机焦距，最终根据目标相机距离航空行李所在的平面的距离、航空行李宽度像素数量以及相机焦距，计算得到所述航空行李的宽度。

可选的，主传送带中心线平行于主传送带的传送方向，且距离主传送带两边距离相等；主传送带轴线垂直于主传送带的传送方向，且可以根据实际测量计算需求确定主传送带轴线在主传送带上的具体位置。

图2为一种可选的航空行李的位姿示意图，在图2中通过一个长度为a、宽度为b的长方形表示航空行李，此时航空行李的宽度为b，长方形的中心点o可代表航空行李的几何中心点，以传送带传送方向为y轴，以传送方向的垂直方向为x轴，则中心点o的坐标可以为（X，Y），L1为主传送带中心线，L2为一个可选的主传送带轴线，此时航空行李的几何中心点与主传送带中心线之间的第一偏转距离即为中心点o与主传送带中心线L1之间的垂直距离，即X值，航空行李最长边与主传送带轴线之间的第一偏转角度即为主传送带轴线L2与长方形长边之间的夹角

。

S120、根据第一位姿信息，对主传送带上调姿区域内安装的各调姿挡板进行调姿参数的设置，以通过各调姿挡板对传送至调姿区域的航空行李进行姿态调整。

其中，在调姿区域内沿主传送带前进方向前后安装有两对调姿挡板，每对调姿挡板以可调传送带挡板的形式相对设置于主传送带的两侧，每侧的前后调姿挡板之间通过设定长度的固定传送带挡板连接，每个调姿挡板朝向主传送带的一侧上设置有传送组件。

图3为一种可选的航空行李主传送带示意图，图4为一种可选的航空行李主传送带的调姿区域示意图。在图3中，主传送带由左至右传送，主传送带中间部分设置挡板区域为调姿区域，在调姿区域左侧可设置图像采集设备，获取航空行李的第一彩色图像信息，在调姿区域右侧也可设置图像采集设备，获取航空行李的第二彩色图像信息，航空行李的第二彩色图像信息将在下述实施例中具体说明。在图4中，主传送带方向由左至右，在图4所示的调姿区域内，包括四个调姿挡板A、B、C、D。

其中，调姿区域内的各调姿挡板包括相对设置的第一调姿挡板和第二调姿挡板，以及相对设置的第三调姿挡板和第四调姿挡板；沿主传送带的前进方向，第一调姿挡板和第二调姿挡板，设置于第三调姿挡板和第四调姿挡板之前。

进一步的，每个调姿挡板上设置有第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机用于调整所在调姿挡板与相连固定传送带挡板之间的调姿角度，第二伺服电机用于调整所在调姿挡板上的传送组件在主传送带的传送方向上的传送速度。

可以理解的是，当航空行李经过调姿区域时，通过改变调姿挡板与相连固定传送带挡板之间的调姿角度以及调姿挡板上的传送组件在主传送带的传送方向上的传送速度，可将经过调姿挡板的航空行李调节至期望的最优位姿。

以图2中所示的主传送带为例，四个斜向黑色线段代表主传送带上的四个调姿挡板，与第一调姿挡板对应的调姿角度为

，与第二调姿挡板对应的调姿角度为/>

，与第三调姿挡板对应的调姿角度为/>

，与第四调姿挡板对应的调姿角度为/>

，B₁为主传送带的最大宽度，B₂为第三调姿挡板和第四调姿挡板之间的最小间距，B₃为调姿挡板长度，每个调姿挡板长度相同。

通过设置各调姿挡板的调姿参数，可控制每个调姿挡板的第一伺服电机和第二伺服电机，从而控制每个调姿挡板的调姿角度和传送组件的传送速度，进而通过各调姿挡板对传送至调姿区域的航空行李进行姿态调整。

可选的，如图2所示的航空行李，其最优位姿可以为，航空行李的几何中心点与主传送带中心线之间的第一偏转距离为0，即中心点坐标（X，Y）中X值为0，且航空行李最长边与主传送带轴线之间的第一偏转角度为0或

。

S130、在航空行李完成姿态调整后，获取航空行李的第二彩色图像信息，并根据第二彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第二位姿信息。

可选的，第二彩色图像信息中包括航空行李的彩色图像和深度图像。

可选的，航空行李的彩色图像和深度图像可由主传送带上方安装的彩色相机和深度相机分别拍摄获取，且获取第一彩色图像信息与获取第二彩色图像信息所采用的图像采集设备应分别位于调姿区域左右两侧。通过分析第二彩色图像信息中的航空行李的彩色图像和深度图像，可以获取航空行李相对于主传送带的第二位姿信息。

其中，第二位姿信息可以指航空行李进行姿态调整后的位姿信息。

其中，第二位姿信息可以包括：姿态调整后航空行李的几何中心点与主传送带中心线之间的第二偏转距离以及姿态调整后航空行李最长边与主传送带轴线之间的第二偏转角度。

根据第二彩色图像信息获取航空行李相对于主传送带的第二位姿信息的方法与获取第一位姿信息方法类似，在此处不重复说明。

S140、根据第二位姿信息，确定行李接取设备的接取位置和接取姿态，并控制行李接取设备按照确定出的接取位置和接取姿态接取主传送带上的航空行李。

其中，所述行李接取设备为设置有防坠落挡板的接取托盘。

可选的，行李接取位置取决于航空行李的几何中心点与主传送带中心线之间的偏转距离，若航空行李的几何中心点与主传送带中心线之间的偏转距离为0，则行李接取设备的接取位置中心可位于主传送带中心线处；行李接取设备可包括竖直接取和横向接取两种接取姿态，若航空行李最长边与主传送带轴线之间的第二偏转角度为0°，行李接取设备可采用竖直接取姿态接取航空行李，若航空行李最长边与主传送带轴线之间的第二偏转角度为

，行李接取设备可采用横向接取姿态接取航空行李。

实施例二

图5为本发明实施例二提供的一种航空行李自动化调姿方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，具体说明了对传送至调姿区域的航空行李进行姿态调整的过程。如图5所示，该方法包括：

S210、在将航空行李放置在主传送带之后，获取航空行李的第一彩色图像信息。

进一步的，由于采集图像的过程中，图像会受到光线、各种杂质和外部噪声等外界因素的影响，使图像的整体画质下降，让图像的重要信息被掩盖。因此，在获取第一彩色图像信息之后，可以通过预先编写的程序对图像进行滤波、二值化、形态学处理、边缘检测等图像处理操作。

具体的，采用中值滤波操作，可以滤除图像噪声并保护信号边缘不被模糊；采用二值化处理操作，凸显行李图像中行李轮廓，选取合适的阈值对行李图像进行二值化处理，可以去除不需要的特征；闭运算形态学处理操作，可以先采用3*3的矩形掩膜进行膨胀操作，再采用3*3的矩形掩膜进行腐蚀操作，消除较为细小的区域，在纤细点进行分离，平滑一些面积较大的物体，对面积改变较小，并且将行李图像行李边缘的凹角填平，使得行李主体边缘更加清晰和准确；采用Sobel算子进行边缘检测，可以检测和提取行李图像行李主体的边缘；采取区域分割操作，可以在不改变图像像素值的前提下，将行李输送带末端包含行李输送带挡板部分的图像分割出来进行最小包络矩形拟合操作，将该部分面积区域提取并去除剩余部分像素。

S220、对所述深度图像进行点云转换，获取点云图像，并采用最小二乘法对所述点云图像进行平面拟合，得到航空行李所在的α平面和主传送带所在的β平面。

其中，航空行李所在的α平面为航空行李的上表面。

S230、在彩色图像中识别主传送带图像区域和航空行李图像区域，并分别在主传送带图像区域中识别主传送带宽度像素数量，以及在航空行李图像区域中识别航空行李宽度像素数量。

图6是一种可选的航空行李位姿捕捉示意图。如图6所示，最上方顶点为相机设置位置，最下方横线为主传送带所在平面，阴影区域为位于主传送带上的航空行李，图像采集设备距离主传送带所在的β平面的距离为H_T，距离航空行李所在的α平面的距离为H_L，传送带实际宽度为W_T，彩色图像区域中主传送带宽度像素数量为P_T，航空行李宽度像素数量为P_L。

S240、根据采集第一彩色图像信息的目标相机距离β平面的距离、主传送带的实际宽度以及主传送带宽度像素数量，计算目标相机的相机焦距。

续前例，根据图6所示的各项参数，可根据下述公式计算目标相机的相机焦距F：F=(P_T×H_T)/W_T

S250、根据目标相机距离α平面的距离、航空行李宽度像素数量以及相机焦距，计算得到所述航空行李的宽度。

续前例，根据相似三角形原理可知，F=(P_T×H_T)/W_T=(P_L×H_L)/W_L，因此，航空行李的宽度W_L可根据下述公式计算：

S260、根据第一位姿信息和主传送带属性信息，设置与各调姿挡板分别对应的调姿角度以及传送速度。

其中，根据第一位姿信息和主传送带属性信息，设置与各调姿挡板分别对应的调姿角度以及传送速度，可以具体包括：

根据航空行李的宽度，确定第三调姿挡板和第四调姿挡板之间的最小间距，并根据所述第一偏转角度、主传送带的最大宽度和所述最小间距，设置与第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的调姿角度；

根据所述第一偏转距离与所述最小间距之间的数值差异，以及所述第一偏转角度，设置与第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的传送速度。

进一步的，根据航空行李的宽度，确定第三调姿挡板和第四调姿挡板之间的最小间距，并根据所述第一偏转角度、主传送带的最大宽度和所述最小间距，设置与第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的调姿角度，可以具体包括：

根据下述公式：

计算得到与第一调姿挡板对应的调姿角度

，与第二调姿挡板对应的调姿角度/>

，与第三调姿挡板对应的调姿角度/>

，以及，与第四调姿挡板对应的调姿角度/>

；

其中，

为所述第一偏转角度，B₁为主传送带的最大宽度，B₂为第三调姿挡板和第四调姿挡板之间的最小间距，B₃为调姿挡板长度，b为航空行李的宽度。

进一步的，根据所述第一偏转距离与所述最小间距之间的数值差异，以及所述第一偏转角度，设置与第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的传送速度，可以具体包括：

如果第一偏转角度

，则设置与第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的传送速度均为0；

如果

，且所述第一偏转距离X小于所述最小间距B₂的一半，则设置第一调姿挡板的传送速度在主传送带的传送方向上的分速度小于所述主传送带的传送速度、设置第二调姿挡板的传送速度在主传送带的传送方向上的分速度大于所述主传送带的传送速度，设置与第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的传送速度均为0；

如果

，且所述第一偏转距离X大于或者等于最小间距B₂的一半，则设置第一调姿挡板的传送速度在主传送带的传送方向上的分速度大于所述主传送带的传送速度、设置第二调姿挡板的传送速度在主传送带的传送方向上的分速度大于所述主传送带的传送速度，设置与第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的传送速度均为0；

如果

，且所述第一偏转距离X小于最小间距B₂的一半，则设置第一调姿挡板的传送速度在主传送带的传送方向上的分速度大于所述主传送带的传送速度、设置第二调姿挡板的传送速度在主传送带的传送方向上的分速度大于所述主传送带的传送速度，设置与第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的传送速度均为0；

如果

，且所述第一偏转距离X大于或者等于最小间距B₂的一半，则设置第一调姿挡板的传送速度在主传送带的传送方向上的分速度小于所述主传送带的传送速度、设置第二调姿挡板的传送速度在主传送带的传送方向上的分速度大于所述主传送带的传送速度，设置与第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的传送速度均为0。

具体的，当第一偏转角度

为/>

时，第一调姿挡板与第二调姿挡板上的传送带结构的电机停止供电，传送带结构停止工作，第一调姿挡板与第二调姿挡板起行李传送带挡板的作用，不需要对行李箱进行调姿，第三调姿挡板与第四调姿挡板保持限位作用，第三调姿挡板与第四调姿挡板末端的距离设置为行李箱测量宽度加上一定的的阈值，例如0.05m，在保证行李能够通过的同时，调节行李中心尽可能处在行李传送带中轴线的位置上，也就是后续防坠落接取托盘的最优接取位置。

进一步的，当第一偏转角度

时，首先判断行李箱中心坐标X是否小于B₂/2，若X小于B₂/2，说明行李箱的位置偏向行李输送方向的左侧，行李箱最先会接触左侧的第一调姿挡板。此时已经计算出了各行李传送挡板的偏转角度，四个调姿挡板在伺服电机驱动下偏转特定的角度后，各调姿挡板的电机同时控制挡板上的传送带运转，方向与主传送方向保持一致，第一调姿挡板上的传送带速度在主传送方向的分速度v1低于主传送带速度v的0.8倍，第二调姿挡板上的传送带速度在主传送方向的分速度v2高于主传送带速度v的1.2倍，此时，行李箱左侧后端先接触第一调姿挡板，且由于v1小于v，所以，行李箱左侧前端速度要高于行李箱左侧后端先接触第一调姿挡板的速度，由于速度差与摩擦接触关系，会导致行李箱左侧会偏向第一调姿挡板运动，使得行李箱发生低速偏转，使得偏转角度/>

增大且接近/>

，随后行李箱右侧接触第二调姿挡板时，又因为v小于v2，所以行李箱右侧前端先接触第二调姿挡板处的速度高于行李箱右侧后端速度，因为速度差与摩擦接触关系，会导致行李箱的偏转角/>

继续增大接近/>

，最后在第一调姿挡板与第二调姿挡板的调节下，行李箱的偏转角/>

接近/>

，且处在主传送带中轴线附近。再由第三调姿挡板和第四调姿挡板按照偏转角为/>

的情况，进行调节，使得行李箱的中心更接近主传送带中轴线，此时行李箱姿态调节完成，偏转角/>

与中心坐标X数值更接近防坠落接取托盘最优的接取位置处。

若X大于B₂/2，说明行李箱的位置偏向行李输送方向的右侧，行李箱最先会接触右侧的第二调姿挡板。各调姿挡板在伺服电机驱动下偏转特定的角度，控制各调姿挡板的电机同时控制挡板上的传送带运转，方向与主传送方向保持一致，第二调姿挡板上的传送带速度在主传送方向的分速度v2高于主传送带速度v的1.2倍，第一调姿挡板上的传送带速度在主传送方向的分速度v1高于主传送带速度v的1.2倍，此时，行李箱右侧前端先接触第二调姿挡板，且由于v小于v2，所以，行李箱右侧前端速度要高于行李箱右侧后端的速度，由于速度差与摩擦接触关系，会导致行李箱右侧会偏向第二调姿挡板运动，使得行李箱发生低速偏转，使得偏转角度

增大在/>

范围内，随后行李箱左侧接触传第一调姿挡板时，又因为v小于v1，所以行李箱左侧前端先接触第一调姿挡板处的速度高于行李箱左侧后端速度，因为速度差与摩擦接触关系，会导致行李箱与之前方向反向偏转，最后在第一调姿挡板与第二调姿挡板的调节下，行李箱的偏转角/>

接近/>

，且处在主传送带中轴线附近。再由第三调姿挡板与第四调姿挡板按照偏转角为/>

与中心坐标X数值更接近防坠落接取托盘最优的接取位置处。

进一步的，当第一偏转角度

时，首先判断行李箱中心坐标X是否小于B₂/2，若X小于B₂/2，说明行李箱的位置偏向行李输送方向的左侧，行李箱最先会接触左侧的第一调姿挡板。此时已经计算出了各行李传送挡板的偏转角度，各调姿挡板在伺服电机驱动下偏转特定的角度后，控制各调姿挡板的电机同时控制挡板上的传送带运转，方向与主传送方向保持一致，第一调姿挡板上的传送带速度在主传送方向的分速度v1高于主传送带速度v的1.2倍，第二调姿挡板上的传送带速度在主传送方向的分速度v2高于主传送带速度v的1.2倍，此时，行李箱左侧前端先接触第一调姿挡板，且由于v小于v1，所以，行李箱左侧前端速度要高于行李箱左侧后端的速度，由于速度差与摩擦接触关系，会导致行李箱左侧会偏向第一调姿挡板运动，使得行李箱发生低速偏转，使得偏转角度/>

缩小且接近/>

继续增大接近/>

接近/>

与中心坐标X数值更接近防坠落接取托盘最优的接取位置处。

若X大于B₂/2，说明行李箱的位置偏向行李输送方向的右侧，行李箱最先会接触右侧的第二调姿挡板。各调姿挡板在伺服电机驱动下偏转特定的角度，控制各调姿挡板的电机同时控制挡板上的传送带运转，方向与主传送方向保持一致，第二调姿挡板上的传送带速度在主传送方向的分速度v2低于主传送带速度v的0.8倍，第一调姿挡板上的传送带速度在主传送方向的分速度v1高于主传送带速度v的1.2倍，此时，行李箱右侧后端先接触第二调姿挡板，且由于v2小于v，所以，行李箱右侧后端速度要低于行李箱右侧前端的速度，由于速度差与摩擦接触关系，会导致行李箱右侧会偏向第二调姿挡板运动，使得行李箱发生低速偏转，使得偏转角度

缩小在/>

范围内，随后行李箱左侧接触第一调姿挡板时，又因为v小于v1，所以行李箱左侧前端先接触第一调姿挡板处的速度高于行李箱左侧后端速度，因为速度差与摩擦接触关系，会导致行李箱与之前方向反向偏转，最后在第一调姿挡板以及第二调姿挡板的调节下，行李箱的偏转角/>

继续缩小接近/>

与中心坐标X数值更接近防坠落接取托盘最优的接取位置处。

S270、在航空行李完成姿态调整后，获取航空行李的第二彩色图像信息，并根据第二彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第二位姿信息。

S280、根据所述第二偏转距离，确定所述行李接取设备的接取位置，并根据所述第二偏转角度，确定所述行李接取设备的接取姿态。

S290、控制行李接取设备按照确定出的接取位置和接取姿态接取主传送带上的航空行李。

本发明实施例的技术方案，通过根据航空行李的第一彩色图像信息，计算得到所述航空行李的宽度的方式，有效提高了行李姿态信息采集的准确性，并且通过根据第一位姿信息和主传送带属性信息，设置与各调姿挡板分别对应的调姿角度以及传送速度的方式，能够保证航空行李几何中心位置处于传送带中轴线上，提高了行李姿态调整的精确度。

具体应用场景

可选的，可以通过航空行李自动化系统进行航空行李的自动化调姿。航空行李自动化系统可以包括控制系统、第一姿态捕捉相机、光电传感器、第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板、第四调姿挡板、第二姿态捕捉相机以及防坠落接取托盘。

具体的，控制系统可以用于执行本发明任一实施例所述的航空行李自动化调姿方法；光电传感器可用于触发第一姿态捕捉相机拍获取航空行李的第一彩色图像信息，当航空行李到达光电传感器处，光电传感器可向第一姿态捕捉相机发送拍摄信号；第一姿态捕捉相机可以用于获取航空行李的第一彩色图像信息；第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板以及第四调姿挡板可以用于调节航空行李姿态；第二姿态捕捉相机可以用于获取航空行李的第二彩色图像信息；防坠落接取托盘可以用于按照确定出的接取位置和接取姿态接取主传送带上的航空行李。

实施例三

图7为本发明实施例三提供的一种航空行李自动化调姿装置的结构示意图。如图7所示，该装置包括：第一位姿信息获取模块310、姿态调整模块320、第二位姿信息获取模块330以及行李接取模块340。

第一位姿信息获取模块310，用于在将航空行李放置在主传送带之后，获取航空行李的第一彩色图像信息，并根据第一彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第一位姿信息。

姿态调整模块320，用于根据第一位姿信息，对主传送带上调姿区域内安装的各调姿挡板进行调姿参数的设置，以通过各调姿挡板对传送至调姿区域的航空行李进行姿态调整。

第二位姿信息获取模块330，用于在航空行李完成姿态调整后，获取航空行李的第二彩色图像信息，并根据第二彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第二位姿信息。

行李接取模块340，用于根据第二位姿信息，确定行李接取设备的接取位置和接取姿态，并控制行李接取设备按照确定出的接取位置和接取姿态接取主传送带上的航空行李。

在上述各实施例的基础上，在调姿区域内沿主传送带前进方向前后安装有两对调姿挡板，每对调姿挡板以可调传送带挡板的形式相对设置于主传送带的两侧，每侧的前后调姿挡板之间通过设定长度的固定传送带挡板连接，每个调姿挡板朝向主传送带的一侧上设置有传送组件；

其中，每个调姿挡板上设置有第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机用于调整所在调姿挡板与相连固定传送带挡板之间的调姿角度，第二伺服电机用于调整所在调姿挡板上的传送组件在主传送带的传送方向上的传送速度。

在上述各实施例的基础上，姿态调整模块320，可以具体用于：

根据第一位姿信息和主传送带属性信息，设置与各调姿挡板分别对应的调姿角度以及传送速度。

在上述各实施例的基础上，第一位姿信息包括航空行李的宽度，航空行李的几何中心点与主传送带中心线之间的第一偏转距离以及航空行李最长边与主传送带轴线之间的第一偏转角度；调姿区域内的各调姿挡板包括相对设置的第一调姿挡板和第二调姿挡板，以及相对设置的第三调姿挡板和第四调姿挡板；沿主传送带的前进方向，第一调姿挡板和第二调姿挡板，设置于第三调姿挡板和第四调姿挡板之前。

在上述各实施例的基础上，姿态调整模块320，可以包括：

调姿角度设置单元，用于根据航空行李的宽度，确定第三调姿挡板和第四调姿挡板之间的最小间距，并根据所述第一偏转角度、主传送带的最大宽度和所述最小间距，设置与第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的调姿角度；

传送速度设置单元，用于根据所述第一偏转距离与所述最小间距之间的数值差异，以及所述第一偏转角度，设置与第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的传送速度。

在上述各实施例的基础上，调姿角度设置单元，可以具体用于：

根据下述公式：

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计算得到与第一调姿挡板对应的调姿角度

，与第二调姿挡板对应的调姿角度/>

，与第三调姿挡板对应的调姿角度/>

，以及，与第四调姿挡板对应的调姿角度/>

；

其中，

在上述各实施例的基础上，传送速度设置单元，可以具体用于：

如果第一偏转角度

如果

如果

如果

如果

在上述各实施例的基础上，第一彩色图像信息中包括航空行李的彩色图像和深度图像。

在上述各实施例的基础上，第一位姿信息获取模块310，可以具体用于：

对所述深度图像进行点云转换，获取点云图像，并采用最小二乘法对所述点云图像进行平面拟合，得到航空行李所在的α平面和主传送带所在的β平面；

在彩色图像中识别主传送带图像区域和航空行李图像区域，并分别在主传送带图像区域中识别主传送带宽度像素数量，以及在航空行李图像区域中识别航空行李宽度像素数量；

根据采集第一彩色图像信息的目标相机距离β平面的距离、主传送带的实际宽度以及主传送带宽度像素数量，计算目标相机的相机焦距；

根据目标相机距离α平面的距离、航空行李宽度像素数量以及相机焦距，计算得到所述航空行李的宽度。

在上述各实施例的基础上，第二位姿信息包括：姿态调整后航空行李的几何中心点与主传送带中心线之间的第二偏转距离以及姿态调整后航空行李最长边与主传送带轴线之间的第二偏转角度。

在上述各实施例的基础上，行李接取模块340，可以具体用于：

根据所述第二偏转距离，确定所述行李接取设备的接取位置，并根据所述第二偏转角度，确定所述行李接取设备的接取姿态；

其中，所述行李接取设备为设置有防坠落挡板的接取托盘。

本发明实施例所提供的航空行李自动化调姿装置可执行本发明任意实施例所提供的航空行李自动化调姿方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图8示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图8所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）12、随机访问存储器（RAM）13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器（ROM）12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器（RAM）13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出（I/O）接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如如本发明实施例所述的航空行李自动化调姿方法。也即：

在一些实施例中，航空行李自动化调姿方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的航空行李自动化调姿方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行航空行李自动化调姿方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种航空行李自动化调姿方法，其特征在于，包括：

在将航空行李放置在主传送带之后，获取航空行李的第一彩色图像信息，并根据第一彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第一位姿信息；根据第一位姿信息，对主传送带上调姿区域内安装的各调姿挡板进行调姿参数的设置，以通过各调姿挡板对传送至调姿区域的航空行李进行姿态调整；

根据第二位姿信息，确定行李接取设备的接取位置和接取姿态，并控制行李接取设备按照确定出的接取位置和接取姿态接取主传送带上的航空行李；

其中，在调姿区域内沿主传送带前进方向前后安装有两对调姿挡板，每对调姿挡板以可调传送带挡板的形式相对设置于主传送带的两侧，每侧的前后调姿挡板之间通过设定长度的固定传送带挡板连接，每个调姿挡板朝向主传送带的一侧上设置有传送组件；

其中，每个调姿挡板上设置有第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机用于调整所在调姿挡板与相连固定传送带挡板之间的调姿角度，第二伺服电机用于调整所在调姿挡板上的传送组件在主传送带的传送方向上的传送速度；

其中，所述第一位姿信息中包括航空行李的宽度，航空行李的几何中心点与主传送带中心线之间的第一偏转距离以及航空行李最长边与主传送带轴线之间的第一偏转角度；

根据第一彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第一位姿信息包括：

根据采集第一彩色图像信息的目标相机距离主传送带所在平面的距离H_T、主传送带的实际宽度W_T以及彩色图像区域中主传送带宽度的像素数量P_T，计算目标相机的相机焦距F=(P_T×H_T)/W_T；

根据相似三角形原理，获取F=(P_T×H_T)/W_T=(P_L×H_L)/W_L；

其中，P_L为航空行李宽度像素数量，H_L为图像采集设备距离航空行李所在平面的距离，W_L为航空行李的宽度；

根据F=(P_T×H_T)/W_T=(P_L×H_L)/W_L，计算得到航空行李的宽度

。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第一位姿信息，对主传送带上调姿区域内安装的各调姿挡板进行调姿参数的设置，具体包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，调姿区域内的各调姿挡板包括相对设置的第一调姿挡板和第二调姿挡板，以及相对设置的第三调姿挡板和第四调姿挡板；沿主传送带的前进方向，第一调姿挡板和第二调姿挡板，设置于第三调姿挡板和第四调姿挡板之前；

根据第一位姿信息和主传送带属性信息，设置与各调姿挡板分别对应的调姿角度以及传送速度，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据航空行李的宽度，确定第三调姿挡板和第四调姿挡板之间的最小间距，并根据所述第一偏转角度、主传送带的最大宽度和所述最小间距，设置与第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的调姿角度，包括：

根据下述公式：

；

；

；

计算得到与第一调姿挡板对应的调姿角度

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，与第三调姿挡板对应的调姿角度/>

，以及，与第四调姿挡板对应的调姿角度/>

；

其中，

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一偏转距离与所述最小间距之间的数值差异，以及所述第一偏转角度，设置与第一调姿挡板、第二调姿挡板、第三调姿挡板和第四调姿挡板分别对应的传送速度，包括：

如果第一偏转角度

如果

如果

如果

如果

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述第一彩色图像信息中包括航空行李的彩色图像和深度图像；

根据第一彩色图像信息，获取航空行李相对于主传送带的第一位姿信息，包括：

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述第二位姿信息包括：姿态调整后航空行李的几何中心点与主传送带中心线之间的第二偏转距离以及姿态调整后航空行李最长边与主传送带轴线之间的第二偏转角度；

根据第二位姿信息，确定行李接取设备的接取位置和接取姿态，包括：

其中，所述行李接取设备为设置有防坠落挡板的接取托盘。

8.一种航空行李自动化调姿装置，其特征在于，包括：

行李接取模块，用于根据第二位姿信息，确定行李接取设备的接取位置和接取姿态，并控制行李接取设备按照确定出的接取位置和接取姿态接取主传送带上的航空行李；

所述第一位姿信息获取模块，具体用于：

根据相似三角形原理，获取F=(P_T×H_T)/W_T=(P_L×H_L)/W_L；

根据F=(P_T×H_T)/W_T=(P_L×H_L)/W_L，计算得到航空行李的宽度

。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的航空行李自动化调姿方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的航空行李自动化调姿方法。