CN109513629B - 包裹分拣方法、装置和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包裹分拣方法、装置和计算机可读存储介质，通过控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠，进而根据视觉机构拍摄到的包裹图像信息，得到包裹的分类结果，根据预设包裹分类规则，匹配包裹的分类结果对应的初步分拣机器人，控制初步分拣机器人获持包裹放入移动装置，移动装置将包裹送入下一道分拣装置，以此把多种不同类型的包裹进行精确的分类，使得一种相同类型的包裹通过一类初步分拣机器人进行获持后，使得移动装置可以将不同类型的包裹发送到最适合他们的不同处理流程线上，以此增加了物流分拣的效率以及分拣的准确率。

Description

包裹分拣方法、装置和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及物流分拣技术领域，尤其涉及一种包裹分拣方法、装置和计算机可读存储介质。

背景技术

传统的货运或物流行业中，通常采用人工配合传送带分拣包裹，但是，随着社会的进步，用工成本也在不断提升，而且工人的工作强度大，工作效率会随着工人体力消耗而降低，导致装卸货人工成本高、效率低的问题。另外，随着物流量的增加，包裹的种类越来越多，现有的机器人分拣***不能根据多个种类的包裹，对包裹进行正确分类，因此现有的物流分拣***不可以将不同类型的包裹发送到最适合他们的不同处理流程线上，从而造成了分拣效率低下而且分拣准确率不高等等问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供包裹分拣方法、装置和计算机可读存储介质，旨在提高包裹分拣的效率、自动化程度以及分拣的准确率。

为实现上述目的，本发明提出的一种包裹分拣方法，其特征在于，包括：控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠；根据视觉机构拍摄到的包裹图像信息，得到包裹的分类结果；根据预设包裹分类规则，匹配包裹的分类结果对应的初步分拣机器人；控制初步分拣机器人获持包裹放入移动装置，移动装置将包裹送入下一道分拣装置。

可选的，在所述控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠之后还包括以下步骤：根据视觉机构中的监视装置的监视结果，调节输送机的运行速度。

可选的，检测回流装置上是否有包裹，如果有，则控制回流装置的运行速度，使得包裹回流到输送机上。

可选的，所述根据视觉机构拍摄到的包裹图像信息，得到包裹的分类结果，包括以下：获取包裹图像信息中的物体点云数据，拟合物体点云数据得到包裹的拟合模型；将拟合模型与预设包裹分类规则中的模型匹配，得到与拟合模型对应的初步分拣机器人。

可选的，在所述控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠之前还包括：控制卸载装置翻转，将所述包裹落到所述输送机上的缓冲部中。

本发明还提供了一种包裹分拣装置，所述包裹分拣装置包括：卸载装置，所述卸载装置用于从包裹容器中卸载包裹；输送机，所述输送机用于输送包裹，所述输送机上表面平铺设有缓冲部，用于缓冲保护落入输送机上的包裹；回流装置，所述回流装置与所述输送机连接，使得输送机上的包裹通过回流装置再次流入所述输送机上；多种初步分拣机器人，所述多种初步分拣机器人用于初步分拣不同规格形状的包裹；视觉机构设于所述初步分拣机器人上或者设置于所述输送机上方，用于拍摄输送机上的包裹。

可选的，每一种所述初步分拣机器人上复合设置多种机械手，多种机械手用于获持不同规格形状的包裹，所述机械手设置在输送机两侧或者悬挂于输送机上。

可选的，所述视觉机构设有监视装置，所述监视装置用于监视输送机上包裹的运行速度，以此调节输送机的运行速度使得落入输送机上的包裹没有重叠。

可选的，所述输送机设有传感器，所述传感器用于获取所述输送机的速度信息，使得所述视觉机构或者所述初步分拣机器人获得输送机的速度，以此调节输送机的运行速度使得落入输送机上的包裹没有重叠。

本发明还提供了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上存储有包裹分拣程序，所述包裹分拣程序被处理器执行时实现如上述的包裹分拣方法的步骤。

本发明所提供的包裹分拣方法，通过控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠，进而根据视觉机构拍摄到的包裹图像信息，得到包裹的分类结果，根据预设包裹分类规则，匹配包裹的分类结果对应的初步分拣机器人，控制初步分拣机器人获持包裹放入移动装置，移动装置将包裹送入下一道分拣装置，以此把多种不同类型的包裹进行精确的分类，使得一种相同类型的包裹通过一类初步分拣机器人进行获持后，使得移动装置可以将不同类型的包裹发送到最适合他们的不同处理流程线上，以此增加了物流分拣的效率以及分拣的准确率。

附图说明

图1为本申请第一实施例的包裹分拣方法的流程图；

图2为本申请实施例的包裹分拣装置的示意图；

图3为本申请实施例的包裹分拣装置的示例结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

实施例一

本实施例提供了一种包裹分拣方法，用于包裹分拣。

请参看图1，所述包裹分拣方法包括：

步骤S101，控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠；

步骤S102，根据视觉机构拍摄到的包裹图像信息，得到包裹的分类结果；

步骤S103，根据预设包裹分类规则，匹配包裹的分类结果对应的初步分拣机器人；

步骤S104，控制初步分拣机器人获持包裹放入移动装置，移动装置将包裹送入下一道分拣装置。

在本实施例中，所述输送机为传送带，本实施例中，只控制输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠，在此阶段，所有包裹都在输送机上展平，使得后面落下来的包裹直接落入所述输送机上而不是后面的包裹落到前面包裹上，使得包裹与包裹之间没有相互碰撞而使得包裹损坏，再者包裹没有重叠可以使得所述初步分拣机器人容易获持包裹，还有包裹没有重叠可以方便后面视觉机构容易识别包裹，包裹没有重叠也使得包裹在所述输送机上不再堆叠地很高。输送机的前端为包裹落入部，用于供所述卸载装置11，用于从包裹容器中卸载包裹，使得包裹进入落入部。比如：当一个规格的箱子A，箱子A长度为100厘米的落下来时，控制所述输送机的速度加快使得箱子A快速地离开输送机的落入部，使得箱子A与后面落下的包裹不重叠。当接下来一个规格的箱子B，箱子B长度为10厘米的落下来时，控制所述输送机的速度变慢一点只要使得箱子B与后面落下的包裹不重叠就可以了。在实际运用中，所述输送机的速度范围为0.1M/s到5M/s。

在本实施例中，包裹容器可以为拖车或集装箱，即容纳包裹的容器。需要说明的是，包裹容器并不限于上述情形。本实施例的卸装装置，其是任何机构，只要能够将容器向上提起并重新定向以使容器的开口面向重力方向的，使得容器内的包裹可以仅通过重力滑出后，包裹落到所述输送机上。

在其中一个实施例中，在所述控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠之前还包括：控制卸载装置翻转，将所述包裹落到所述输送机上的缓冲部中，使得包裹避免刚性碰撞而损坏。具体的，缓冲部由垫子组成，用于保护落下来的包裹，垫子平铺于所述输送机的上表面。

在其中一个实施例中，也可以只控制卸载装置的卸载速度，使得容器内的包裹可以仅通过重力滑出后，包裹一个接着一个落到所述输送机上而没有重叠。

在其中一个实施例中，也可以同时控制卸载装置的卸载速度与所述输送机的速度，使得卸载装置与所述输送机相互配合，使得所有包裹都在输送机上展平。

当执行“卸载”任务后，并且可以开始“分类”任务。可以有一组机器人手臂设置在输送机旁边或者悬挂在输送机上，并且配备视觉***用于识别并将包装分类成预定类别；根据视觉机构拍摄到的包裹图像信息，得到包裹的分类结果，使得传入的包裹分类为后续处理所需的任何数量的类别，并且将严格执行包裹分类以避免所有人为错误。此外，可以对分类进行定制，以减少设计后期自动化或机器人过程的难度。比如，我们可以为所有包裹创建5个类(第一类为软包装包裹，第二类为硬质纸盒，第三类为厚度薄的物件(比如信封)，第四类为厚度大的包裹，第五类体积大的包裹)，这使得所述初步分拣机器人的机械手针对5类包裹单独进行设计，从而使得机械手的机械设计对于所有5类包更容易以及精确，而不是尝试设计一款机械手，以此适应原始规格不相同的各种包裹。根据预设包裹分类规则，匹配包裹的分类结果对应的初步分拣机器人。具体的，预设包裹分类规则可以为：五个分类好的包裹对应三种所述初步分拣机器人，三种所述初步分拣机器人的末端执行器不一样用于抓取不同的包裹类型，其中一种所述初步分拣机器人的末端执行器可以获持三种包裹(包裹比如：第二类为硬质纸盒，第三类为厚度薄的物件(比如信封)，第四类为厚度大的包裹)，其它另外两种所述初步分拣机器人分别可以获持一种包裹。在具体的，可获持三种类型包裹的所述初步分拣机器人的末端执行器，即是机械手可以是三种不同的形态，三种不同的末端执行器复合设置在一个所述初步分拣机器人用于分拣三种包裹。在其它实施例中，具体的，五个分类的包裹对应五种所述初步分拣机器人，每一种所述初步分拣机器人的末端执行器只有一个，用于获持一种类型的包裹。需要说明的是，预设包裹分类规则并不限于上述情形。

在其中一个实施例中，每一种所述初步分拣机器人单独设置一种神经网络***，用于识别所述初步分拣机器人所要获持的包裹类型。

在其中一个实施例中，所述根据视觉机构拍摄到的包裹图像信息，得到包裹的分类结果，包括以下步骤：

获取包裹图像信息中的物体点云数据，拟合物体点云数据得到包裹的拟合模型；

将拟合模型与预设包裹分类规则中的模型匹配，得到与拟合模型对应的初步分拣机器人。

具体的，通过视觉机构拍摄图片，获取包裹的拟合模型，通过预设包裹分类规则中的模型匹配对应的是那种包裹，比如一种要获持常规大小的硬质纸盒的时候，先识别到包裹的顶部平面，通过包裹的拟合模型判断左右前后是否还存在竖直高度，如果有，则识别成功，控制所述初步分拣机器人获持箱子。这种方法不用采用神经网络***(神经网络***主要优点在于物体重叠的时候，用来分割出每一个物体)，因为输送机的速度很快，使得包裹在输送机上不重叠，直接用预设包裹分类规则中的模型与拍摄的图像中物体一个个匹配。

最后，控制初步分拣机器人获持包裹放入移动装置，移动装置将包裹送入下一道分拣装置，以此使得对不同类包裹之间的划分进行精确后，将不同类型的包裹发送到最适合他们的不同处理流程线上，再进一步进行后续处理，增加了物流分拣的效率、精确度以及自动化程度。在本实施例中，所述移动装置可以为移动小车或者传送带。其中，所述初步分拣机器人的机械臂可以是能够将一个特定包裹从输送机移出到某个目的地的任何机构，包括通常具有4-7个DOF，SCARA臂，笛卡尔机器人或任何其他物品的系列臂。

本实施例所提供的包裹分拣方法，通过控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠使得前后相邻落下的包裹没有相互碰撞，用以保护包裹，再者根据视觉机构拍摄到的包裹图像信息，得到包裹的分类结果，根据预设包裹分类规则，匹配包裹的分类结果对应的初步分拣机器人，控制初步分拣机器人获持包裹放入移动装置，移动装置将包裹送入下一道分拣装置，以此把多种不同类型的包裹进行精确的分类，使得一种相同类型的包裹通过一类初步分拣机器人进行获持后，使得移动装置可以将不同类型的包裹发送到最适合他们的不同处理流程线上，以此增加了物流分拣的效率以及分拣的准确率。

实施例二

本实施例公开了一种包裹分拣方法，本实施例以上一实施例的基础上，并且增加了步骤，具体如下：

在所述控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠之后还包括以下步骤：

步骤S201，根据视觉机构中的监视装置的监视结果，调节输送机12的运行速度。在本实施例中，视觉机构对输送机的速度一无所知，仅根据视觉机构拍摄到的图像的来确定包裹的速度；根据监视结果，如果输送机的速度过快，超过了***处理数据的速度，使得所述初步分拣机器人无法及时获持包裹，则需要调节所述输送机的运行速度慢一点，使得所述初步分拣机器人能够及时获持包裹。根据监视结果，如果所述输送机的速度过慢，造成包裹在所述输送机上重叠，则要调节所述输送机的运行速度快一点，使得包裹能够展平在输送机上而没有重叠。

在其它实施例中，一些传感器设置于所述传送带上，传感器通常是连接到驱动传送带的电机的编码器，或者连接到接触传送带的轮子，获得传送带的速度；然后视觉机构和/或所述初步分拣机器人获得所述传送带的速度。

实施例三

本实施例公开了一种包裹分拣方法，本实施例以上一实施例的基础上，并且增加了步骤，具体如下：

步骤S301，检测回流装置上是否有包裹，如果有，则控制回流装置的运行速度，使得包裹回流到输送机上。

具体的，如果卸载装置一次性卸载太多包裹，所述输送机的运行速度太快，使得所述初步分类机器人无法及时获持包裹，需要添加一个回流装置，将所述初步分类机器人未获持的包裹回到“分类”部分的开头，输送机前端设有回流部，所述回流部设于落入部后方，使得回流装置回流回流的包裹与卸载装置卸载下来的包裹没有重合，即是回流装置回流包裹回到输送机的回流部，重新开始分类包裹，最后让所述初步分类机器人获持到包裹。

实施例四

本实施例提供了一种包裹分拣装置。

请参看图2和图3，所述包裹分拣装置包括：卸载装置11、输送机12、回流装置15、多种初步分拣机器人14以及视觉机构13。

所述卸载装置11用于从包裹容器中卸载包裹。在本实施例中，包裹容器可以为拖车或集装箱，即容纳包裹的容器。需要说明的是，包裹容器并不限于上述情形。所述卸载装置11为能够将包裹容器向上提起并重新定向以使包裹容器的开口面向重力方向，使得包裹容器内的包裹可以通过重力滑落到所述输送机12的机构。

所述输送机12用于输送包裹，所述输送机12上表面平铺设有缓冲部，用于缓冲保护落入输送机12上的包裹；所述输送机12的前端设有落入部用于供包裹从容器种通过卸载装置11落入到所述输送机12上。该输送机12具有良好的缓冲以保护下落的包裹免受伤害；输送机12应该足够快地运行以允许所有包裹直接落在输送机12上的垫子)，而不是落在另一个上可能是刚性包裹上，即是尽量避免两个包裹重叠。

回流装置15，所述回流装置15与所述输送机12连接，使得输送机12上的包裹通过回流装置15再次流入所述输送机12上。即是，如果输送机12运行得太快，我们可能需要添加一个回流装置15，将所述初步分拣机器人14未获持的包裹回到“分类”部分的开头。

其中一个实施例中，所述多种初步分拣机器人14用于初步分拣不同规格形状的包裹。所述初步分拣机器人14的机械臂可以是能够将一个特定包裹从输送机12移出到某个目的地的任何机构，包括通常具有4-7个DOF，SCARA臂，笛卡尔机器人或任何其他物品的系列臂。每一种所述初步分拣机器人14上复合设置多种机械手，多种机械手用于获持不同规格形状的包裹，所述机械手设置在输送机12两侧或者悬挂于输送机12上。

其中一个实施例中，所述输送机12设有传感器，所述传感器用于获取所述输送机12的速度信息，使得所述视觉机构13或者所述初步分拣机器人14获得输送机12的速度，以此调节输送机12的运行速度使得落入输送机12上的包裹没有重叠。

其中一个实施例中，视觉机构13设于所述初步分拣机器人14上或者设置于所述输送机12上方，用于拍摄输送机12上的包裹。所述视觉机构13设有监视装置，所述监视装置用于监视输送机12上包裹的运行速度，以此调节输送机12的运行速度使得落入输送机12上的包裹没有重叠。在本实施例中，对所述输送机12的输送包裹的图像进行识别，得到所述输送机12输送包裹的图像中物体的分类信息包括但不限于以下方式：

1)、根据输送机12输送包裹的图像，获取输送机12输送包裹的图像中物体的点云；根据输送机12输送包裹的图像中物体的点云，通过预设的物体识别模型得到输送机12输送包裹的图像中物体的分类信息。

作为示例地，假设预设的物体识别模型为常规大小的箱子，在获取到输送机12输送包裹的图像之后，根据输送机12输送包裹的图像中物体的点云，通过物体识别模型先识别到顶部平面，然后判断左右前后是否还存在竖直高度，如果有，则识别成功，控制所述初步分拣机器人14抓取箱子。

2)、将输送机12输送包裹的图像输入至预先训练的神经网络进行计算，得到输送机12输送包裹的图像中物体的分类信息。

作为示例地，预先训练的神经网络包括信封姿态数据库，在将输送机12输送包裹的图像输入至预先训练的神经网络之后，即可得到信封包裹的信息。预先训练的神经网络的优势在于在物体重叠的时候，可分割出每一个物体。

请参看图2和图3，视觉机构13在得到图像中物体的分类信息之后，控制对应的机器人手臂对输送装置12输送的包裹进行抓取。具体地，假如第一处设置的机器人手臂141用于抓取软包装包裹，第二处设置的机器人手臂143用于抓取信封。得到的图像中物体的分类信息包括软包装包裹信息和信封信息，则控制第一处设置的机器人手臂141抓取软包装包裹并通过另一输送装置142进行输送、第二处设置的机器人手臂143抓取信封并通过另一输送装置144进行输送。机器人手臂未抓取的包裹将通过回流装置15重新回流到输送装置12上进行重新分拣。

本申请实施例的包裹分拣***，通过卸载装置11从包裹容器中卸载包裹到输送装置，在视觉机构13获取到输送机12输送包裹的图像之后，对包裹进行分类并控制对应的机器人装置对输送机上的包裹进行抓取；相比人工分拣的方式，降低了成本，提高了工作效率，降低了出错率。

实施例五

本实施例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上存储有包裹分拣程序，所述包裹分拣程序被处理器执行时实现如上述的包裹分拣方法的步骤。

由于本实施例具有上述包裹分拣方法的所有技术特征，因此本实施例也具有上述包裹分拣方法所具有的有益效果。具体请参看上述实施例，在此不再赘述。

本申请实施例的存储介质，通过卸载装置11从包裹容器中卸载包裹到输送装置，在视觉机构13获取到输送装置输送包裹的图像之后，对包裹进行分类并控制对应的机器人装置对输送装置输送的包裹进行抓取；相比人工分拣的方式，降低了成本，提高了工作效率，降低了出错率。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。

Claims (6)

1.一种包裹分拣方法，其特征在于，包括：

控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠；

根据视觉机构拍摄到的包裹图像信息，得到包裹的分类结果；

根据预设包裹分类规则，匹配包裹的分类结果对应的初步分拣机器人；

具体包括：获取包裹图像信息中的物体点云数据，拟合物体点云数据得到包裹的拟合模型；

将拟合模型与预设包裹分类规则中的模型匹配，得到与拟合模型对应的初步分拣机器人；

控制初步分拣机器人获持包裹放入移动装置，移动装置将包裹送入下一道分拣装置；

在所述控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠之后还包括以下步骤：

根据视觉机构中的监视装置的监视结果，调节输送机的运行速度；

并检测回流装置上是否有包裹，如果有，则控制回流装置的运行速度，使得包裹回流到输送机上。

2.根据权利要求1所述的包裹分拣方法，其特征在于，在所述控制卸载装置和/或输送机的运行速度，使得落到输送机上的多个包裹相互没有重叠之前还包括：控制卸载装置翻转，将所述包裹落到所述输送机上的缓冲部中。

3.一种包裹分拣装置，其特征在于，所述包裹分拣装置包括：

卸载装置，所述卸载装置用于从包裹容器中卸载包裹；

输送机，所述输送机用于输送包裹，所述输送机上表面平铺设有缓冲部，用于缓冲保护落入输送机上的包裹；

回流装置，所述回流装置与所述输送机连接，使得输送机上的包裹通过回流装置再次流入所述输送机上；

多种初步分拣机器人，所述多种初步分拣机器人用于初步分拣不同规格形状的包裹；

视觉机构设于所述初步分拣机器人上或者设置于所述输送机上方，用于拍摄输送机上的包裹；

所述视觉机构设有监视装置，所述监视装置用于监视输送机上包裹的运行速度，以此调节输送机的运行速度使得落入输送机上的包裹没有重叠；

所述视觉机构获取包裹图像信息中的物体点云数据，拟合物体点云数据得到包裹的拟合模型；

将拟合模型与预设包裹分类规则中的模型匹配，得到与拟合模型对应的初步分拣机器人。

4.根据权利要求3所述的包裹分拣装置，其特征在于，每一种所述初步分拣机器人上复合设置多种机械手，多种机械手用于获持不同规格形状的包裹，所述机械手设置在输送机两侧或者悬挂于输送机上。

5.根据权利要求3所述的包裹分拣装置，其特征在于，所述输送机设有传感器，所述传感器用于获取所述输送机的速度信息，使得所述视觉机构或者所述初步分拣机器人获得输送机的速度，以此调节输送机的运行速度使得落入输送机上的包裹没有重叠。

6.一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上存储有包裹分拣程序，所述包裹分拣程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述的包裹分拣方法的步骤。

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