CN112642734B - 包裹全自动导入上件控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述包裹全自动导入上件控制方法，自卸车后、进入分拣机之前组建全自动导入上件装置，取消人工逐件上件模式、利用单件分离与叠件检测装置实现自动筛选与定向调流，从而为包裹后续进入交叉带分拣、自动条码扫描提供充分地准备，解决卸货后逐件上件的作业压力、提高逐件扫描识别与上件的速率与准确性，从根本上保证后续包裹分拣的高速运行与分拣效率。包裹全自动导入上件装置包括依次连接的上线输送装置、坡度分离装置、散射分离装置、单件分离装置、视觉识别装置、识别输送皮带机、摆轮分拣机、分流皮带机、滑槽、回流输送机和导入装置。

Description

包裹全自动导入上件控制方法

技术领域

本发明涉及一种实施包裹高速分拣的全自动导入上件控制方法，属于物流分拣领域。

背景技术

现有电商与快递行业的物流分拣作业现场，通常采用前端人工手动上件的作业模式，将大量、成堆进入输送线的包裹进行手动分离以方便后续扫描与信息录入。目前此类前端人工供件方式，需要配置多名现场人员、分拣设备通常以较高的速度运转且不能停机，相应地对手动上件人员的技能素质要求较高，现场劳动强度也较大。

一旦出现上件处理速度下降的问题，短时间即可出现大量包裹集中进入后续扫描分拣工序而造成货件积压严重的现象，既迅速增加了扫描与分拣作业压力，又将直接导致大量未识别包裹再次循环进入上件与扫描工序，从而直接严重影响到整体分拣作业的处理效率，延长了部分工序的重复处理时间，降低了整体物流仓储效率与能力。

又如公开以下方案的国内在先申请专利，申请号CN201910162842.X，名称为并排物体分离方法及装置。该并排物体分离装置包括并排设置的多个条形传送带、多个电机和控制单元，所述电机与所述条形传送带一一对应。所述方法包括，当检测到第一物体与第二物体并排时，所述控制单元获取所述第一物体的第一位置信息和所述第二物体的第二位置信息，通过电机控制所述第一条形传送带集合与所述第二条形传送带集合以不同的传输速度运行，使所述第一物体与所述第二物体分离。分离装置在相邻条形传送带之间设有间隔槽，在间隔槽中设有光电传感器，间隔槽位于物体在所述条形传送带的传送路径的上游位置，所述多个光电传感器与所述控制单元连接。通过第一电机集合控制所述第一条形传送带集合以所述第一速度传输所述第一物体，控制所述第二电机集合控制所述第二条形传送带集合以第三速度传输所述第二物体，所述第三速度小于所述第一速度。

如上述在先申请存在有如下明显的缺点与不足：1、被检测与分离的包裹，在进入相邻间隔槽形成的不同条形传送带之前，如何进行有效地调流？如何同时满足不同传送带之间工作负荷的调节？在先申请并未给予足够的技术解决手段，若仍采取人工干预和进行手动扫描则扫描效率仍较为低下，分拣效率难以提高。2、并未有效地解决包裹队列中存在的异形件、叠件等常见包裹位置关系，这就给后续自动分拣与自动扫描操作带来了不必要的工作量，因此类包裹只能由人工进行手动分拣和扫描。3、上述现有技术通过传感器信号触发方式进行分离处置，处理速度较低，难以满足现有高速、大批量包裹的现场分拣作业需求。4、分离后的包裹仍处于杂乱的离散状态而未形成单队列，仍无助于后续单一扫码操作，遗漏比例仍较大，无法保证后续包裹能否正确输送到交叉带上。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的包裹全自动导入上件控制方法，在于解决上述现有技术存在的问题而自卸车后、进入分拣机之前组建全自动导入上件装置，取消人工逐件上件模式、利用单件分离与叠件检测装置实现自动筛选与定向调流，从而为包裹后续进入交叉带分拣、自动条码扫描提供充分地准备，解决卸货后逐件上件的作业压力、提高逐件扫描识别与上件的速率与准确性，从根本上保证后续包裹分拣的高速运行与分拣效率。

为实现上述设计目的，所述的全自动导入上件控制方法如下：

批量成堆的包裹由上线输送装置导入至坡度分离装置上，利用坡度分离装置数个皮带机之间的输送高度差和速度差，沿输送方向将包裹分离出不同的间距；

包裹依次到达散射分离装置，沿皮带与输送方向之间的延伸夹角得以分散，即将相邻的包裹沿横向再次分离出不同的间距；

包裹进入单件分离装置实施分离单件排列过程，使用视觉识别装置对每一包裹进行信息识别以获取该三维尺寸与实时位置坐标数据；按照排序规则调整包裹所在区域皮带机的输送速度，以实现包裹间沿输送方向的单件排列输送；根据视觉识别装置的识别结果，包裹最***边缘的最长边不与输送方向平行的，对包裹所在区域的数个皮带机执行不同的输送速度以将其旋转调整，直至最***边缘的最长边与输送方向保持平行；

在识别输送皮带机上实施异常件检测与调流分拣过程；使用视觉识别装置对处于2个输送通道内的2个包裹队列逐一进行拍照识别，获取每一包裹的坐标数据以相应生成该包裹图像边缘三维尺寸与实时位置坐标；基于上述图像识别结果，判断是否存在叠件等异常件，对叠件等异常件进行标记；同时，对于正常件则逐一进行顺序编号以针对每一输送通道内的包裹进行数量统计；

包裹沿2个输送通道进入摆轮分拣机后，对于标记为异常件的包裹直接摆转换向以输送至滑槽，异常件包裹经回流输送机重新回流至初始的上线输送装置以转由人工干预处理；

正常件包裹由分流皮带机的2条皮带装置继续输送至导入装置，在导入装置组成的自动导入区域，对包裹进行信息采集和称重；

最后，包裹到达交叉带分拣机进行分拣作业。

综上内容，本申请所述的包裹全自动导入上件控制方法具有以下优点：

1、本申请提供了从卸货至进入分拣机之间、包括单件分离与叠件检测在内的筛选与定向调流全自动理货流程，在取消人工逐件上件的基础上实现了全自动机械上件处理装置与控制方法，从而解决了卸货后人工逐件上件的作业压力、显著地提高了逐件扫描识别与上件的速率与准确性。

2、，本申请既能够有效地减少上件人工数量与作业负荷，又能够从根本上保证分拣机高速运行与分拣效率。

3、本申请能够满足大批量包裹、无人工干预与预先处置即可自动进行异常件筛选，适用于高速分拣机的全自动运行需求，无需原有的人工手动筛选环节而大量地减少人工投入。

4、本申请能够大量地减少人工投入，减少劳动工人的作业强度与作业量，同时降低了对现场人员技能素质的要求。

5、本申请采用图像识别算法能够同时识别、计算多个相邻包裹的位置关系，从而提高处理逐一分离处理的准确性与效率，分离方法的执行可靠性得以最大程度地提高。

6、本申请采取逐一分离出单队列包裹的方式，从而实现批量包裹高速分离与单队列输送，实现后续单一扫码操作的最大速率、降低漏检率和提高分拣作业效率。

7、本申请能够将分离后的包裹进行有效地姿态调整，每件包裹的长边能够与输送方向平行，从而实现按后续条码扫描需求的包裹整理，同时也能够保证包裹后续正确地被输送到交叉带等分拣设备上，提高整体包裹分拣效率。

8、本申请采用图像识别算法能够同时识别、标记与计算多个相邻包裹的坐标与位置信息，继而在包裹进入不同传送带之前进行计数与定向调流，由此实现不同传送带之间工作量的均衡分配，从整体上有助于提高包裹分拣效率与准确率。

附图说明

现结合以下附图来进一步地说明本发明。

图1是本申请所述包裹全自动导入上件装置的结构示意图；

图2是所述单件分离装置和叠件检测装置的结构示意图；

图3是图2的俯向示意图；

图4是所述上线输送与坡度分离装置的结构示意图；

图5是所述单件分离和视觉识别装置的结构示意图；

图6是包裹分离单件排列的控制流程图；

图7是实现本申请所述控制方法的***模块示意图；

图8是单件分离装置的皮带机矩阵布局示意图；

图9-1和图9-2分别是皮带机矩阵针对不同区域包裹的旋转控制示意图；

图10是所述视觉识别和识别输送皮带机的结构示意图；

图11是异常件检测与调流分拣方法的流程示意图；

图12-1至图12-4分别是包裹异常与否的判断标准和实例示意；

图13是所述摆轮分拣机的结构示意图；

图14是所述导入装置的结构示意图；

图15是本申请所述包裹全自动导入上件控制方法的流程示意图。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，在交叉带分拣机10的前端，沿输送方向并行设置有2组本申请所述的包裹全自动导入上件装置。每组全自动导入上件装置设置有依次连接的上线输送装置1、坡1度分离装置2、散射分离装置3、单件分离装置4、视觉识别装置5、识别输送皮带机6、摆轮分拣机7、分流皮带机8、滑槽9、回流输送机11和导入装置12。

其中，上线输送装置1直接连接卸货端，即上线输送装置1可直接对接载货车辆，从运输车辆上卸下的成堆包裹被直接放置于上线输送装置1上。上线输送装置1通常可选型为皮带机。

如图2至图5所示，坡度分离装置2具有沿坡度依次连接的数个皮带机，相邻皮带机之间连接有垂向导向板21，垂向导向板21构成了两皮带机之间的垂向高度落差，每一皮带机均由单独的伺服电机驱动。批量成堆的包裹由上线输送装置1导入至坡度分离装置2上，利用坡度分离装置2数个皮带机之间的输送高度差和速度差，沿输送方向将包裹分离出不同的间距。

所述的散射分离装置3，包括数台沿输送方向呈发散状态排列的皮带机，每一皮带机均由单独的伺服电机驱动。

所述的单件分离装置4，包括若干沿输送方向呈矩阵排列的皮带机，每一台皮带机均由单独的伺服电机驱动，皮带机矩阵具有1个纵向的隔离区域40和2个输送通道41，输送通道41对接于后续的独立条码扫描与分拣设备。

在单件分离装置4和识别输送皮带机6的垂向上方布置视觉识别装置5，视觉识别装置5包括若干个3D相机51，3D相机51沿包裹输送方向的垂直向下进行安装。

如图1至图3、图10所示，所述的识别输送皮带机6对应于单件分离装置4，其也分为1个纵向延伸的中间隔离区域和2个横向排列并纵向延伸的输送通道。经单件分离装置4分为2列各自输送的包裹进入识别输送皮带机6，使用视觉识别装置5对处于2个输送通道内的2个包裹队列逐一进行拍照识别，获取每一包裹的坐标数据以相应生成该包裹图像边缘三维尺寸与实时位置坐标。基于上述图像识别结果，判断是否存在叠件等异常件，对叠件等异常件进行标记；同时，对于正常件则逐一进行顺序编号以针对每一输送通道内的包裹进行数量统计；上述图像识别阶段产生的所有包裹信息，一并发送给摆轮分拣机7的PLC；

如图1和图13所示，所述的摆轮分拣机7，具有数组呈行列分布的分拣模组70，每一组分拣模组70具有排成队列的数个摆轮单元71，每组分拣模组70均由一台单独的伺服电机72驱动，以统一地控制该组所述摆轮单元71摆转的角度与速度。

如图1和图3所示，所述的分流皮带机8具有2条单独输送的皮带装置，对应于识别输送皮带机6的2个横向排列并纵向延伸的输送通道，分流皮带机8的2条皮带装置沿横向并列地分布，以实现2个各自运行的包裹输送通道。分流皮带机8的每条皮带装置包括串联的数个皮带机，每一皮带机均由单独的伺服电机驱动以控制各自皮带输送的速度。包裹经数个皮带机之间存在的输送速度差，沿输送方向将包裹进一步地加大分离出不同的间距。

所述的滑槽9设置在摆轮分拣机7的侧部，在识别输送皮带机6上被检测标记出的异常件包裹经由摆轮分拣机7摆转换向而进入滑槽9。

如图1所示，所述的回流输送机11是串联的数个皮带机，其一端连接滑槽9，其另一端连接上线输送装置1。经滑槽9转出的异常件包裹，经回流输送机11重新回流至初始的上线输送装置1以转由人工干预处理。

如图1和图14所示，在所述分流皮带机8的2条皮带装置的末端连接所述的导入装置12，导入装置12直接连接交叉带分拣机10。

导入装置12由前端输送线301、斜导入段302、编码段303、光幕组件304、称重段305、同步段306、上载段307和支撑组件308组成。当待分拣的包裹到达上述装置组成的自动导入区域时，首先进入由3节皮带机组成的前端输送线301，通过各节皮带机不同的输送速度对包裹进行拉距处理，使包裹之间保持相对合适的输送距离；经过前端输送线301处理过的包裹到达斜导入段302，会以合适的角度到达编码段303，经过光幕组件304进行信息采集及处理；随后，包裹到达称重段305对其重量进行精确统计，上述收集到的信息一并传送到PLC控制***；最终，包裹到达同步段306，并通过上载段307到达交叉带分拣机10的分拣小车环线309上。上载段307与分拣小车环线309保持一定的夹角，以保证包裹以较理想的状态到达分拣小车环线309，进而提高了包裹在交叉带分拣机1进行分拣的准确率。

应用上述结构设计的包裹全自动导入上件装置，本申请所述的包裹全自动导入上件控制方法包括以下实施步骤：

批量成堆的包裹由上线输送装置1导入至坡度分离装置2上，利用坡度分离装置2数个皮带机之间的输送高度差和速度差，沿输送方向将包裹分离出不同的间距；

包裹依次到达散射分离装置3，沿皮带与输送方向之间的延伸夹角得以分散，即将相邻的包裹沿横向再次分离出不同的间距；

包裹进入单件分离装置4实施分离单件排列过程，使用视觉识别装置5对每一包裹进行信息识别以获取该三维尺寸与实时位置坐标数据；在此期间，皮带机矩阵中的前排区域4-1(前四排皮带机)的输送速度逐渐加大，因此包裹在此区域继续加大相互间的纵向间距。

包裹进入皮带机矩阵中的后排区域4-2(后三排皮带机)过程中，按照排序规则调整包裹所在区域皮带机的输送速度，以实现包裹间沿输送方向的单件排列输送；在此期间，根据视觉识别装置5的识别，对于处于隔离区域40的包裹，其位置所在区域的数个皮带机执行不同的输送速度以将该包裹调流至邻近的输送通道41；根据视觉识别装置5的识别结果，包裹最***边缘的最长边不与输送方向平行的，对包裹所在区域的数个皮带机执行不同的输送速度以将其旋转调整，直至最***边缘的最长边与输送方向保持平行。

经单件分离装置4分为2列各自输送的包裹进入识别输送皮带机6，在识别输送皮带机6上实施异常件检测与调流分拣过程。使用视觉识别装置5对处于2个输送通道内的2个包裹队列逐一进行拍照识别，获取每一包裹的坐标数据以相应生成该包裹图像边缘三维尺寸与实时位置坐标；基于上述图像识别结果，判断是否存在叠件等异常件，对叠件等异常件进行标记；同时，对于正常件则逐一进行顺序编号以针对每一输送通道内的包裹进行数量统计；上述图像识别阶段产生的所有包裹信息，一并发送给摆轮分拣机7的PLC；

包裹沿2个输送通道进入摆轮分拣机7后，对于标记为异常件的包裹直接摆转换向以输送至滑槽9，异常件包裹经回流输送机11重新回流至初始的上线输送装置1以转由人工干预处理。

正常件包裹由分流皮带机8的2条皮带装置继续输送至导入装置12，在导入装置12组成的自动导入区域，对包裹进行信息采集和称重。

最后，包裹到达交叉带分拣机10进行分拣作业。

如图6、图8至图9-2所示，在单件分离装置4上实施的分离单件排列过程包括以下步骤：

1-1)纵向分离

批量包裹沿坡度分离装置2输送过程中，利用数个皮带机之间输送平面的高度差和

速度差将包裹沿输送方向分离出间距；

1-2)横向分散

到达散射分离装置3的包裹，沿皮带与输送方向之间的延伸夹角进行分散，相邻货

物在设备横向上分离出间距；

1-3)检测识别

使用视觉识别装置5对每一包裹进行识别，以获取该三维尺寸与实时位置坐标数据并且定义包裹沿输送方向最***的尺寸坐标为包裹当前位置；

1-4)分离

对于被识别的相邻包裹，定义包裹之间的排序规则，通过包裹位置所在区域数个皮带机之间的速度差执行该排序规则，实现包裹间沿输送方向的单件排列输送；

1-5)分流

定义单件分离装置4的皮带机矩阵具有至少1个隔离区域40和至少2个输送通道41；对于处于隔离区域的包裹，根据视觉识别装置5的识别，其位置所在区域的数个皮带机执行不同的输送速度以将该包裹调流至邻近的输送通道。

在上述分离单件排列过程中，采取先前后分散拉开间距、再左右分散扩大间距的方式，基于应用图像识别算法技术对每个包裹的体积、位置坐标和相邻关系进行识别与标记，从而确定相邻数个包裹之间的输送次序，最终完成沿输送方向上分离与单列输送队列的规范与整理，为包裹后续高速、有序地进入交叉带分拣、条码扫描等工序提供了前行良好基础，能够有效地提高大批量包裹的一次性扫描成功率和分拣效率。

如图7所示的是上述分离单件排列过程应用的控制模块组成，包括上位机、PLC、视觉控制器、伺服驱动器，伺服驱动器驱动单件分离装置4的每一皮带机。在整个分离单件排列过程的控制通讯中，包括上位机和视觉控制器发送指令给PLC，PLC发送指令给伺服驱动器以驱动并控制每一皮带机以相应的转速运行，同时PLC还发送指令给视觉控制器以触发3D相机进行拍照。

包裹处于单件分离装置4上时，视觉控制器会通过3D相机获得当前位置坐标与尺寸信息。对于优先输送的包裹，PLC会给包裹所处区域的皮带机伺服驱动器发出相应地、不同输送速度的运行指令，以实现相邻皮带机之间的输送速度差，通过速度差既可实现包裹之间的分离，又可针对某一包裹所处区域或与输送方向的夹角而实现姿态旋转调整。

为提高识别信息的准确性、以及提高识别结果更为真实有效地反映包裹实时状态与物理参数数据，进一步地，在上述步骤1-3)中，视觉识别装置5对包裹图像进行边缘检测，从中筛选出包裹的最***边缘信息，以对应生成三维尺寸与位置坐标信息。

为提高相邻包裹之间输送过程中的纵向与横向间距，进而为后续条码扫描与一次性成功分拣提供充分的时间间隔，进一步地，在上述步骤1-4)中，所述的包裹排序规则，可以是根据视觉识别装置5的识别结果，先判断包裹的实时位置，位置靠前的优先输送；若实时位置相同，则比较包裹***尺寸数据，体积较大的优先输送；以此类推；

优先输送的包裹所在区域的皮带机以较快输送速度运行，直至优先输送的包裹沿输送方向完全地超过其他包裹。

为扩大识别区域的信息搜集与计算所需的视角范围，进一步地，在上述步骤1-4)至步骤1-5)中，在单件分离装置4的垂向上方布置视觉识别装置5，视觉识别装置5包括若干个3D相机；3D相机沿包裹输送方向的垂直向下识别包裹信息。

为最大限度地提高后续一次性扫描成功率和分拣效率，进一步地，在上述步骤1-4)和步骤1-5)中，根据视觉识别装置5的识别结果，包裹最***边缘的最长边不与输送方向平行的，对包裹所在区域的数个皮带机执行不同的输送速度以将其旋转调整，直至最***边缘的最长边与输送方向保持平行。

具体地，如图8所示，标定包裹最***边缘的左上角为原点，输送方向为X轴，垂直方向为Y轴，由此单件分离装置4的皮带机矩阵的后排区域4-2(后三排皮带机，包括1个隔离区域40和2个输送通道41构成了一个坐标系。相应地，视觉识别装置5的3D相机51能够识别出该坐标系中任一点的实时坐标与包裹最***边缘的尺寸信息。包括包裹中心坐标、四个顶角的坐标从而可计算出包裹最***边缘的长、宽数值、相对于X轴的夹角。

如图9-1所示，例如当包裹以1.2m/s的速度进入后排区域4-2后，停止58#、59#皮带机的运行。3D相机51定位出包裹的中心坐标，以及最***边缘的四个顶角坐标数据U1,U2,U3,U4，并根据坐标计算出长度L和宽度W尺寸、以及识别出包裹最***边缘的长边L相对于X轴的夹角为α，以及确定出包裹旋转方向为顺时针方向、旋转角度为α，通过包裹所在区域58#、59#皮带机之间的速度差(58#皮带机输送速度更快)可将包裹沿顺时针方向、以U2(X2,Y2)为定点进行旋转α角度。旋转过程中，视觉识别装置5始终进行拍照识别。待包裹转到位，同时启动58#和59#皮带机以相同的速度2m/s向前输送。

如图9-2所示，定义单件分离装置4的皮带机矩阵的中间两列皮带机构成了隔离区域40。对于部分处于隔离区域的包裹，根据视觉识别装置5的识别，其最***边缘的长边相对于X轴的夹角为β。

此时先停止65#，66#皮带机运行，由于包裹跨处于中间区域，为了让包裹远离中间区域则需逆时针旋转。即以U8(X4,Y4)为定点、逆时针旋转β。通过64#至66#皮带机之间的速度差将包裹调整至长边与X轴保持平行。待包裹转到位，同时启动64#和65#皮带机以相同的速度2m/s向前输送。

如图11所示，在识别输送皮带机6上实施的异常件检测与调流分拣过程包括以下步骤：

2-1)视觉识别

进入识别输送皮带机6的包裹，通过视觉识别装置5逐一进行拍照以生成图像信息，获取每一包裹的三维尺寸数据与实时位置坐标；

2-2)类型标记

根据包裹图像进行异常件识别，若属异常件则进行标记以待后续剔除处理，若属正常件则逐一进行顺序编号，并对每一输送通道内的正常件包裹进行数量统计；

该阶段生成的所有包裹信息一并发送给摆轮分拣机7的PLC；

2-3)分拣调流

包裹进入摆轮分拣机7后，对于标记为异常件的包裹直接摆转换向以输送至回流皮带机9，正常件包裹继续向前输送至分流皮带机8；

根据单位时间内统计出的每一输送通道内的包裹数量，通过摆轮单元71的摆转换向以在分流皮带机8的2条单独输送皮带装置之间进行调流。

如图7所示，所述异常件检测与调流分拣过程应用的控制模块组成，包括上位机、PLC、视觉控制器、伺服驱动器。伺服驱动器驱动摆轮分拣机7的每一组分拣模组70中的伺服电机72。在整个包裹检测与调流分拣过程的控制通讯中，包括上位机和视觉控制器发送指令给PLC，PLC发送指令给伺服驱动器以驱动并控制每一组分拣模组70中摆轮单元71的摆转角度与速度，同时PLC还发送指令给视觉控制器以触发3D相机51进行拍照以识别异常件。

如在上述步骤2-3)中，根据摆轮分拣机7的PLC接收的包裹标记或数量统计结果，调节摆轮单元71的不同摆转角度与速度，以实现将异常件剔除至回流皮带机9以回流至初始上件处即上线输送装置1，最终转交人工干预处理；或是，将正常件调流至分流皮带机8的2条单独输送皮带装置中任一之中。

在上述步骤2-1)中，如图12-1所示，标定识别输送皮带机6的左上角为坐标原点，输送方向为X轴，垂直方向为Y轴，由此识别输送皮带机6(包括1个纵向延伸的中间隔离区域和2个横向排列并纵向延伸的输送通道)构成了一个坐标系，其上的每一个包裹均可获取到具体的三维尺寸与位置坐标数据，即视觉识别装置5的3D相机51能够识别出该坐标系中任一点的实时坐标与包裹最***边缘的尺寸信息。例如，通过获取包裹的中心坐标、有几个顶角，以及每个顶角的坐标，可计算出包裹最***边缘的长、宽、高数值等。

基于应用上述图像识别算法技术对每个包裹的最***图像三维尺寸(包括体积)、位置坐标和相邻关系进行识别，从而确定相邻数个包裹之间的间距和位置关系等信息，最终完成异常件检测与标记，为包裹后续实现分拣调流提供判断依据。

为提高识别信息的准确性、以及提高识别结果更为真实有效地反映包裹实时状态与物理参数数据，进一步地，视觉识别装置5对包裹图像进行边缘检测，从中筛选出包裹的最***边缘信息，以对应生成三维尺寸与位置坐标信息。

为扩大识别区域的信息搜集与计算所需的视角范围，进一步地，在步骤2-1)中，在识别输送皮带机6的垂向上方布置视觉识别装置5，视觉识别装置5包括3D相机51；3D相机51沿包裹输送方向的垂直向下识别包裹信息。本实施例中，在识别输送皮带机6的垂向上方设置有1个3D相机51，3D相机51的视觉范围是沿X轴1000mm、沿Y轴1560mm的矩形区域，在此区域中可同时拍照识别沿2个横向输送通道输送过来的2个包裹。

在上述步骤2-2)中，如图12-2所示的正常件包裹的示例，对于正常件包裹定义如下：包裹为长方体，且同一包裹垂向高度在3mm之内；相邻两个包裹的间距应不小于200mm。

在图中可以判断出，进入3D相机51检测视野范围之内的2个包裹均有4个顶角，即其均为长方体；根据2个包裹各自4个顶角的坐标数据，如第一包裹最***边缘的四个顶角坐标数据分别为U21,U22,U23,U24，第二包裹最***边缘的四个顶角坐标数据分别为U11,U12,U13,U14。选取前面第一包裹的坐标点中X轴最小的数值点、后面第二包裹中X轴最大的坐标点进行两者数据比较，即L＝|X21-X14|。如图所示，第一与第二包裹的间距L>＝200，则判断这2个包裹间距正常，每个包裹为正常件。对于这两个包裹分别进行顺序编号，以统计所处输送通道的所有包裹单位输送时间内的总数量。

如图12-3所示的异常件实例，在图中的2个相邻包裹处于叠件状态，即第一与第二包裹的坐标点中X轴最大数值点之间的差值L<200，则判断这两个包裹的间距过小，直接标记包裹为叠件即异常件，该标记被同时发送给摆轮分拣机7的PLC。当后续包裹到达摆轮分拣机7时，通过摆轮单元71的摆转换向以将包裹剔除至回流皮带机9。

如图12-4所示的异常件实例，除叠件之外还存在如下异常件情况，如处于3D相机51视野范围中的非长方形包裹，诸如多边形、圆柱形、圆形等。对于这些异常件包裹，一并进行标记并将信息发送给摆轮分拣机7的PLC，以实施后续剔除处理。

上述非长方形包裹的判断依据是，包裹具有多于或少于4个的顶角、以及包裹的垂向高度大于3mm。

在上述步骤2-3)中，为匹配分流皮带机8的2条单独输送皮带之间的包裹数量以达到相对地均衡，定义单位输送时间如5分钟，根据统计出的每一输送通道内的包裹数量，通过控制摆轮分拣机7的摆轮单元71摆转方向、速度与时间，能够准确地实现包裹调流。

待经调流、分流皮带机8的2条单独输送皮带装置之间包裹数量趋于相等后，摆轮单元71恢复原始状态、以等待下一次异常件剔除或调流摆转动作。

综上内容，结合附图中给出的实施例仅是优选方案。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构，也应属于本发明所述的方案范围。

Claims (10)

1.一种包裹全自动导入上件控制方法，其特征在于：包括以下实施步骤，

批量成堆的包裹由上线输送装置导入至坡度分离装置上，利用坡度分离装置数个皮带机之间的输送高度差和速度差，沿输送方向将包裹分离出不同的间距；

包裹依次到达散射分离装置，沿皮带与输送方向之间的延伸夹角得以分散，即将相邻的包裹沿横向再次分离出不同的间距；

包裹进入单件分离装置实施分离单件排列过程，使用视觉识别装置对每一包裹进行信息识别以获取包裹图像边缘三维尺寸与实时位置坐标数据；按照排序规则调整包裹所在区域皮带机的输送速度，以实现包裹间沿输送方向的单件排列输送；根据视觉识别装置的识别结果，包裹最***边缘的最长边不与输送方向平行的，对包裹所在区域的数个皮带机执行不同的输送速度以将其旋转调整，直至最***边缘的最长边与输送方向保持平行；

在识别输送皮带机上实施叠件异常件检测与调流分拣过程；使用视觉识别装置对处于2个输送通道内的2个包裹队列逐一进行拍照识别，获取每一包裹的坐标数据以相应生成该包裹图像边缘三维尺寸与实时位置坐标数据；基于上述图像识别结果，判断是否存在叠件异常件，对叠件异常件进行标记；同时，对于正常件则逐一进行顺序编号以针对每一输送通道内的包裹进行数量统计；

包裹沿2个输送通道进入摆轮分拣机后，对于标记为叠件异常件的包裹直接摆转换向以输送至滑槽，叠件异常件包裹经回流输送机重新回流至初始的上线输送装置以转由人工干预处理；

正常件包裹由分流皮带机的2条皮带装置继续输送至导入装置，在导入装置组成的自动导入区域，对包裹进行信息采集和称重；

最后，包裹到达交叉带分拣机进行分拣作业。

2.根据权利要求1所述的包裹全自动导入上件控制方法，其特征在于：在所述单件分离装置上实施的分离单件排列过程如下,

1-1）纵向分离

批量包裹沿坡度分离装置输送过程中，利用数个皮带机之间输送平面的高度差和速度差将包裹沿输送方向分离出间距；

1-2）横向分散

到达散射分离装置的包裹，沿皮带与输送方向之间的延伸夹角进行分散，相邻包裹在设备横向上分离出间距；

1-3）检测识别

使用视觉识别装置对每一包裹进行识别，以获取该包裹图像边缘三维尺寸与实时位置坐标数据并且定义包裹沿输送方向最***的尺寸坐标为包裹当前位置；

1-4）分离

对于被识别的相邻包裹，定义包裹之间的排序规则，通过包裹位置所在区域数个皮带机之间的速度差执行该排序规则，实现包裹间沿输送方向的单件排列输送；

1-5）分流

定义单件分离装置的皮带机矩阵具有隔离区域和至少2个输送通道；对于处于隔离区域的包裹，根据视觉识别装置的识别，其位置所在区域的数个皮带机执行不同的输送速度以将该包裹调流至邻近的输送通道。

3.根据权利要求2所述的包裹全自动导入上件控制方法，其特征在于：在上述步骤1-3）中，视觉识别装置对包裹图像进行边缘检测，从中筛选出包裹的最***边缘信息，以对应生成包裹图像边缘三维尺寸与实时位置坐标数据。

4.根据权利要求3所述的包裹全自动导入上件控制方法，其特征在于：在上述步骤1-4）中，

所述的包裹排序规则，是根据视觉识别装置的识别结果，先判断包裹的实时位置，位置靠前的优先输送；若实时位置相同，则比较包裹***尺寸数据，体积较大的优先输送；以此类推；

优先输送的包裹所在区域的皮带机以较快输送速度运行，直至优先输送的包裹沿输送方向完全地超过其他包裹。

5.根据权利要求4所述的包裹全自动导入上件控制方法，其特征在于：在上述步骤1-4）至步骤1-5）中，根据视觉识别装置的识别结果，包裹最***边缘的最长边不与输送方向平行的，对包裹所在区域的数个皮带机执行不同的输送速度以将其旋转调整，直至最***边缘的最长边与输送方向保持平行。

6.根据权利要求1所述的包裹全自动导入上件控制方法，其特征在于：在所述识别输送皮带机上实施的叠件异常件检测与调流分拣过程包括以下步骤，

2-1）视觉识别

进入识别输送皮带机的包裹，通过视觉识别装置逐一进行拍照以生成图像信息，获取每一包裹的三维尺寸数据与实时位置坐标；

2-2）类型标记

根据包裹图像进行叠件异常件识别，若属叠件异常件则进行标记以待后续剔除处理，若属正常件则逐一进行顺序编号，并对每一输送通道内的正常件包裹进行数量统计；

该阶段生成的所有包裹信息一并发送给摆轮分拣机的PLC；

2-3）分拣调流

包裹进入摆轮分拣机后，对于标记为叠件异常件的包裹直接摆转换向以输送至回流皮带机，正常件包裹继续向前输送至分流皮带机；

根据单位时间内统计出的每一输送通道内的包裹数量，通过摆轮单元的摆转换向以在分流皮带机的2条单独输送皮带装置之间进行调流。

7.根据权利要求6所述的包裹全自动导入上件控制方法，其特征在于：在步骤2-3）中，根据摆轮分拣机的PLC接收的包裹标记或数量统计结果，调节摆轮单元的不同摆转角度与速度，以将叠件异常件剔除至回流皮带机以回流至初始上件处即上线输送装置；或是，将正常件调流至分流皮带机的2条单独输送皮带装置中任一之中。

8.根据权利要求7所述的包裹全自动导入上件控制方法，其特征在于：在步骤2-1）中，视觉识别装置对包裹图像进行边缘检测，从中筛选出包裹的最***边缘信息，以对应生成包裹图像边缘三维尺寸与实时位置坐标数据。

9.根据权利要求8所述的包裹全自动导入上件控制方法，其特征在于：在步骤2-1）中，在识别输送皮带机的垂向上方布置视觉识别装置，视觉识别装置包括3D相机，3D相机沿包裹输送方向的垂直向下识别包裹信息。

10.根据权利要求9所述的包裹全自动导入上件控制方法，其特征在于：在步骤2-3）中，定义单位输送时间，根据统计出的每一输送通道内的包裹数量，通过控制摆轮分拣机的摆轮单元摆转方向、速度与时间在2个输送通道之间进行包裹调流。

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