CN114291546B - 单件分离控制方法及装置、单件分离方法及装置 - Google Patents
单件分离控制方法及装置、单件分离方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了单件分离控制方法及分离控制装置、单件分离方法及分离装置,其方法包括步骤:S1:获取当前物件在传输线上的当前位置和当前速度;S2:对当前物件的位置进行排序;S3:更新距离分离出口最近的物件速度。此外还包括更新其他物件的速度。本发明能够进行有效的单件分离,还把各个物件的状态进行了关联分析和控制,从而使得控制物件能够以间距逐渐拉大的状态进行分离,不仅分离准确率高,分离速度变化平稳,物件运行状态稳定,而且平稳变化的***,还能降低机器的故障率以及功耗。
Description
技术领域
本发明涉及自动化处理技术领域,特别是涉及单件分离控制方法及装置、单件分离方法及***。
背景技术
电商产业的迅猛发展,网络购物已经成为人们主要的购物方式,为了提高效率,网络购物通常都是将物品打包成物件或者物件存放在仓库,由仓库将用户购买的物品通过物流发送到用户,在用户终点所在地,也会有集中的仓库,将来自各地的物件集中放在仓库,并进行分拣,再送至具体客户地址。
面对每天数以亿计的物件快递物件,对物件的自动化处理提出越来越高的要求。近些年来,以交叉带分拣机、矩阵式分拣、AGV机器人分拣为主要形式的快递分拣***已经大量部署,极大的提升了快递物件分拣的自动化水平,但分拣***前端的单件分离还主要依靠人工完成,物件处理能力及场地流转率都受到很大限制,而制约分拣效率的主要原因主要是在物件分离环节上。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足,发明提出一种单件分离控制方法,包括步骤:
S1:获取当前物件在传输线上的当前位置和当前速度;
S2:对当前物件的位置进行排序;
S3:更新距离分离出口最近的物件速度。
进一步地,步骤S3包括:
计算物件离分离出口的距离,其计算公式为:
P[k].DO=Length_x-P[k].maxx_new
更新物件的速度,其计算公式为:
P[k].V=P[k].DO/(DS-OutV*OT)*OutV
其中:Length_x为分离段的长度,P[k].maxx_new为物件更新的位置,DS为物件分离间隔,OT为上一个物件分离的时间与当前的时间差,OutV为分离出口的皮带速度。
进一步地,步骤S3之后还包括:
S4:更新其他物件的速度。
进一步地,步骤S4包括:
计算物件离分离出口的距离,其计算公式为:
P[k].DO=Length_x-P[k].maxx_new
更新物件的速度,其计算公式为:
P[k].V=P[k].DO/(P[k-1].DO/P[k-1].V+DS/OutV)。
进一步地,S1:获取当前物件在传输线上的当前位置和当前速度步骤中,物件当前速度为当前物件所压皮带的速度,具体为:
若物件只压住一个小皮带,当前速度为承载物件的小皮带速度;
若物件压住多个小皮带,则当前速度为物件压住的多个小皮带面积求速度质心,其公式为:
P[k].V0=sum(B[i][j].V*B[i][j].p[k])/sum(B[i][j].p[k])
其中,B[i][j].V是指第i排第j列小皮带的速度,B[i][j].p[k]是指第k个包裹在该第i排第j列小皮带上的所压皮带面积。
进一步地,S1:获取当前物件在传输线上的当前位置和当前速度步骤中,计算当前物件位置的公式为:
P[k].minx_new=P[k].minx+P[k].V0*(CDT+DT)
P[k].maxx_new=P[k].maxx+P[k].V0*(CDT+DT)
P[k].miny_new=P[k].miny
P[k].maxy_new=P[k].maxy
其中:CDT为相机存图延时,DT物件检测用时。
本发明还公开一种单件分离控制装置,包括采集模块和处理模块,其中:
采集模块用以获取当前物件在传输线上的位置;
处理模块用以对当前物件的位置进行排序,并计算和更新物件的速度。
本发明还公开一种单件分离方法,包括步骤:
将物件导入到传输带上;
对导入的物件进行分散处理;
对物件进行分离;
对物件进行居中或靠边处理,实现物件的单列传输;
将单列传输的物件传输到后续处理设备,
其中对物件进行分离的方法为所述的单件分离控制方法。
本发明还公开一种单件分离装置,包括控制装置和传输装置,控制装置为所述的单件分离控制装置,用以采集物件信息并控制传输装置;
传输装置包括四个传输段:
导入段:将物件导入到传输带上;
分散段:对导入的物件进行分散处理;
分离段:对物件进行分离;
居中段:对物件进行居中或靠边处理,实现物件的单列传输;
导出段:将单列传输的物件传输到后续处理设备。
本发明还公开一种分拣***,包括单件分离装置,单件分离装置为所述单件分离装置。
与现有技术相比,本发明能够进行有效的单件分离,还把各个物件的状态进行了关联分析和控制,从而使得控制物件能够以间距逐渐拉大的状态进行分离,不仅分离准确率高,而且分离速度变化平稳,物件运行状态稳定。平稳变化的***,还能降低机器的故障率以及功耗。
附图说明
图1为本发明一种单件分离控制方法的流程示意图;
图2为本申请实施例在某帧图像物件检测的示意图;
图3本申请实施例的一种单件分离装置结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
请参阅图1,本申请中的物件泛指在物流线或者生产线上流动的目标对象,包括如产品、包裹、快递包、包装盒等等。在自动化分拣的流程中,物件单件分离主要应用于各种自动化分拣设备的前端部分,其目的是在对传输线上或者皮带机上杂乱放置的物件进行自动分离,并按一定的间距有序单列输出,实现与自动分拣设备的有效对接。为了解决现有技术存在的缺陷,本申请公开一种单件分离控制方法,包括步骤:
S1:获取当前物件在传输线上的当前位置和当前速度;
S2:对当前物件的位置进行排序;
S3:更新距离分离出口最近的物件速度。
本申请在获取了当前物件的当前位置和当前速度之后,即可实现对当前物件的位置进行排序,然后对距离出口最近的物件的速度进行更新,即可将速度值生成指令信号控制电机,通过电机控制承载该距离出口最近的物件的皮带速度,实现将该物件和排序靠后的物件的距离逐渐拉开,即可将该物件抽走送给下一环节。
在上述申请方案可以实现物件的分离的技术效果,但传输线上在更多的情况下,并不是少数几件物件,而是杂乱无章数量众多的物件,因此,为了进一步提高整体传输的效率和速度,还需要考虑其排序靠后的各个物件的情况,并进行优化,作为一种更优选的实施方式,在更新了距离分离出口最近的物件速度之外,还包括步骤:
S4:更新其他物件的速度,即把其他在传输线上的物件协同一起考虑进来进行优化,才能提高整个分离的效率,进而提高整条分拣线上的效率和速度。
下面结合实施例和各种优选的方式,详细说明本申请的技术方案。
S1:获取当前物件在传输线上的当前位置和当前速度:
本实施例中,S1所述的传输线是指在要对物件进行分离的传输片区,请参阅图2,图2为本申请实施例在某帧图像物件检测的示意图,如图中,序号为1的物件,承载该物件有总共6个小皮带,在这个示意图中,序号为1的物件为距离分离出口最近的物件。
通过采集模块获得在传输线上某帧图像,输出两类定位信息,即物件信息和皮带信息。物件信息包括物件的位置信息,包括每个物件的最小外接矩形、所压皮带及所压皮带的面积等;皮带信息包括每个小皮带上压了几个物件,每个物件所占皮带面积等。各个物件的具体描述如下:
第k个物件在分离段的位置:P[k].minx,P[k].maxx,P[k].miny,P[k].maxy物件距离上一个物件的距离:P[k].distancelast,
物件距离分离段出口的距离:P[k].DO,
第i排第j列小皮带所压的物件个数:B[i][j].mailnum
第i排第j列小皮带所压的物件k占皮带的面积:B[i][j].p[k]
在步骤S1中,计算物件的当前位置,当前速度为当前物件所压皮带的速度,作为一种优选的实施方式,本申请将其划分为几种情况来进行计算:
若物件只压住一个小皮带,当前速度为承载物件的小皮带速度;
若物件压住多个小皮带,则当前速度为物件压住的多个小皮带面积求速度质心,其公式为:
P[k].V0=sum(B[i][j].V*B[i][j].p[k])/sum(B[i][j].p[k])
B[i][j].V是指第i排第j列小皮带的速度,B[i][j].p[k]是指第k个包裹在该第i排第j列小皮带上的所压皮带面积。
此外,如果小皮带上没有物件(B[i][j].mailnum=0),可以在***上设置一个默认的速度,也可以进一步进行优化,比如如果是第一排皮带,则设置皮带速度为导入段(即在将物件导入到本实施例传输的分离区域之前的上一个环节的速度)皮带速度,或者小皮带的速度为前面一排同一列小皮带的速度。也可以根据实际情况,调整成其他的速度。
对于传输和物流***来说,物件在传输的过程中是一个持续的过程,因此本申请中,采集物件的信息是在持续地进行的,对于当前状态采集得到的信息,是为当前时刻的状态,当用当前时刻采集到的信息来更新下一个时刻,由于传输的速度导致的物件偏移,还有相机拍照的延时等原因,使得更新之后的误差比较大,本申请将相机延迟以及其他因素考虑进来,从而可以更精准地进行控制小皮带的速度。
为此,本申请提出一种优选的实施方式如下:
获取分离段长度:Length_x;
获取分离段高度:Height_y;
第k个物件在分离段的实际位置:P[k].minx_new,P[k].maxx_new,P[k].miny_new,P[k].maxy_new
物件在上一帧图像计算的速度:P[k].V0,
物件在当前帧图像计算的速度:P[k].V
第i排第j列小皮带的速度:B[i][j].V,
上一个物件成功实现分离的时间与当前的时间差:OT
分离出口的皮带速度:OutV,在有的场景中,分离出口的皮带速度即为居中段的皮带速度。
相机存图延时:CDT
物件检测用时:DT
物件分离间隔:DS
考虑上述各种因素的印象,本申请计算当前位置的计算方法为:
P[k].minx_new=P[k].minx+P[k].V0*(CDT+DT)
P[k].maxx_new=P[k].maxx+P[k].V0*(CDT+DT)
P[k].miny_new=P[k].miny
P[k].maxy_new=P[k].maxy
在获取了当前物件的当前位置和当前速度之后,即可进行步骤S2:对当前物件的位置进行排序。作为变化的实施例,也可以在步骤S2中计算速度,也可以在步骤S3中计算速度,然后在步骤S3中更新速度,这些变化的方式均不脱离本申请的技术方案和发明构思。
S3:更新距离分离出口最近的物件速度的步骤包括:
计算物件离分离出口的距离,其计算公式为:
P[k].DO=Length_x-P[k].maxx_new
更新物件的速度,其计算公式为:
P[k].V=P[k].DO/(DS-OutV*OT)*OutV
S4更新其他物件的速度:
优选的实施方式,还包括考虑其他的物件的速度进行更新,其步骤包括:
计算物件离分离出口的距离,其计算公式和距离分离出口最近的物件的计算方法一样。
更新物件的速度,其计算公式为:
P[k].V=P[k].DO/(P[k-1].DO/P[k-1].V+DS/OutV)
本申请的更新物件的速度,是指通过上述的计算公式计算得到速度值之后,即可将速度值生成指令信号控制电机,通过控制电机赋值给电机的速度,继而使得小皮带上的物件获得该速度值,对于具体的各个物件,通过上述方法计算出来的值既相关,但都不相同,因此可以实现各个物件以不同的速度进行传输,从而实现分离。
由此可看出,本申请的物件分离,在进行有效分离的基础上,把各个物件的状态进行了关联分析和控制,从而使得控制物件能够以间距逐渐拉大的状态进行分离,不仅分离准确率高,而且分离速度变化平稳,物件运行状态稳定。平稳变化的***,还能降低机器的故障率以及功耗。
本申请还提供一种电子设备,包括:处理器、存储介质和总线,所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信,所述处理器执行所述机器可读指令,以执行所述的单件分离控制方法。
基于上述实施例,本申请还提供一种单件分离控制装置,包括采集模块和处理模块,其中:
采集模块用以获取当前物件在传输线上的位置;
处理模块用以对当前物件的位置进行排序,并计算和更新物件的速度。
此外,本申请基于上述实施例,还提供一种单件分离方法,包括步骤:
将物件导入到传输带上;
对导入的物件进行分散处理;
对物件进行分离;
对物件进行居中或靠边处理,实现物件的单列传输;
将单列传输的物件传输到后续处理设备,
其中,对物件进行分离的方法为上述实施例所述的单件分离控制方法。
请参阅图3,图3为本申请实施例的一种单件分离装置结构示意图,基于上述实施例,本申请还提供一种单件分离装置,包括控制装置和传输装置。
控制装置采用上述的单件分离控制装置,用以采集物件信息并控制传输装置。
传输装置包括四个传输段:
导入段:将物件导入到传输带上;
分散段:对导入的物件进行分散处理;
分离段:对物件进行分离;
居中段:对物件进行居中或靠边处理,实现物件的单列传输;
导出段:将单列传输的物件传输到后续处理设备。
控制装置通过相机以每秒大于10帧的处理速率对分离段的物件状态进行检测和更新,继而将采集到的图像交给处理平台进行信息处理,处理平台上包括物件检测算法和控制策略算法,物件检测算法主要是用于识别传输上的物件对象,控制策略算法用以实现上述的控制装置功能,使用上述更新物件速度的方法,即可生成控制指令实现对皮带阵列上的电机的赋值,继而可以将皮带上的各个物件进行分离,并送入到居中段。
此外,本申请还提供一种分拣***,分拣***包括多个装置如输送装置、单件分离装置、分类装置等,其中的单件分离装置使用上述实施例的单件分离装置。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰与改变。因此,本发明的权利保护范围,应如权利要求书所列。
Claims (9)
1.一种单件分离控制方法,其特征在于,包括步骤:
S1:获取当前物件在传输线上的当前位置和当前速度;
S2:对当前物件的位置进行排序;
S3:更新距离分离出口最近的物件速度,计算物件离分离出口的距离,其计算公式为:
P[k].DO=Length_x-P[k].maxx_new
更新物件的速度,其计算公式为:
P[k].V=P[k].DO/(DS-OutV*OT)*OutV
其中:Length_x为分离段的长度,P[k].maxx_new为物件更新的位置,DS为物件分离间隔,OT为上一个物件分离的时间与当前的时间差,OutV为分离出口的皮带速度,k为物件的序号。
2.如权利要求1所述的单件分离控制方法,其特征在于,步骤S3之后还包括:
S4:更新其他物件的速度。
3.如权利要求2所述的单件分离控制方法,其特征在于:步骤S4包括:
计算物件离分离出口的距离,其计算公式为:
P[k].DO=Length_x-P[k].maxx_new
更新物件的速度,其计算公式为:
P[k].V=P[k].DO/(P[k-1].DO/P[k-1].V+DS/OutV)。
4.如权利要求1所述的单件分离控制方法,其特征在于:S1:获取当前物件在传输线上的当前位置和当前速度步骤中,物件当前速度为当前物件所压皮带的速度,具体为:
若物件只压住一个小皮带,当前速度为承载物件的小皮带速度;
若物件压住多个小皮带,则当前速度为物件压住的多个小皮带面积求速度质心,其公式为:
P[k].V0=sum(B[i][j].V*B[i][j].p[k])/sum(B[i][j].p[k])
其中,B[i][j].V是指第i排第j列小皮带的速度,B[i][j].p[k]是指第k个包裹在该第i排第j列小皮带上的所压皮带面积。
5.如权利要求4所述的单件分离控制方法,其特征在于:S1:获取当前物件在传输线上的当前位置和当前速度步骤中,计算当前物件位置的公式为:
P[k].minx_new=P[k].minx+P[k].V0*(CDT+DT)
P[k].maxx_new=P[k].maxx+P[k].V0*(CDT+DT)
P[k].miny_new=P[k].miny
P[k].maxy_new=P[k].maxy
其中:CDT为相机存图延时,DT物件检测用时,P[k].minx为当前物件k在长度X方向上的最小值,P[k].maxx为当前物件k在长度X方向上的最大值,P[k].miny为当前物件k在高度Y方向上的最小值,P[k].maxy为当前物件k在高度Y方向上的最大值。
6.一种单件分离控制装置,其特征在于,包括采集模块和处理模块,其中:
采集模块用以获取当前物件在传输线上的位置;
处理模块用以对当前物件的位置进行排序,并计算和更新物件的速度,计算物件离分离出口的距离,其计算公式为:
P[k].DO=Length_x-P[k].maxx_new
更新物件的速度,其计算公式为:
P[k].V=P[k].DO/(DS-OutV*OT)*OutV
其中:Length_x为分离段的长度,P[k].maxx_new为物件更新的位置,DS为物件分离间隔,OT为上一个物件分离的时间与当前的时间差,OutV为分离出口的皮带速度,k为物件的序号。
7.一种单件分离方法,包括步骤:
将物件导入到传输带上;
对导入的物件进行分散处理;
对物件进行分离;
对物件进行居中或靠边处理,实现物件的单列传输;
将单列传输的物件传输到后续处理设备,
其特征在于,对物件进行分离的方法为权利要求1至5中任一所述的单件分离控制方法。
8.一种单件分离装置,包括控制装置和传输装置,其特征在于:
控制装置为权利要求6所述的单件分离控制装置,用以采集物件信息并控制传输装置;
传输装置包括四个传输段:
导入段:将物件导入到传输带上;
分散段:对导入的物件进行分散处理;
分离段:对物件进行分离;
居中段:对物件进行居中或靠边处理,实现物件的单列传输;
导出段:将单列传输的物件传输到后续处理设备。
9.一种分拣***,包括单件分离装置,其特征在于,单件分离装置为权利要求8所述单件分离装置。
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