一種基于圖像的包件分揀機糾偏控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于圖像的包件分揀機糾偏控制系統，所述分揀機用于包件分揀時，所述糾偏控制系統包括控制單元、執行單元、圖像采集單元和圖像計算單元，控制單元用于分揀機主環控制，通過執行單元控制托盤皮帶運轉，執行單元根據控制單元命令完成托盤皮帶運轉，實現物體糾偏功能，圖像采集單元為安裝在主環上方，用于實時采集物體所在托盤圖像，圖像計算單元獲取圖像，定位托盤和物體并計算物體相對于托盤中心的x、y方向偏移值。
【專利說明】
一種基于圖像的包件分揀機糾偏控制系統
技術領域
[0001] 本發明屬于物流設備技術領域，特別涉及一種基于圖像的包件分揀機糾偏控制系 統。
【背景技術】
[0002] 近年來，電子商務行業飛速增長，網購的需求日益增多，因此也帶來了物流行業的 蓬勃發展，海量的郵件或包裹需要被及時、準確并且安全地進行分揀與運輸。由于被分揀包 件的數量增長迅猛，在物流分揀過程中，原本落后的人工分揀方法因其效率低下、人工費用 高以及勞動強度大等因素逐漸被拋棄并且由各種自動化分揀設備如包件分揀機等所取代。 通過這些最新的分揀設備，分揀效率可以大大提高。
[0003] 但是在實踐中，現有的包件分揀機亦有其局限性。目前機器控制還無法達到如人 一般心靈手巧，對于某些特殊包裹例如外形不規則物體、表面較光滑物體、比較輕的物體 等，在其上包分揀時，通過自動或半自動供包臺等設備將物體傳送到主環上托盤的過程中 可能出現偏差，物體沒有位于托盤理想的中心點，從而導致物體落格時可能無法準確落格， 出現諸如物體掉出格口或者物體被錯誤分揀至其它目的地格口的情況，影響了分揀安全以 及分揀的準確率。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種基于圖像的包件分揀機糾偏控制系統，目的在于克服現 有技術中的缺點實現將包件分揀機托盤上未居中的包裹、扁平件等物體進行自動糾偏對 中，提高物體落格的準確率。
[0005] -種基于圖像的包件分揀機糾偏控制系統，所述分揀機用于包件分揀時，分揀機 的托盤沿分揀機主環運行方向定義為X方向，在托盤平面上垂直于主環運行方向為y方向， 垂直于托盤平面的方向為z方向，托盤隨主環傳輸線沿X方向運行，同時托盤皮帶可沿y方向 左右轉動，將包件從供包臺接入托盤或者將包件從托盤上卸載到指定目的格口，
[0006] 所述糾偏控制系統包括控制單元、執行單元、圖像采集單元和圖像計算單元，
[0007] 控制單元，用于分揀機主環控制，通過執行單元控制托盤皮帶運轉，
[0008] 執行單元根據控制單元命令完成托盤皮帶運轉，實現物體糾偏功能，
[0009] 圖像采集單元為安裝在主環上方，用于實時采集物體所在托盤圖像，
[0010] 圖像計算單元獲取圖像，定位托盤和物體并計算物體相對于托盤中心的x、y方向 偏移值，
[0011] 其中，圖像計算單元對于物體在x、y方向偏移值計算過程如下，其中，物體即為所 述的包件，
[0012] 步驟A2.1、控制單元將分揀機托盤基準觸發信號實時發送給圖像采集單元，基準 觸發信號包含托盤脈沖和托盤號；
[0013] 步驟A2.1、控制單元通知圖像采集單元采集待測物體所在托盤圖像；
[0014] 步驟A2.2、圖像采集單元根據托盤基準觸發信號采集托盤圖像，將圖像和對應托 盤號發送給圖像計算單元；
[0015] 步驟A2.3、圖像計算單元根據圖像識別算法定位圖像中托盤位置和物體位置，計 算物體距離托盤中心的X、y方向偏移值(d x，dy)。
[0016] 進一步的，控制單元完成糾偏控制的過程如下：
[0017] 步驟B1、控制單元根據y方向偏移值dy計算托盤皮帶運轉方向和運行時間；
[0018] 步驟B2、控制單元通知執行單元皮帶運轉方向和運行時間，執行單元控制托盤皮 帶運轉，將物體移動到y方向中線位置；
[0019] 步驟B3、控制單元根據X方向偏移值和主環的運行速度，計算落格時間偏移量：
[0020]
[0021] 上式中Vm為主環速度，dx為X方向偏移值，均為已知量；
[0022]步驟B4、控制單元在正常居中物體落格時間的基礎上提前或延遲tdis通知執行單 元皮帶運轉方向和運行時間，執行單元控制托盤皮帶運轉，托盤開始轉動下包，落包效果完 全等同于將包件移動在托盤居中位置再落格。
[0023]進一步的，所述的步驟B1中，控制單元根據y方向偏移值dy計算托盤皮帶運轉方向 和運行時間，可以分為以下按兩種皮帶運轉方式分析計算y方向居中策略：
[0024] (1)如果托盤皮帶按啟動一勻速運轉一停止方式運行，設^為皮帶運行速度，那么 皮帶運行時間為：
[0025]
[0026]這樣，當托盤皮帶完全停止運動時，物體移動距離為dy，物體正好停在托盤y方向 中心位置；
[0027] (2)如果托盤皮帶按啟動一勾加速運轉一勾速運行一勾減速運行一停止方式運 行，設加速度a，最大調偏速度為v max，當托盤皮帶從靜止(速度0)按加速度a勻加速到最大調 偏速度Vmax，再按加速度a勻減速到0的轉動距離為：
[0028]
[0029] 皮帶調偏規則如下：
[0030] (a)當dy<ddrf時，則托盤皮帶從靜止按加速度a運行時間為：
[0031]
[0032] 再按加速度a從當前速度勻減速為0的時間也為tdis。這樣，當托盤皮帶完全停止運 動時，物體移動距離為dy，物體正好停在托盤y方向中心位置；（b)當d y >ddef時，則托盤皮帶 從靜止按加速度a運行時間為：
[0033]
[0034]接著按最大速度運行時間為：
[0035]
[0036] 再按加速度a從當前速度勻減速為0的時間也為tdisl。這樣，當托盤皮帶完全停止 運動時，物體移動距離為d y，物體正好停在托盤y方向中心位置。
[0037] 進一步的，控制單元為帶網卡的計算機、PLC、電路板等智能模塊，用于分揀機主環 控制，根據圖像采集單元和圖像計算單元得出物體偏移值后，根據物體偏移值計算托盤皮 帶運轉方向和時間，通知執行單元控制托盤皮帶運轉，
[0038] 執行單元為控制板和電機傳動部件組成的智能托盤控制系統，根據控制單元命令 完成托盤皮帶運轉，實現物體糾偏功能，
[0039] 圖像采集單元、圖像計算單元與控制單元通過網絡線與網絡交換機相連;控制單 元與執行單元通過紅外或漏纜通訊；
[0040] 圖像采集單元為安裝在主環上方的具有圖像采集功能的0BR閱讀器裝置，實時采 集物體所在托盤圖像；
[0041] 圖像計算單元為帶網卡的計算機，獲取圖像并定位托盤和物體并計算物體相對于 托盤中心的X、y方向偏移值。
[0042] 進一步的，托盤上的物體即為包件，包括包裹和扁平件。
[0043] 本發明將托盤上沿分揀機主環運行X方向物體的長度定義為物體長度，將物體沿y 方向物體的長度定義為物體寬度，將物體沿z方向物體的長度定義為物體高度;將托盤中心 定義為托盤沿X、y方向外接矩形的中心點，物體中心定義為物體沿X、y方向外接矩形的中心 點，將物體中心與托盤中心沿X、y方向的距離定義為物體在托盤上偏移值(d x，dy)。物體與托 盤位置及偏移如圖5所示，圖中標注了物體在托盤中所處位置及相對托盤中心的偏移值。d x 為物體沿X方向偏移，dx=0物體X方向無偏移，dx>0物體要逆主環運行方向向后偏移，d x〈0物 體要順主環運行方向向前偏移，才能實現物體沿X方向居中；dy為物體沿y方向偏移，d y=0物 體y方向無偏移，dy>0物體要沿托盤皮帶方向左偏移，dy〈0物體要沿托盤皮帶方向右偏移，才 能實現物體沿y方向居中。
[0044] 本發明提出了一種基于圖像采集裝置和圖像處理算法，對包件分揀機主環上運動 物體進行自動檢測，通過采集運動中托盤和物體的實時數據，計算物體相對于托盤中心的 偏移值，如經檢測發現托盤上有未居中物體，則根據偏移值計算托盤皮帶運轉方向和時間， 通知托盤皮帶運轉自動實現糾偏對中，從而達到提高物體落格準確率的目的。
【附圖說明】
[0045] 圖1為本發明實施例中基于兩種偏移值算法的糾偏控制系統功能結構圖。
[0046] 圖2為本發明實施例中基于測距偏移值算法的糾偏控制系統功能結構圖。
[0047] 圖3為本發明實施例中基于圖像偏移值算法的糾偏控制系統功能結構圖。
[0048] 圖4為本發明實施例中基于兩種偏移值算法的糾偏控制方法流程圖。
[0049] 圖5是本發明實施例中物體偏移值計算示意圖；
[0050] 圖6是本發明實施例中測距方法的物體頭尾計算示意圖。
【具體實施方式】
[0051 ]為了便于描述，本發明的術語對應如下：
[0052]在包件分揀機中，將托盤沿分揀機主環運行方向定義為X方向，在托盤平面上垂直 于主環運行方向為y方向，垂直于托盤平面的方向為z方向。托盤隨主環傳輸線沿X方向運 行，同時托盤皮帶可沿y方向左右轉動，將物體從供包臺接入托盤或者將物體從托盤上卸載 到指定目的格口。
[0053]將托盤上沿分揀機主環運行X方向物體的長度定義為物體長度，將物體沿y方向物 體的長度定義為物體寬度，將物體沿z方向物體的長度定義為物體高度;將托盤中心定義為 托盤沿X、y方向外接矩形的中心點，物體中心定義為物體沿X、y方向外接矩形的中心點，將 物體中心與托盤中心沿X、y方向的距離定義為物體在托盤上偏移值(d x，dy)。物體與托盤位 置及偏移如圖5所示，圖中標注了物體在托盤中所處位置及相對托盤中心的偏移值。d x為物 體沿X方向偏移，dx=0物體X方向無偏移，dx>0物體要逆主環運行方向向后偏移，d x〈0物體要 順主環運行方向向前偏移，才能實現物體沿X方向居中；dy為物體沿y方向偏移，d y = 0物體y 方向無偏移，dy>0物體要沿托盤皮帶方向左偏移，dy〈0物體要沿托盤皮帶方向右偏移，才能 實現物體沿y方向居中。
[0054]本發明改變了現有技術中的控制流程，在原有的物體供包到物體落格的流程中， 增加了基于測距采集裝置和基于圖像采集裝置的實時糾偏控制功能，本發明對包件分揀機 主環上運動物體進行自動檢測，計算物體相對于托盤的偏移值，如經檢測發現托盤上有未 居中物體，則根據偏移值計算托盤皮帶運轉方向和時間，通知托盤皮帶運轉自動實現糾偏 對中，從而達到提高物體落格準確率的目的。
[0055] 糾偏過程包括計算物體偏移值和控制糾偏落格兩個環節。本發明提出了兩種物體 偏移值計算方法，一種基于測距采集裝置和激光測距算法，另一種基于圖像采集裝置和圖 像處理算法，這兩種偏移值計算方法各有特點，當物體高度高于某一閾值時，測距偏移值計 算結果較準；當物體高度低于某一閾值時，圖像偏移值計算結果較準。其原因是當物體高度 過低，物體與托盤皮帶面很接近時，激光測距不能對物體進行有效定位，測距結果可信度不 足;而當物體高度過高，采集圖像中陰影部分較多，會影響圖像中物體定位準確度。本發明 的糾偏系統可將兩種方法綜合起來，當物體高度大于或等于某個閾值時，采用測距偏移值 進行物體糾偏；當物體高度小于某個閾值時，采用圖像偏移值進行物體糾偏，這樣可以有效 地彌補兩種偏移值計算方法的缺陷，對所有物體均能準確定位和糾偏落格。在實際使用中， 本發明也可根據物體實際情況，只采用本發明中一種偏移值計算方法構建糾偏系統。
[0056] 實施例1基于兩種偏移值算法的糾偏控制系統
[0057]本發明提出了兩種偏移值計算方法，一種基于測距采集裝置和激光測距算法，另 一種基于圖像采集裝置和圖像處理算法。糾偏系統可采用兩種算法相結合的方式構建。圖1 所示為基于兩種算法的糾偏控制系統功能結構圖，該系統包括位于分揀機主環上方的測距 采集單元、圖像采集單元、測距計算單元、圖像計算單元、控制單元和執行單元。
[0058] 測距采集單元為安裝在主環上方的激光測距儀裝置，它通過激光測量物體與測距 裝置間的距離，并將距離數據傳輸給上位機，實時獲取托盤和物體測距數據；
[0059] 測距計算單元為帶網卡和串口卡的計算機，接收測距儀的數據，并通過特定的算 法計算物體x、y方向偏移值和物體高度；
[0060] 圖像采集單元為安裝在主環上方的具有圖像采集功能的0BR閱讀器裝置，實時采 集物體所在托盤圖像；
[0061] 圖像計算單元為帶網卡的計算機，獲取圖像并根據特定的算法定位托盤和物體并 計算物體相對于托盤中心的X、y方向偏移值；
[0062] 控制單元為帶網卡的計算機、PLC、電路板等智能模塊，用于分揀機主環控制，它綜 合激光測距偏移值結果和圖像偏移值結果，得出物體偏移值后根據物體偏移值計算托盤皮 帶運轉方向和時間，通知執行單元控制托盤皮帶運轉。
[0063] 執行單元為控制板、電機等傳動部件組成的智能托盤控制系統，它根據控制單元 命令完成托盤皮帶運轉，實現物體糾偏功能。
[0064] 控制單元與測距計算單元通過串口線和網絡線相連;測距采集單元、圖像采集單 元、測距計算單元、圖像計算單元與控制單元通過網絡線與網絡交換機相連;控制單元與執 行單元通過紅外或漏纜通訊。
[0065]本系統采用激光測距與圖像識別相結合的方法，控制流程如圖4所示，控制原理簡 述如下：
[0066] 1.在分揀機上方安裝激光測距裝置，控制單元將托盤基準觸發信號實時發送給測 距計算單元，測距計算單元根據觸發信號獲取對應托盤的實時距離數據、基準觸發信號和 托盤參數計算物體高度和x、y方向偏移值;測距糾偏計算方法原理如圖6所示。
[0067] 2.在分揀機上方安裝圖像采集裝置，圖像采集單元根據控制單元發送的觸發信號 采集待測物體所在托盤圖像，圖像計算單元對所采集圖像進行處理，根據圖像處理算法定 位圖像中托盤和物體位置，計算物體x、y方向偏移值;圖像糾偏計算方法如圖5所示。
[0068] 3.控制單元根據物體高度分析激光測距偏移值和圖像偏移值，綜合得出物體相對 于托盤中心的偏移值結果；
[0069] 4.控制單元根據物體偏移值控制托盤皮帶運轉，將物體實際移動至托盤y方向中 線，同時在通知物體落格前根據X方向偏移值改變物體落格時間，邏輯上等同于將所測物體 統一移動至托盤中心再落格，進而達到在供包不斷變化的情況下仍能準確實現物體落格。
[0070] 根據上述控制原理，本發明實現了托盤上的物體(包裹、扁平件等）自動糾偏對中， 由于在邏輯上相當于將所測物體統一移動到了托盤中心位置再落格，所以能克服現有技術 中供包不準的缺點，在實際應用中將大大提高了包件落格的準確率。
[0071] 考慮激光測距和圖像處理兩種方式各有利弊，本實施案例中的糾偏系統采用了激 光測距和圖像處理兩種方式相結合的方法，通過設置物體高度閾值參數，當物體高度大于 或等于某個閾值時，采用測距偏移值進行物體糾偏；當物體高度小于某個閾值時，采用圖像 偏移值進行物體糾偏，這樣可以有效地彌補兩者糾偏方法的缺陷，對所有物體均能準確定 位。所述的糾偏控制方法，包括以下步驟：
[0072] 步驟A、計算偏移值 [0073] 步驟A1、計算測距偏移值
[0074]步驟A1.1、控制單元將分揀機托盤基準觸發信號實時發送給測距計算單元，基準 觸發信號包含托盤脈沖和托盤號；測距計算單元根據分揀機托盤實際尺寸設置托盤節距、 托盤X方向相對托盤基準觸發信號偏移的起始值和終止值(x trayi，xtray2)、托盤y方向起始值 和終止值(y trayl，y tray2 )。
[0075] 步驟Al. 2、測距計算單元根據托盤節距和托盤基準觸發信號計算主環的運行速 度。
[0076]步驟Al.3、當主環空轉(托盤上無物體)時，測距裝置獲取托盤的實時坐標數據，傳 送給測距計算單元，測距計算單元根據托盤基準觸發信號計算托盤Z方向值Ztrayl。
[0077] 步驟A1.4、當托盤上物體經過分揀機主環上方的測距裝置時，測距裝置不斷獲取 物體的實時坐標數據，傳送給測距計算單元。
[0078] 步驟A1.5、測距計算單元根據激光測距數據、托盤基準觸發信號以及主環的運行 速度，計算物體所在托盤號、計算物體在X方向相對托盤基準觸發信號偏移的起始值和終止 值(1]^11，111^12)、計算物體在7方向的起始值和終止值(711^11，711^12)、計算物體在2方向值最 'J、Zmaill 〇
[0079]步驟A1.6、測距計算單元根據托盤和物體在X方向、y方向的起始值和終止值，計算 被測物體中心相對于托盤中心位置是否有前后左右的偏移，如果有偏移則計算出偏移值
(dx，dy):
[0080]
[0081]
[0082]步驟A1.7、測距計算單元根據托盤和物體在z方向數據，計算被測物體的高度h:
[0083] h - Ztrayl-Zmaill
[0084] 步驟Al.8、測距計算單元將被測物體的托盤號、x與y方向的偏移值和物體高度發 送給控制單元。
[0085]步驟A2、計算圖像偏移值
[0086] 步驟A2.1、控制單元將分揀機托盤基準觸發信號實時發送給圖像采集單元，基準 觸發信號包含托盤脈沖和托盤號。
[0087] 步驟A2.1、控制單元通知圖像采集單元采集待測物體所在托盤圖像；
[0088] 步驟A2.2、圖像采集單元根據托盤基準觸發信號采集托盤圖像，將圖像和對應托 盤號發送給圖像計算單元。
[0089] 步驟A2.3、圖像計算單元根據圖像識別算法定位圖像中托盤位置和物體位置，計 算物體距離托盤中心的X、y方向偏移值(d x，dy)。
[0090] 步驟A3、綜合偏移值結果
[0091] 步驟A3.1、如果系統采用兩種偏移值算法，控制單元需要綜合測距計算單元和圖 像計算單元獲取的物體偏移值結果，當物體高度h大于等于設定值時，以測距計算結果為 準;當物體小于設定值時，以圖像計算結果為準。
[0092] 步驟A3.2、如果系統采用一種偏移值算法，控制單元將該算法計算的偏移值作為 獲取的物體偏移值。
[0093]步驟B、控制糾偏落格
[0094]步驟B1、控制單元根據y方向偏移值dy計算托盤皮帶運轉方向和運行時間。
[0095] 以下按兩種常見皮帶運轉方式分析計算y方向居中策略。
[0096] (1)如果托盤皮帶按啟動一勻速運轉一停止方式運行，設^為皮帶運行速度，那么 皮帶運行時間為：
[0097]
[0098] 這樣，當托盤皮帶完全停止運動時，物體移動距離為dy，物體正好停在托盤y方向 中心位置。
[0099] (2)如果托盤皮帶按啟動一勻加速運轉一勻速運行一勻減速運行一停止方式運 行，設加速度a，最大調偏速度為v max，當托盤皮帶從靜止(速度0)按加速度a勻加速到最大調 偏速度Vmax，再按加速度a勻減速到0的轉動距離為：
[0100]
[0101] 皮帶調偏規則如下：
[0102] (a)當dy<ddrf時，則托盤皮帶從靜止按加速度a運行時間為：
[0103]
[0104]冉按加速度a從當前速度勻減速為0的時間也為tdis。這樣，當托盤皮帶完全停止運 動時，物體移動距離為dy，物體正好停在托盤y方向中心位置；
[0105] (b)當dy>ddrf時，則托盤皮帶從靜止按加速度a運行時間為：
[0106]
[0107] 接著按最大速度運行時間為：
[0108]
[0109] 再按加速度a從當前速度勻減速為0的時間也為tdisl。這樣，當托盤皮帶完全停止 運動時，物體移動距離為d y，物體正好停在托盤y方向中心位置；
[0110] 上述為兩種常見皮帶運轉方式y方向居中策略，其他皮帶運轉方式可以類似計算。
[0111] 步驟B2、控制單元通知執行單元皮帶運轉方向和運行時間，執行單元控制托盤皮 帶運轉，將物體移動到y方向中線位置。
[0112] 步驟B3、控制單元根據X方向偏移值和主環的運行速度，計算落格時間偏移量：
[0113]
[0114] 上式中Vm為主環速度，dx為X方向偏移值。均為已知。
[0115] 步驟B4、控制單元在正常居中物體落格時間的基礎上提前或延遲tdis通知執行單 元皮帶運轉方向和運行時間，執行單元控制托盤皮帶運轉，托盤開始轉動下包，落包效果完 全等同于將包件移動在托盤居中位置再落格。
[0116] 實施例2基于測距偏移值算法的糾偏控制系統
[0117] 本發明提出了兩種偏移值計算方法，在實際使用中，根據待分揀物體特性，可采用 一種算法構建糾偏控制系統，如圖2所示為基于測距算法的糾偏控制系統功能結構圖，該系 統包括位于分揀機主環上方的測距采集單元、測距計算單元、控制單元和執行單元。各單元 定義與實施例1相同。
[0118] 由于只采用一種基于激光測距的偏移值計算方法，控制單元不需要再綜合兩種偏 移值結果，直接將測距偏移值作為物體偏移結果，據此計算托盤皮帶運轉方向和時間，通知 執行單元控制托盤皮帶運轉，實現物體糾偏功能。
[0119] 本實施例糾偏控制方法的步驟在實施例1中步驟的基礎上刪除步驟A2。
[0120] 實施例3基于圖像偏移值算法的糾偏控制系統
[0121] 本發明提出了兩種偏移值計算方法，在實際使用中，根據待分揀物體特性，可采用 一種算法構建糾偏控制系統，如圖3所示為基于圖像處理算法的糾偏控制系統功能結構圖， 該系統包括位于分揀機主環上方的圖像采集單元、圖像計算單元、控制單元和執行單元。各 單元定義與實施例1相同。
[0122] 由于只采用一種基于激光測距的偏移值計算方法，控制單元不需要再綜合兩種偏 移值結果，直接將圖像偏移值作為物體偏移結果，據此計算托盤皮帶運轉方向和時間，通知 執行單元控制托盤皮帶運轉，實現物體糾偏功能。
[0123] 本實施例糾偏控制方法的步驟在實施例1中步驟的基礎上刪除步驟A1。
【主權項】
1. 一種基于圖像的包件分煉機糾偏控制系統，所述分煉機用于包件分煉時，分煉機的 托盤沿分煉機主環運行方向定義為X方向，在托盤平面上垂直于主環運行方向為y方向，垂 直于托盤平面的方向為Z方向，托盤隨主環傳輸線沿X方向運行，同時托盤皮帶可沿y方向左 右轉動，將包件從供包臺接入托盤或者將包件從托盤上卸載到指定目的格口， 所述糾偏控制系統包括控制單元、執行單元、圖像采集單元和圖像計算單元， 控制單元，用于分煉機主環控制，通過執行單元控制托盤皮帶運轉， 執行單元根據控制單元命令完成托盤皮帶運轉，實現物體糾偏功能， 圖像采集單元為安裝在主環上方，用于實時采集物體所在托盤圖像， 圖像計算單元獲取圖像，定位托盤和物體并計算物體相對于托盤中屯、的X、y方向偏移 值， 其中，圖像計算單元對于物體在x、y方向偏移值計算過程如下，其中，物體即為所述的 包件， 步驟A2.1、控制單元將分煉機托盤基準觸發信號實時發送給圖像采集單元，基準觸發 信號包含托盤脈沖和托盤號； 步驟A2.1、控制單元通知圖像采集單元采集待測物體所在托盤圖像； 步驟A2.2、圖像采集單元根據托盤基準觸發信號采集托盤圖像，將圖像和對應托盤號 發送給圖像計算單元； 步驟A2.3、圖像計算單元根據圖像識別算法定位圖像中托盤位置和物體位置，計算物 體距離托盤中屯、的X、y方向偏移值(山，dy )。2. 如權利要求1所述的基于圖像的包件分煉機糾偏控制系統，其特征在于，控制單元完 成糾偏控制的過程如下： 步驟B1、控制單元根據y方向偏移值dy計算托盤皮帶運轉方向和運行時間； 步驟B2、控制單元通知執行單元皮帶運轉方向和運行時間，執行單元控制托盤皮帶運 轉，將物體移動到y方向中線位置； 步驟B3、控制單元根據X方向偏移值和主環的運行速度，計算落格時間偏移量：上式中Vm為主環速度，山為X方向偏移值，均為已知量； 步驟B4、控制單元在正常居中物體落格時間的基礎上提前或延遲tdis通知執行單元皮 帶運轉方向和運行時間，執行單元控制托盤皮帶運轉，托盤轉動下包。3. 如權利要求2所述的基于圖像的包件分煉機糾偏控制系統，其特征在于，所述的步驟 B1中，控制單元根據y方向偏移值dy計算托盤皮帶運轉方向和運行時間，可W分為W下按兩 種皮帶運轉方式分析計算y方向居中策略： (1)如果托盤皮帶按啟動--勻速運轉--停止方式運行，設Va為皮帶運行速度，那么皮帶 運行時間為：運樣，當托盤皮帶完全停止運動時，物體移動距離為dy，物體正好停在托盤y方向中屯、位 置； (2)如果托盤皮帶按啟動--勻加速運轉--勻速運行--勻減速運行--停止方式運行，設 加速度a,最大調偏速度為Vmax，當托盤皮帶從靜止(速度0)按加速度a勻加速到最大調偏速 度Vmax，再按加速度a勻減速到0的轉動距離為：皮帶調偏規則如下： (a) 當dy《ddef時，則托盤皮帶從靜止按加速度a運行時間為：再按加速度a從當前速度勻減速為0的時間也為tdis，運樣，當托盤皮帶完全停止運動 時，物體移動距離為dy，物體正好停在托盤y方向中屯、位置； (b) 當dy>ddef時，則托盤皮帶從靜止按加速度a運行時間為：接著按最大速度運行時間為：再按加速度a從當前速度勻減速為0的時間也為tdisi，運樣，當托盤皮帶完全停止運動 時，物體移動距離為dy，物體正好停在托盤y方向中屯、位置。4. 如權利要求1所述的基于圖像的包件分煉機糾偏控制系統，其特征在于， 控制單元為帶網卡的計算機、PLC、電路板等智能模塊，用于分煉機主環控制，根據圖像 采集單元和圖像計算單元得出物體偏移值后，根據物體偏移值計算托盤皮帶運轉方向和時 間，通知執行單元控制托盤皮帶運轉， 執行單元為控制板和電機傳動部件組成的智能托盤控制系統，根據控制單元命令完成 托盤皮帶運轉，實現物體糾偏功能， 圖像采集單元、圖像計算單元與控制單元通過網絡線與網絡交換機相連;控制單元與 執行單元通過紅外或漏纜通訊； 圖像采集單元為安裝在主環上方的具有圖像采集功能的OBR閱讀器裝置，實時采集物 體所在托盤圖像； 圖像計算單元為帶網卡的計算機，獲取圖像并定位托盤和物體并計算物體相對于托盤 中屯、的X、y方向偏移值。5. 如權利要求1所述的基于圖像的包件分煉機糾偏控制系統，，其特征在于， 托盤上的物體即為包件，包括包裹和扁平件。
【文檔編號】G05B19/402GK105974885SQ201610531488
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月7日
【發明人】徐玲, 范生淼, 呂淑靜, 丁莉
【申請人】上海郵政科學研究院