一种智能仓储机器识物分拣系统及方法与流程

本发明涉及智能仓储，具体涉及一种智能仓储机器识物分拣系统及方法。

背景技术：

1、智能仓储物流是利用先进的技术和设备，实现仓储和物流过程的自动化、智能化和高效化。

2、申请号为201910704536.4的发明专利中公开了一种智能分拣系统，其特征在于，所述系统包括：仓储机器人，所述仓储机器人用于接收第一运送指令，所述第一运送指令包括运送的第一料箱信息和/或货物信息，并根据所述第一运送指令，将所述第一料箱和/或货物运送至预设货架上的预设位置，所述预设位置用于放置所述第一料箱和/或货物，所述预设位置与所述第一料箱和/或货物的发货目的地对应；

3、所述仓储机器人还用于：将需要更换的目标料箱所在的分拣格口进行锁定，根据料箱更换指令，行进至目标料箱所在的分拣格口：在将空料箱搬运至分拣格口后，发送分拣格口释放指令和/或料箱更换完成指令，以释放所述分拣格口，其中，在更换料箱过程中，所述分拣格口处于锁定状态；

4、所述料箱更换指令包括空料箱存放位置信息，所述仓储机器人还用于：根据所述料箱更换指令，行进至所述空料箱存放位置，并指示搬运组件将所述空料箱存放至存储单元；其中，所述存储单元有多个，仓储机器人在所述空料箱的存放地点每次抓取一个空料箱放置对应的存储单元，并根据需要更换的目标料箱的数量，抓取空料箱。

5、该申请在于解决：“人工对搬移料箱至发货目的地对应的托盘或暂存位置，影响了货物分拣效率”的问题。

6、然而，在智能仓储发货过程中的货物装车，目前绝大多数仍有人工搬运的方式，对所需发出的货物进行堆码整装，待货物堆满货物集装箱后，再对货物进行运输，在此过程中，货物向货物集装箱中堆码的过程，往往由工作人员基于以往货物堆放经验，对货物进行堆放，此种方式，无法将货物堆码合理性最大化，导致货物集装箱内部空间存在一定浪费，进而造成货物运输成本的增加。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种智能仓储机器识物分拣系统及方法，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、第一方面，一种智能仓储机器识物分拣系统，包括：采集层、分析层及流转层；

4、仓储货物在装车时，传输货物传送带上传输的货物通过采集层采集货物轮廓信息，基于货物轮廓信息构建货物三维模型，分析层中上传有货物集装箱规格参数，货物集装箱规格参数同步向采集层反馈，应用采集层基于货物集装箱规格参数构建货物集装箱三维模型，分析层同步接收货物三维模型，分析货物三维模型对应货物装载适应性，并将货物三维模型对应货物装载适应性向流转层反馈，流传层基于货物装载适应性决策货物传输目标；

5、所述分析层包括接收模块、分析模块及刷新模块，接收模块用于接收采集层中构建的货物三维模型，将货物三维模型向分析模块发送，分析模块用于获取接收模块中反馈的货物三维模型，对货物三维模型进行装载适应性分析，刷新模块用于刷新分析层运行；

6、所述分析模块中对于货物三维模型的装载适应性分析逻辑表示为：

7、

8、式中：f为货物三维模型装载适应性判定值；sbox为集装箱三维模型的一组内表面；sgoods为货物三维模型的一组表面；f′为货物三维模型装载适应性判定值f的修正结果；χ为修正因子；

9、其中，sim(sbox,sgoods)down表示集装箱三维模型内表面中底面与货物三维模型底面的相似性，sim(sbox,sgoods)facade表示集装箱三维模型内表面中与货物相贴的立面与货物三维模型立面的相似性，修正因子取值处于0.1＞χ≥0，且服从货物集装箱内当前装载货物越多，修正因子χ的取值越小，反之，修正因子χ取值越大，f′≥1，表示货物三维模型对应货物适应装载，反之，表示货物三维模型对应货物不适应当前装载；

10、所述接收模块通过无线网络交互连接有构建模块，所述构建模块通过无线网络交互连接有识别模块及传感模组，所述接收模块通过无线网络交互连接有分析模块及刷新模块，所述刷新模块通过无线网络交互连接有判定模块，所述判定模块通过无线网络交互连接有传输模块。

11、更进一步地，所述采集层包括传感模组、识别模块及构建模块，传感模组用于感应自身测距端至货物表面的距离，识别模块用于接收并遍历传感模组感应到的自身测距端至货物表面的距离，识别可用距离参数，基于识别结果筛选可用距离参数，构建模块用于获取识别模块中识别到的可用距离参数，应用可用距离参数构建货物三维模型；

12、其中，传感模组为测距传感器，传感模组设置有若干组，若干组所述传感模组呈等距阵列状部署于货物传送带的左、右、上侧，识别模块中对应货物传送带左右侧及上侧部署的传感模组分别设置有两组比对距离参数，两组比对距离参数分别为货物传送带左右侧部署传感模组的间距、上侧部署传感模组到货物传送带表面的距离，识别模块基于识别结果筛选可用距离参数时，首先获取测距端至货物表面距离的来源测距模组部署位置，再以测距模组部署位置选择对应比对距离参数，应用选择的比对距离参数与测距模组感应到的测距端至货物表面的距离进行比对，两组距离相等时，测距模组感应到的测距端至货物表面的距离被舍弃，反之，测距模组感应到的测距端至货物表面的距离，即识别模块筛选所得可用距离参数。

13、更进一步地，距离货物传送带输入端最近的任意两组传感模组实时运行，执行测距任务，在首次感应到自身测距端测量距离，均为非识别模块中设置的两组比对距离参数时，控制传感模组运行频率翻倍，运行频率翻倍状态下，传感模组感应到自身测距端测量距离均为识别模块中设置的两组比对距离参数时，当前执行测距任务的传感模组停止运行，并同步触发所有传感模组同步运行一次，执行测距任务；

14、其中，传感模组同步触发执行测距任务时，测距结果被识别模块接收及处理，识别模块及构建模块在接收或传输距离参数时，根据距离参数来源测距模组部署顺序依次传输。

15、更进一步地，所述构建模块在构建货物三维模型时，基于两组比对距离参数确定货物三维模型构建空间，基于识别模块筛选所得可用距离参数确定货物轮廓，应用货物轮廓及可用距离参数构建货物三维模型。

16、更进一步地，所述接收模块还用于上传货物集装箱规格参数，接收模块中上传的货物集装箱规格参数同步向采集层中构建模块发送，构建模块基于货物集装箱规格参数构建货物集装箱三维模型，并将构建所得货物集装箱三维模型进一步反馈至分析模块中储存；

17、货物与传送带表面接触面、货物与货物集装箱放置面接触面、货物三维模型底面对应货物表面，均为货物的同一面，刷新模块由系统端用户手动控制运行，在货物集装箱内每次堆码一排货物后，刷新分析层运行。

18、更进一步地，所述刷新模块刷新分析层运行时，刷新模块同步获取货物集装箱三维模型及已堆码货物三维模型，基于货物集装箱内堆码位置，在货物集装箱三维模型中对应位置分割堆码货物对应货物三维模型，分割剩余的货物集装箱三维模型向分析模块中发送，迭代分析模块中原储存货物集装箱三维模型；

19、其中，货物集装箱在堆码货物时，服从由内至外，由下至上的堆码逻辑。

20、更进一步地，

21、式中：sim(sbox,sgoods)为集装箱三维模型的一组内表面与货物三维模型的一组表面的相似性；lbox、lgoods为集装箱三维模型的一组内表面与货物三维模型的一组表面的长；wbox、wgoods为集装箱三维模型的一组内表面与货物三维模型的一组表面的宽；n为表面图形中角的集合；(ri)box为集装箱三维模型的一组内表面中第i组角的角度值；(ri)goods为货物三维模型的一组表面中第i组角的角度值；

22、sim(sbox,sgoods)的值越接近1，表示两组表面的相似性越高，刷新模块运行刷新分析层运行时，分析模块再次运行阶段，对货物三维模型的装载适应性进行分析时，sim(sbox,sgoods)down中sbox可以是任意一组货物集装箱中最上层装载货物对应货物三维模型的上表面，sim(sbox,sgoods)facade中sbox来源为分析模块中储存的最新货物集装箱三维模型内立面中，与货物相贴货物集装箱内立面对应的货物集装箱三维模型内立面；

23、其中，sim(sbox,sgoods)facade中sbox在确定货物集装箱三维模型内立面后，获取货物集装箱三维模型中所有表示最上层装载货物对应货物三维模型上表面的区域，所在上方空间对应局部模型，局部模型的立面即sbox。

24、更进一步地，所述流转层包括判定模块及传输模块，判定模块用于接收分析模块中对于货物三维模型的装载适应性分析结果，基于分析结果判定货物三维模型对应货物是否适应装载，传输模块用于获取判定模块中对于货物三维模型对应货物的是否适应装载的判定结果，基于判定结果对货物三维模型对应货物进行进一步传输；

25、其中，传输模块由传输带所集成，传输带与货物传送带功能相同，传输模块对货物进行传输时，传输目标为货物传送带的初始传输位置或货物集装箱，判定模块判定结果为是时，传输模块对于货物的传输目标为货物集装箱，判定模块判定结果为否时，传输模块对于货物的传输目标为货物传送带的初始传输位置。

26、第二方面，一种智能仓储机器识物分拣方法，包括以下步骤：

27、步骤1：获取货物传送带上传输货物的轮廓信息，基于货物轮廓信息构建货物三维模型；

28、步骤11：货物三维模型构建逻辑的设定阶段；

29、步骤2：上传货物集装箱规格参数，基于货物集装箱规格参数构建货物集装箱三维模型；

30、步骤3：结合货物集装箱三维模型及货物三维模型分析货物三维模型对应货物的装载适应性；

31、步骤31：货物装载适应性的设定阶段；

32、步骤4：根据货物三维模型对货物装载适应性分析结果判定货物是否适应货物集装箱当前装载；

33、步骤5：获取货物是否适应货物集装箱当前装载的判定结果，基于判定结果决策对货物进行进一步传输；

34、步骤51：决策逻辑的设定阶段。

35、采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

36、本发明提供一种智能仓储机器识物分拣系统，该系统在运行过程中，通过货物轮廓信息的采集，构建货物三维模型，进一步以货物集装箱三维模型作为参考数据，为货物于集装箱内部堆码时的堆码顺序带来规划效果，从而以此更加有效的对货物进行堆码，确保集装箱内堆码货物合理、紧密，不易或更少的出现集装箱内部装载空间的浪费，从而达到降低货物运输成本的效果，且由此，能够使得集装箱内部货物堆码更加紧凑，从而提升集装箱在装载货物运输过程中的稳定性；

37、且进一步由一种智能仓储机器识物分拣方法辅助上述系统运行，使系统运行逻辑更加完整，为以由系统及方法所组成的技术方案在实际应用阶段，更加稳定、有效。