本發(fā)明涉及智能分揀與碼垛，尤其涉及一種矩形物料隨動分揀混合碼垛方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，智能裝備已大量應(yīng)用在生產(chǎn)制造、倉儲物流行業(yè)，為企業(yè)節(jié)省了大量的人力，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。生產(chǎn)制造及倉儲物流領(lǐng)域一項重要的環(huán)節(jié)是貨物的碼垛，尤其是針對數(shù)量巨大的箱體類包裝的貨品。利用人力對貨物的碼垛，不僅大大增加企業(yè)的人力成本，而且還增加人員健康風(fēng)險。

2、中國專利申請?zhí)枮閏n110681614a的專利文獻(xiàn)公開了一種基于計算機(jī)視覺的碼垛機(jī)器人分揀裝置，包括攝像頭、輸送平臺，輸送平臺包括輸送輥、輸送皮帶，輸送皮帶纏繞在輸送輥外部，輸送平臺一側(cè)設(shè)有上料轉(zhuǎn)盤，上料轉(zhuǎn)盤上放置有待碼垛產(chǎn)品，輸送平臺與上料轉(zhuǎn)盤之間安裝有下滑平臺，攝像頭安裝在輸送平臺正上方，輸送平臺上設(shè)有加工點、碼垛點和攔截點。

3、現(xiàn)有的分揀碼垛行業(yè)設(shè)備對矩形物品進(jìn)行分揀碼垛時，只能實現(xiàn)單一矩形尺寸物品碼垛，不能實現(xiàn)多種規(guī)格尺寸的混合分揀碼垛，從而影響碼垛的效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種矩形物料隨動分揀混合碼垛方法及系統(tǒng)，可以解決碼垛過程效率低下的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種矩形物料隨動分揀混合碼垛方法，該方法包括：

3、對輸送帶上若干實際矩形物料進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果獲取若干實際矩形物料信息；

4、分析若干所述實際矩形物料信息，基于物料信息分析結(jié)果繪制物料信息圖，根據(jù)物料信息圖的分析結(jié)果對若干所述實際矩形物料分類，獲取物料分類結(jié)果；

5、基于所述分類結(jié)果分別將若干所述實際矩形物料分揀傳輸至第一循環(huán)緩沖線或第二循環(huán)緩沖線中，分別對第一循環(huán)緩沖線和第二循環(huán)緩沖線中實際矩形物料進(jìn)行排序，基于碼垛盤信息和排序結(jié)果確定預(yù)設(shè)碼垛策略；

6、基于預(yù)設(shè)碼垛策略確定目標(biāo)矩形物料，通過視覺檢測裝置識別所述目標(biāo)矩形物料是否符合預(yù)設(shè)抓取條件，若符合預(yù)設(shè)抓取條件，則通過抓取機(jī)構(gòu)將所述目標(biāo)矩形物料放置碼垛盤中對應(yīng)地調(diào)整碼垛位置，若不符合預(yù)設(shè)抓取條件，則所述目標(biāo)矩形物料在所述循環(huán)緩沖線中繼續(xù)循環(huán)；

7、基于所述目標(biāo)矩形物料對應(yīng)的目標(biāo)物料信息和三維裝箱算法計算所述目標(biāo)矩形物料的預(yù)設(shè)碼垛位置；

8、基于所述目標(biāo)物料信息生成目標(biāo)矩形物料模型，基于所述目標(biāo)矩形物料模型和所述預(yù)設(shè)碼垛位置生成預(yù)覽碼垛模型，對所述預(yù)覽碼垛模型進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果判斷傾倒風(fēng)險，基于傾倒風(fēng)險調(diào)整所述預(yù)設(shè)碼垛位置，獲取調(diào)整碼垛位置；

9、對所述碼垛盤實際碼垛布局進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果確定是否完成物料碼垛。

10、進(jìn)一步地，所述根據(jù)檢測結(jié)果獲取若干實際矩形物料信息的步驟包括：

11、基于rfid讀寫器讀取任一所述實際矩形物料上的rfid標(biāo)簽，基于讀取結(jié)果獲取實際重量信息、實際抗壓信息和初始尺寸信息；

12、基于圖像檢測技術(shù)識別所述實際矩形物料的圖像，以對圖像進(jìn)行分析獲取圖像尺寸信息，以根據(jù)圖像對所述初始尺寸信息進(jìn)行校驗，根據(jù)校驗結(jié)果確定實際尺寸信息。

13、進(jìn)一步地，所述基于物料信息分析結(jié)果繪制物料信息圖的步驟包括：

14、基于所述實際尺寸信息確定所述實際矩形物料的體積信息；

15、分別將所述體積信息、所述實際重量信息和所述實際抗壓信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；

16、將標(biāo)準(zhǔn)化后的所述體積信息、所述實際重量信息和所述實際抗壓信息映射在空白預(yù)設(shè)圓形圖中，生成物料信息圖。

17、進(jìn)一步地，所述根據(jù)物料信息圖的分析結(jié)果對若干所述實際矩形物料分類的步驟包括：

18、計算所述物料信息圖中物料信息區(qū)域的占比，作為實際占比；

19、將所述實際占比與預(yù)設(shè)占比進(jìn)行比較，當(dāng)實際占比大于預(yù)設(shè)占比時，將所述實際物料劃分為下層物料，當(dāng)實際占比小于等于預(yù)設(shè)占比時，將所述實際物料劃分為中上層物料。

20、進(jìn)一步地，所述基于碼垛盤信息確定預(yù)設(shè)碼垛策略的步驟包括：

21、確定所述碼垛盤的尺寸信息和承重信息；

22、基于所述承重信息確定放置物料的最大總重量；

23、基于所述尺寸信息確定放置物料的最大擺放面積和最大擺放高度；

24、基于所述最大總重量、所述最大擺放面積、所述最大擺放高度和所述排序結(jié)果確定所述預(yù)設(shè)碼垛策略。

25、進(jìn)一步地，所述通過視覺檢測裝置識別所述目標(biāo)矩形物料是否符合預(yù)設(shè)抓取條件的步驟包括：

26、通過視覺檢測裝置捕獲所述目標(biāo)矩形物料的實時圖像；

27、通過圖像分割算法識別所述實時圖像中目標(biāo)矩形物料圖像；

28、將所述目標(biāo)矩形物料圖像與預(yù)設(shè)物料圖像進(jìn)行匹配，獲取圖像匹配結(jié)果；

29、若所述圖像匹配結(jié)果相同，則識別所述目標(biāo)矩形物料圖像中的實際姿態(tài)，將實際姿態(tài)與預(yù)設(shè)姿態(tài)進(jìn)行比較，獲取姿態(tài)比較結(jié)果；

30、若所述姿態(tài)比較結(jié)果相同，則所述目標(biāo)矩形物料符合所述預(yù)設(shè)抓取條件。

31、進(jìn)一步地，所述基于所述目標(biāo)矩形物料對應(yīng)的目標(biāo)物料信息和三維裝箱算法計算所述目標(biāo)矩形物料的預(yù)設(shè)碼垛位置的步驟包括：

32、獲取所述目標(biāo)矩形物料的實際長度值、實際寬度值和實際高度值；

33、根據(jù)所述實際長度值、實際寬度值、實際高度值和所述碼垛盤內(nèi)的當(dāng)前空間布局利用所述三維裝箱算法進(jìn)行空間計算；

34、基于空間計算結(jié)果確定所述預(yù)設(shè)碼垛位置。

35、進(jìn)一步地，所述基于分析結(jié)果判斷傾倒風(fēng)險的步驟包括：

36、識別計算所述目標(biāo)矩形物料與周圍物料之間的接觸面積和支撐點數(shù)量；

37、基于所述接觸面積和所述支撐點數(shù)量確定所述目標(biāo)矩形物料的傾倒風(fēng)險。

38、進(jìn)一步地，所述對所述碼垛盤實際碼垛布局進(jìn)行分析的步驟包括：

39、獲取所述碼垛盤的實際三維圖像；

40、通過圖像識別算法對所述三維圖像進(jìn)行處理，提取出碼垛盤中的物料分布信息；

41、基于所述物料分布信息計算實際穩(wěn)定性，獲取穩(wěn)定性結(jié)果；

42、基于所述穩(wěn)定性結(jié)果判斷是否完成物料碼垛。

43、另一方面，本發(fā)明還提供一種矩形物料隨動分揀混合碼垛系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

44、檢測模塊，用以對輸送帶上若干實際矩形物料進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果獲取若干實際矩形物料信息；

45、分類模塊，與所述檢測模塊連接，用以分析若干所述實際矩形物料信息，基于物料信息分析結(jié)果繪制物料信息圖，根據(jù)物料信息圖的分析結(jié)果對若干所述實際矩形物料分類，獲取物料分類結(jié)果；

46、策略確定模塊，與所述分類模塊連接，用以基于所述分類結(jié)果分別將若干所述實際矩形物料分揀傳輸至第一循環(huán)緩沖線或第二循環(huán)緩沖線中，分別對第一循環(huán)緩沖線和第二循環(huán)緩沖線中實際矩形物料進(jìn)行排序，基于碼垛盤信息和排序結(jié)果確定預(yù)設(shè)碼垛策略；

47、判斷模塊，與所述策略確定模塊連接，用以基于預(yù)設(shè)碼垛策略確定目標(biāo)矩形物料，通過視覺檢測裝置識別所述目標(biāo)矩形物料是否符合預(yù)設(shè)抓取條件，若符合預(yù)設(shè)抓取條件，則通過抓取機(jī)構(gòu)將所述目標(biāo)矩形物料放置碼垛盤中對應(yīng)地調(diào)整碼垛位置，若不符合預(yù)設(shè)抓取條件，則所述目標(biāo)矩形物料在所述循環(huán)緩沖線中繼續(xù)循環(huán)；

48、計算模塊，與所述判斷模塊連接，用以基于所述目標(biāo)矩形物料對應(yīng)的目標(biāo)物料信息和三維裝箱算法計算所述目標(biāo)矩形物料的預(yù)設(shè)碼垛位置；

49、調(diào)整模塊，與所述計算模塊連接，用以基于所述目標(biāo)物料信息生成目標(biāo)矩形物料模型，基于所述目標(biāo)矩形物料模型和所述預(yù)設(shè)碼垛位置生成預(yù)覽碼垛模型，對所述預(yù)覽碼垛模型進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果判斷傾倒風(fēng)險，基于傾倒風(fēng)險調(diào)整所述預(yù)設(shè)碼垛位置，獲取調(diào)整碼垛位置；

50、碼垛確定模塊，與所述調(diào)整模塊連接，用以對所述碼垛盤實際碼垛布局進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果確定是否完成物料碼垛。

51、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，通過對輸送帶上的實際矩形物料進(jìn)行檢測和信息分析，能夠迅速獲取物料信息并繪制物料信息圖，進(jìn)而實現(xiàn)物料的快速分類，能夠顯著提高物料處理的效率，根據(jù)物料的分類結(jié)果，結(jié)合碼垛盤信息和排序結(jié)果，制定更加合理的碼垛策略，確保物料在碼垛盤中的分布更加均勻、穩(wěn)定，從而提高碼垛質(zhì)量，通過視覺檢測裝置識別目標(biāo)矩形物料是否符合預(yù)設(shè)抓取條件，實現(xiàn)了智能抓取，確保只有符合條件的物料被碼垛，避免了因物料質(zhì)量不佳或形狀不符等問題導(dǎo)致的碼垛失敗，在碼垛過程中，通過三維裝箱算法計算目標(biāo)矩形物料的預(yù)設(shè)碼垛位置，并基于目標(biāo)物料信息生成預(yù)覽碼垛模型，通過對預(yù)覽碼垛模型的分析，判斷物料的傾倒風(fēng)險，并據(jù)此調(diào)整碼垛位置，顯著降低物料在碼垛過程中的傾倒風(fēng)險，確保碼垛過程的安全性和穩(wěn)定性，在碼垛過程中，對碼垛盤的實際碼垛布局進(jìn)行實時監(jiān)控和分析，確保整個碼垛過程的高效性和準(zhǔn)確性。

52、尤其，通過將物料信息圖中物料信息區(qū)域的占比與預(yù)設(shè)占比進(jìn)行比較，能夠明確地將物料劃分為下層物料和中上層物料，便于后續(xù)對物料進(jìn)行針對性的處理或管理，在計算物料信息區(qū)域的占比時，綜合考慮了標(biāo)準(zhǔn)化后的體積信息、實際重量信息和實際抗壓信息能夠更全面、準(zhǔn)確地反映物料的整體性能，避免了單一屬性對分類結(jié)果的影響，將物料劃分為下層物料和中上層物料，有助于優(yōu)化資源配置，提高后續(xù)碼垛效率。

53、尤其，通過依據(jù)碼垛盤的尺寸信息和承重信息確保在碼垛過程中充分利用碼垛盤的容量，有助于提高碼垛的效率和穩(wěn)定性，通過按照預(yù)先的排序結(jié)果進(jìn)行碼垛，確保物料在碼垛盤中的擺放順序符合預(yù)定的優(yōu)先級或要求，有助于提高碼垛效率，優(yōu)先選取第一循環(huán)緩沖線中的物料進(jìn)行碼垛有助于確保下層物料得到優(yōu)先處理，提高碼垛的穩(wěn)定性，當(dāng)?shù)谝谎h(huán)緩沖線中的物料無法滿足碼垛盤的要求時，選取第二循環(huán)緩沖線中的物料進(jìn)行碼垛，充分利用碼垛空間，降低物料傾倒風(fēng)險，提高碼垛的安全性。

54、尤其，通過使用三維裝箱算法，根據(jù)目標(biāo)矩形物料的實際尺寸和碼垛盤內(nèi)的當(dāng)前空間布局，精確地計算出物料在碼垛盤中的最佳碼放位置，有助于最大化利用碼垛盤的空間，減少空間浪費(fèi)，提高整體的空間利用率，三維裝箱算法能夠基于物料的尺寸和形狀，在碼垛盤內(nèi)構(gòu)建出穩(wěn)定且緊湊的碼垛結(jié)構(gòu)，有利于減少物料在運(yùn)輸和存儲過程中的移動和損壞，還能提高碼垛堆的整體穩(wěn)定性，通過應(yīng)用三維裝箱算法，實現(xiàn)物料碼垛的自動化計算和優(yōu)化，提高了碼垛效率。