融合机器视觉与激光扫描的快递条码自动识别方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种融合机器视觉与激光扫描的快递条码自动识别方法及系统，主要包括：利用光幕传感器实现自动分拣线上的各类不同尺寸的快递包裹高度检测；根据不同包裹的高度值，利用一维直线运动单元自适应调节数据采集单元高度，以保证数据采集单元与快递上表面之间距离恒定；将激光扫描仪与两组工业相机结合完成对快递的条码识别，提高识别准确率；通过条码数据与网络数据库数据比对，寻找待测包裹的目的地，完成分拣。本方法快递条码识别精度高，能实现不同尺寸快递的实时识别，降低了人工成本，提高了快递分拣过程的自动化、智能化程度。

【技术实现步骤摘要】
融合机器视觉与激光扫描的快递条码自动识别方法及系统
本专利技术属于物流自动化与图像识别
，具体涉及一种融合机器视觉与激光扫描的快递条码自动识别方法及系统。
技术介绍
近年来随着我国经济和电子商务的快速发展，快递市场迅猛发展，特别是随着网络购物的狂潮，快递服务呈现出翻倍式的增长趋势，据国家邮政局不完全统计，2015年快递业务总量预计要达到200亿件，比“十二五”初期增长8倍，快递规模持续扩大，服务水平不断提升，企业的数量也大幅增加。面对爆炸式增长的快递派送量，提高快递行业的自动化水平、提高工作效率十分迫切。在快递行业以及快递发送的工作流程中，如何高效的将快递发送至目的地是关键要素，现阶段国内的快递企业都是以手工分拣为主，分拣花费时间占快递配送中心工作流程时间的30％-40％，而且分拣过程中的人工成本占总成本的90％，人工进行分拣的日均分拣量仅仅约为5000万件，势必降低工作效率，造成大量货物积压。而且在分拣过程中，人工搬运会造成暴力分拣的情况发生，不可避免的对快递造成损害，对快递行业产生不良的社会影响。因而提高分拣过程的自动化水平，可以提高工作效率、降低分拣过程中的人工成本、实现分拣过程中的快递保护。当前国内快递企业像顺丰、邮政开始逐步引入了国外西门子等公司的自动分拣设备，但一方面国外自动化分拣设备价格昂贵，难以在多个快递分拣中心进行大规模推广；另一方面，国外的快递自动分拣设备是依据国外的快递行业特点开发的，国外的快递包裹一般外形比较规则，表面比较平整，条码位置一般比较固定，与我们国内的快递包裹相比而言更易于条码识别与分拣，而国内的快递包裹包装方式种类繁多、条码位置不固定且歪斜，因而开发低成本且适合国内中小型快递企业的快递包裹自动化分拣系统对于提高国内快递行业的自动化水平与工作效率具有重要的意义。申请号为201310451789.8的中国专利技术专利文献公开了一种基于机器人视觉伺服技术的快递分拣方法及系统，该系统包括采集快件的俯视图像和侧视图像，根据快件的俯视图像和侧视图像获取快件边缘点的坐标、快件所属区域及快件在所述传送装置上的摆放姿态，利用机器人估算快件的当前位置，当快件进入分拣区后，利用估算的快件当前位置、机器人的相关参数调整机械手臂的位置，进行快件的抓取。该方法主要将机器视觉、图像处理技术应用于快递包裹的图像采集、识别与包裹定位，然后利用机械手将包裹拾取并放置到指定区域。该快递分拣方法及系统仅仅能够实现对快件的抓取和输送，无法对快递包裹进行识别操作。针对目前快递包裹不规则，块体条码粘贴不标准的现状，国内急需要设计一种适于中国现状，且结构简单，精度高，成本低，能够快速准确完成快递分类处理的系统。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述技术缺陷及不足，本专利技术提供了一种扫描距离自适应调节状态下基于二维图像采集与激光扫描的快递条码实时识别方法及系统。实现了快递包裹分拣过程中的条码快速识别，通过数据库信息匹配，达到了基于快递目的地的分类处理的目的。提高了快递分拣的准确率与工作效率。一种融合机器视觉与激光扫描的快递条码自动识别方法，包括如下步骤：(1)通过设置在快递分拣流水线平面两侧的光幕传感器检测当前快递的高度；(2)根据检测出的快递高度值，自动调整图像采集单元的位置，使得图像采集单元相对于当前快递的位置为最佳图像采集位置；所述图像采集单元包括相互固定的激光扫描仪和相机；(3)利用激光扫描仪对当前快递进行扫描，读取该快递的条码信息：若读码成功，则进入步骤(4)；若读码失败，则启动相机，利用相机采集当前快递的快递图像，对快递图像上的条码进行图像识别：若条码识别成功，则进入步骤(4)；若条码识别失败，则进入步骤(5)；(4)根据当前快递的条码信息查询数据库，得到当前快递的目的地信息，自动将当前快递放至对应目的地通道；(5)对条码识别失败的快递，自动将该快递输送至人工识别通道。本专利技术中，待分拣快递包裹沿输送线传送到指定检测工位时，通过安装在检测工位两边的对射式光纤传感器触发分拣识别系统工作，即分拣流水线平面。光纤传感器首先触发安放在分拣流水线平面两侧的测量光幕传感器工作，通过光幕控制器确定好光幕传感器中各光束的间隔及其工作频率，光幕传感器产生的红外线自发射器水平对射至接收器，待测快递在分拣流水线平面上经过光幕传感器时，根据遮挡的光束个数以及光束对应位置，可以计算出待测快递高度。上述计算过程可通过计算机实现，计算机将光幕传感器采集的信息进行分析、处理，判断得出待测快递包裹在传输线上的高度值。作为优选，步骤(1)中，检测当前快递的高度的方法为：(1-1)利用光幕传感器连续采集当前快递不同位置的高度值信息，实时采集过程中对采集得到的高度值进行如下判断：若高度值>M，继续采集当前快递的高度值信息；若得到高度值≤M，停止采集高度值信息，进入步骤(1-2)；其中，M为光幕传感器中最下面一个光束距离分拣流水线平面的距离；(1-2)记录连续采集的高度值序列H1,…，Hi，…，Hk，Hi为当前快递第i个位置的高度值，k为采集的高度值数量，则当前快递的高度HC为：具体检测时，当前快递第i个位置的高度值Hi为：Hi＝M+(j-1)×Δl其中，j为检测当前快递第i个位置时，光幕传感器被遮挡的光束个数；Δl为各光束之间的间距。计算机根据快递包裹高度信息，快速调节检测工位另一侧的运动控制单元高度，带动工业相机与激光扫描仪升降，以得到最佳的工作距离。作为优选，步骤(2)中，自动调整图像采集单元的位置的方法是：根据快递高度自动控制图像采集单元在竖直方向上上下移动，移动距离Y为：Y＝V-L-HC；其中，V为图像采集单元运动前距离快递分拣流水线平面的竖直距离；L为图像采集单元与快递条码的最佳工作距离；HC为当快递的高度。步骤(3)中，可通过计算机控制图像采集单元中的激光扫描仪对工作区域快递包裹进行扫描读码，若读码成功，则进入步骤(4)；若读码失败，则调用一号相机，工业相机在灯光配合下采集快递图像，对条码进行图像识别，若条码识别成功，则进入步骤(4)；若条码识别，则调用二号相机，继续进行识别，若识别成功，直接进入步骤(4)，反之则进入步骤(5)。作为优选，步骤(3)中：所述相机为两个，分别设置在激光扫描仪的两侧，当激光扫描仪读码失败后：先启动其中一个相机采集当前快递的快递图像，对快递图像上的条码进行图像识别：若条码识别成功，则进入步骤(4)；若该相机条码识别失败，则启动另外一个相机采集当前快递的快递图像，再次对快递图像上的条码进行图像识别：若条码识别成功，则进入步骤(4)；若该相机条码识别失败，则进入步骤(5)。通过设置两个相机，可实现对快递顶面的分区域检测，进一步提高检测精度和检测效率。作为进一步优选，两个相机图像采集区域对接，或者部分重叠。保证快递对应的一面得到全面的检测，避免漏检。步骤(4)中，计算机根据当前快递一维条码信息查询数据库，找出当前被测快递的目的地，驱动机械机构，将被测快递放至对应目的地通道。此处的数据库可直接调用现有的快递网络数据库。步骤(5)中，通过三级条码识别失败的快递，通过机械机构将该包裹放至人工识别通道，由人工进行进一步甄别。这里的人工甄别，既可以是通过人工直接读取快递单号信息，也可以是通过人工，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种融合机器视觉与激光扫描的快递条码自动识别方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)通过设置在快递分拣流水线平面两侧的光幕传感器检测当前快递的高度；(2)根据检测出的快递高度值，自动调整图像采集单元的位置，使得图像采集单元相对于当前快递的位置为最佳图像采集位置；所述图像采集单元包括相互固定的激光扫描仪和相机；(3)利用激光扫描仪对当前快递进行扫描，读取该快递的条码信息：若读码成功，则进入步骤(4)；若读码失败，则启动相机，利用相机采集当前快递的快递图像，对快递图像上的条码进行图像识别：若条码识别成功，则进入步骤(4)；若条码识别失败，则进入步骤(5)；(4)根据当前快递的条码信息查询数据库，得到当前快递的目的地信息，自动将当前快递放至对应目的地通道；(5)对条码识别失败的快递，自动将该快递输送至人工识别通道。

【技术特征摘要】
1.一种融合机器视觉与激光扫描的快递条码自动识别方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)通过设置在快递分拣流水线平面两侧的光幕传感器检测当前快递的高度；步骤(1)中，检测当前快递的高度的方法为：(1-1)利用光幕传感器连续采集当前快递不同位置的高度值信息，实时采集过程中对采集得到的高度值进行如下判断：若高度值>M，继续采集当前快递的高度值信息；若得到高度值≤M，停止采集高度值信息，进入步骤(1-2)；其中，M为光幕传感器中最下面一个光束距离分拣流水线平面的距离；(1-2)记录连续采集的高度值序列H1,…，Hi，…，Hk，Hi为当前快递第i个位置的高度值，k为采集的高度值数量，则当前快递的高度HC为：(2)根据检测出的快递高度值，自动调整图像采集单元的位置，使得图像采集单元相对于当前快递的位置为最佳图像采集位置；所述图像采集单元包括相互固定的激光扫描仪和相机；(3)利用激光扫描仪对当前快递进行扫描，读取该快递的条码信息：若读码成功，则进入步骤(4)；若读码失败，则启动相机，利用相机采集当前快递的快递图像，对快递图像上的条码进行图像识别：若条码识别成功，则进入步骤(4)；若条码识别失败，则进入步骤(5)；(4)根据当前快递的条码信息查询数据库，得到当前快递的目的地信息，自动将当前快递放至对应目的地通道；(5)对条码识别失败的快递，自动将该快递输送至人工识别通道。2.根据权利要求1所述的融合机器视觉与激光扫描的快递条码自动识别方法，其特征在于，当前快递第i个位置的高度值Hi为：Hi＝M+(j-1)×Δl其中，j为检测当前快递第i个位置时，光幕传感器被遮挡的光束个数；Δl为各光束之间的间距。3.根据权利要求1所述的融合机器视觉与激光扫描的快递条码自动识别方法，其特征在于，步骤(2)中，自动调整图像采集单元的位置的方法是：根据快递高度自动控制图像采集单元在竖直方向上上下移动，移动距离Y为：Y＝V-L-HC；其中，V为图像采集单元运动前距离快递分拣流水线...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯北平，朱文，鲍远乐，穆清平，王周敏，于爱华，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33