一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法技术

本发明专利技术公开了一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法。包括如下步骤：布置深度相机用于拍摄待装载货物的深度图像；对拍摄的深度图像进行图像识别处理，获取货物的尺寸；获取货物的订单信息并将货物尺寸识别结果与之关联，并与为每个货物生成的GUID绑定；利用货物尺寸识别结果，使用三维装箱优化算法对需要装箱的货物进行编排；生成组合式集装箱内储物单元调整及货物堆放情况的三维空间模型，并将其反馈至现场人员；储物单元根据三维装箱算法结果动态适配，装载设备通过识别标准托盘的RFID，从数据库获取关联至同一GUID的货物储物单元编号信息，进行货物装箱。本发明专利技术有效保障了组合式集装箱货物“客运化”的实现和运输质量。

【技术实现步骤摘要】
一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法
本专利技术属于集装箱
，尤其涉及一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法。
技术介绍
集装箱是一种标准化的大型装货容器，但也正是由于其大容量、按箱装载的特性，在实际多式联运场景中，对于达不到标准集装箱最低容量的顾客，其使用集装箱的性价比会大幅降低，而最终被迫选择其他货运方式，这就导致在集装箱货运领域存在着大量的潜在市场。对于上述问题，市场上出现了一种组合式集装箱，其特征是将标准集装箱分成若干储物单元，在实际运输中，对于每个储物单元分开计费，实现货物的“客运化”，但为了顺利装载及运输，存在以下问题：1.不同货主对自己货物有一套不同的信息管理方式，导致承运单位对货物信息的掌握不够全面，无法达到货物在运输与交付中全过程的信息可追溯；2.缺少必要的采集货物尺寸数据的方法与装置，导致没有足够的尺寸数据自动、高效地匹配与货物尺寸相适的标准托盘(成组运输的载货工具，将货物放置在上面使得货物可以方便地被叉车等工具进行运输和装卸)；3.传统检验货物体积是否超标采用的是人工的方法，在组合式集装箱领域检验货物是否超过储物单元容量，由于其多单元的特性，无论是从可操作性还是效率方面都存在问题；4.传统集装箱的储物单元容积是固定的，不能有效发挥集装箱的最大存储能力；5.由于组合式集装箱的储物单元设定，无论是在层高方面还是不同单元间的移动方面，都给普通的人工装箱造成了很大的困难；6.在国内现有多式联运物流系统中，对于集装箱货物信息管控，大多停留在必要的文字信息，而图像信息则较少，最多的仅留存装箱照片、锁门前照片、封箱照片，这就导致对于集装箱货物是否合理装箱以及箱内货物安全的管理不到位问题。因此针对此类组合式集装箱，亟需一种特定的货物三维装箱方法。
技术实现思路
针对
技术介绍
中现存的技术问题，本专利技术提供一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法，用以解决目前为挖掘集装箱运输领域潜在市场而出现的组合式集装箱，其配套货物装箱方法及系统缺乏的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法，包括如下步骤：S1.在专用工位布置若干部深度相机，其中深度相机分别布置于货物侧边用于拍摄货物侧面照片，和布置于货物顶部用于拍摄货物顶部照片；S2.对拍摄的深度图像进行图像识别处理，获取货物的侧面及顶部照片尺寸，并存储至数据库；S3.获取货物的订单信息并将S2的货物尺寸识别结果与之关联，并与为每一个货物生成的GUID绑定；S4.利用Step2的识别结果，使用三维装箱优化算法对需要装箱的货物进行编排，并且将货物匹配标准托盘，关联至GUID；S5.生成组合式集装箱内储物单元调整及货物堆放情况的三维空间模型，并将其反馈至现场人员；S6.根据现场人员反馈的信息，若货物尺寸识别有问题则反馈优化图像识别智能算法并转S2；若三维装箱有问题则反馈优化三维装箱算法并转Step4，若无问题则将三维空间模型关联至GUID并转Step7；S7.储物单元根据三维装箱算法结果动态适配，以达到组合式集装箱利用率最大化的目的；S8.装载设备通过识别标准托盘的RFID，从数据库获取关联至同一GUID的货物储物单元编号信息，进行货物装箱；S9.待一个装箱内货物识别完成、成功装载，结束流程。进一步，所述步骤S1中，至少安装两部深度相机，其中一部布置于货物侧边用于拍摄货物侧面照片，另外一部布置于货物顶部用于拍摄货物顶部照片。进一步，所述步骤S2中，使用图像识别智能算法对拍摄的深度图像进行图像识别处理，具体包括通过读取深度相机拍摄的货物深度图像，依次经过二值化处理模块、降噪处理模块、轮廓读取模块、尺寸识别模块获取货物的长、宽、高尺寸信息，并检验公共边的尺寸是否相同，若不相同则重复流程直至优化算法达到公共边相同后结束流程。进一步，所述步骤S3中，通过扫描货物上的条形码获取货物订单信息，并将步骤S2中识别得到的货物尺寸与之进行关联，再与调用Python中UUID库为每一个货物生成的GUID绑定即得到货物在运输全周期内的唯一标识。进一步，所述步骤S4中，货物三维装箱算法具体包括如下步骤：S41.将同一条线路上所有待装载的货物按目的地从近到远分为D1，D2，D3，…，Dn；S42.将每个目的地内的货物按体积从大到小排序D11，D12，…，D1i；D21，D22，…，D2j；…；Dn1，Dn2，…，Dnq；S43.对于每个货物采取如下判断：将货物Dij按照其放入集装箱内的六种摆放方式依次标记为1，2，3，4，5，6，按顺序与标准储物单元(a，b，c)比较，将存在的第一种使得货物尺寸均小于对应方向储物单元标准尺寸的摆放方式记录，其中记录信息包含五个维度信息，前三维信息分别为货物Dij放置在集装箱中的长宽高，参数中第四维记录货物摆放方式信息，第五维记录货物与标准储物单元尺寸之间的关系，其中存在使得货物尺寸均小于对应方向储物单元标准尺寸的摆放方式则转S46，若不存在则标记则转S44；其中，a，b，c分别表示标准储物单元的长宽高；S44.判断货物尺寸是否大于储物单元最大容积(a，b，H)，H为组合式集装箱最大高度：按S43中的方式与储物单元最大容积(a，b，H)作比较，将存在的第一种使得货物尺寸均小于对应方向储物单元最大尺寸的摆放方式记录用于信息追溯，用于后续储物单元动态适配并转S46，若不存在，则转S45；S45.以人工方式将尺寸大于储物单元最大尺寸的货物进行拆分，并转S42；S46.将S43及S44的货物按照序号排序，生成待装载列表；S47.按顺序依次取待装载列表中前M个货物信息，M为一个集装箱储物单元个数，并按集装箱储物单元编号结合步骤S43中生成的五维记录信息生成装箱计划表；S48.按照装箱计划表，对其中骤S43中第五维标记为不存在对应的标准储物单元的货物，按照S6中标记信息中的尺寸信息使用机械装置进行动态适配；S49.装载设备按照装箱计划表依次自动装箱；S410.执行完一个装箱计划表后结束流程。进一步，所述步骤S4中，首先将集装箱分层、分格为大小相同的标准储物单元，并且每个单元单独编号；在集装箱内部安装推动杆用于储物单元卸货，并且可以通过系统进行实时地动态重组每个储物单元高度达到改变容量的目的。进一步，所述步骤S6中，其具体为：使用在Autodesk公司的Revit软件内制作的参数化族，通过设置层数及每层单元数实施形状变化的模型，及Revit内的Dynamo程序生成组合式集装箱内储物单元及货物堆放情况的三维空间模型，并将其反馈至现场人员。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过设计针对组合式集装箱的货物装箱方法及系统，利用物联网、移动通信、图像识别技术，基于多系统间信息交互以及人机信息交互，实现组合式集装箱货物的尺寸识别、合理装箱编排、组合式集装箱储物单元动态适配重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1.在专用工位布置若干部深度相机，其中深度相机分别布置于货物侧边用于拍摄货物侧面照片，和布置于货物顶部用于拍摄货物顶部照片；/nS2.对拍摄的深度图像进行图像识别处理，获取货物的侧面及顶部照片尺寸，并存储至数据库；/nS3.获取货物的订单信息并将S2的货物尺寸识别结果与之关联，并与为每一个货物生成的GUID绑定；/nS4.利用Step2的识别结果，使用三维装箱优化算法对需要装箱的货物进行编排，并且将货物匹配标准托盘，关联至GUID；/nS5.生成组合式集装箱内储物单元调整及货物堆放情况的三维空间模型，并将其反馈至现场人员；/nS6.根据现场人员反馈的信息，若货物尺寸识别有问题则反馈优化图像识别智能算法并转S2；若三维装箱有问题则反馈优化三维装箱算法并转Step4，若无问题则将三维空间模型关联至GUID并转Step7；/nS7.储物单元根据三维装箱算法结果动态适配，以达到组合式集装箱利用率最大化的目的；/nS8.装载设备通过识别标准托盘的RFID，从数据库获取关联至同一GUID的货物储物单元编号信息，进行货物装箱；/nS9.待一个装箱内货物识别完成、成功装载，结束流程。/n...

【技术特征摘要】
1.一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.在专用工位布置若干部深度相机，其中深度相机分别布置于货物侧边用于拍摄货物侧面照片，和布置于货物顶部用于拍摄货物顶部照片；
S2.对拍摄的深度图像进行图像识别处理，获取货物的侧面及顶部照片尺寸，并存储至数据库；
S3.获取货物的订单信息并将S2的货物尺寸识别结果与之关联，并与为每一个货物生成的GUID绑定；
S4.利用Step2的识别结果，使用三维装箱优化算法对需要装箱的货物进行编排，并且将货物匹配标准托盘，关联至GUID；
S5.生成组合式集装箱内储物单元调整及货物堆放情况的三维空间模型，并将其反馈至现场人员；
S6.根据现场人员反馈的信息，若货物尺寸识别有问题则反馈优化图像识别智能算法并转S2；若三维装箱有问题则反馈优化三维装箱算法并转Step4，若无问题则将三维空间模型关联至GUID并转Step7；
S7.储物单元根据三维装箱算法结果动态适配，以达到组合式集装箱利用率最大化的目的；
S8.装载设备通过识别标准托盘的RFID，从数据库获取关联至同一GUID的货物储物单元编号信息，进行货物装箱；
S9.待一个装箱内货物识别完成、成功装载，结束流程。


2.根据权利要求1所述的一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法，其特征在于，所述步骤S1中，至少安装两部深度相机，其中一部布置于货物侧边用于拍摄货物侧面照片，另外一部布置于货物顶部用于拍摄货物顶部照片。


3.根据权利要求1所述的一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法，其特征在于，所述步骤S2中，使用图像识别智能算法对拍摄的深度图像进行图像识别处理，具体包括通过读取深度相机拍摄的货物深度图像，依次经过二值化处理模块、降噪处理模块、轮廓读取模块、尺寸识别模块获取货物的长、宽、高尺寸信息，并检验公共边的尺寸是否相同，若不相同则重复流程直至优化算法达到公共边相同后结束流程。


4.根据权利要求1所述的一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过扫描货物上的条形码获取货物订单信息，并将步骤S2中识别得到的货物尺寸与之进行关联，再与调用Python中UUID库为每一个货物生成的GUID绑定即得到货物在运输全周期内的唯一标识。


5.根据权利要求1所述的一种针对组合式集装箱的货物三维装箱方法，其特征在于，所述步骤S4中，货物三维装箱算法具体包括如下步骤：
S41.将同一条线路上所有待装载的货...

【专利技术属性】
技术研发人员：张煜，杨晓巍，李文锋，葛艳红，黄啟盛，田宏伟，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42