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        快遞分揀機器人的研究

        2020-06-23 00:14:32蔣坤江世明李建祥凌匡邵陽學院信息工程學院
        數(shù)碼世界 2020年5期
        關鍵詞:運單傳送帶條形碼

        蔣坤 江世明 李建祥 凌匡 邵陽學院信息工程學院

        一、前言

        中國每年有3 億萬件快遞,需要分揀,快速送到用戶手中。傳統(tǒng)用人力分揀方法,已適用不了快遞業(yè)務的發(fā)展速度,尤其遇到電商舉辦重大促銷節(jié)活動,會出現(xiàn)爆倉現(xiàn)象,導致貨物來不及分揀、轉(zhuǎn)運和派送。如何解決人工分揀效率低、差錯率高和暴力分揀等缺陷?本文提出用條形碼作為貨物的標簽(采用CODE128 標準),為此,利用條形碼智能識別技術設計了物流自動分揀機器人,通過采集運單上的圖像,對條形碼識別后查詢該快遞的目的地,再控制分揀機構的氣缸,對包裹進行分揀,從而實現(xiàn)了自動化和智能化的分揀。

        二、快遞條形碼

        1. 貨物條形碼

        條形碼技術是一種成熟的識別技術,在物流配送作業(yè)中得到了廣泛應用?,F(xiàn)在快遞業(yè)務均采用條形碼作為貨物信息,實現(xiàn)物流配送信息化管理??爝f信息含“運單號碼、發(fā)件地點、一級目的地和二級目的地”等,如:265 967 007 324,對應的條形碼如圖1 所示。

        圖1 貨物條形碼

        2. 條形碼解析

        條形碼有Code128 和Code39 兩種標準,Code128 含數(shù)字和字符,而Code39 只有數(shù)字,Code128 又分成Code128A、Code128B、Code128C 三種,如表1 所示:

        表1 Code128 編碼表

        Code12A 編碼示例:以 95270078 為例

        起始編碼:每個條形碼都有一個起始碼,起始編碼對應的ID 為103。

        數(shù)字編碼:第1 位數(shù)據(jù)9 對應的ID 為25,第2 位數(shù)據(jù)5 對應的ID 為 21,依此類推。

        檢驗編碼:檢驗位=(103+1*25+2*21+3*18+4*23+5*16+6*16+7*23+8*24)%103 = 21。

        結束編碼:每個條形碼都有一個結束碼,結束編碼對應的ID 為106。

        95270078 的條形碼:StartA+9+5+2+7+0+0+7+8+ Stop。

        按表1,把95270078 對應的編碼值查出,b 用黑色線標出,s 用白色表示,一個簡單的條形碼生成程序就完成了。

        三、智能分揀

        1. 智能分揀方案

        快遞智能分揀方案如圖2 所示:

        圖2 快遞分揀方案

        貨物通過傳送帶輸送,在貨物入口安裝紅外傳感器,用來檢測入口是否有貨物。如果無貨物,輸送機送完輸送帶上的貨物后停止運行。在輸送帶一側安裝條形碼識別傳感器MG65,用來感知傳送帶貨物條形碼。系統(tǒng)以STM32 為控制中心,傳感器檢測信號輸入到STM32。系統(tǒng)運動控制由PLC 完成。STM32 與PLC 之間通過RS485 總線相連,當檢測到某條形碼后,STM32 經(jīng)分析和計算,抽PLC 發(fā)出命令,PLC 控制相應的氣缸動作,實現(xiàn)貨物分揀。

        2.GM65 條形碼識別模塊

        GM65 條形碼識讀模塊是在圖像智能識別算法及在此基礎上開發(fā)的條碼解碼算法,可以非常容易且準確地識讀條碼符號,主要技術參數(shù):

        識讀角度 :旋轉(zhuǎn)360°,偏轉(zhuǎn)±60°,傾斜± 65°;

        掃描角度: 水平方面34°,垂直方向26°;

        分辨率:≥ 0.1mm;

        識讀碼制 1D : Code 128, Code 39;

        環(huán)境光: 環(huán)境光: 0 ~86,000 lux;

        輸出:二進制編碼。

        3.試驗結果

        為了驗證系統(tǒng)的性能,對快遞運單條形碼進行識別測試,首先將該運單信息“265 967 007 324”存入計算機信息系統(tǒng),通過專用軟件生成條形碼,打印并貼在包裹上(見圖1)。測試模擬分揀過程,移動包裹將條形碼對正GM65,當包裹遮住紅外光時給智能終端觸發(fā)信號進行圖像采集,系統(tǒng)在程序控制下,對采集到的圖片進行分割增強預處理,然后再進行二值化和灰度化處理,濾波后得到條形碼對應的數(shù)字“265 967 007 324”,經(jīng)驗證,與輸入的信息一樣。測試了多個條形碼,所得數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)一致。

        四、結束語

        自動分揀是提高物流配送效率的關鍵環(huán)節(jié),采用條形碼自動識別技術設計的分揀機器人,能自動識別傳送帶包裹上的條形碼,系統(tǒng)在程序控制下,通過對條形碼進行分析,給執(zhí)行機構發(fā)出分揀命令,經(jīng)測試,在傳送帶速度10 米/秒,能實現(xiàn)準確、高效將快遞推入對應的滑槽,實現(xiàn)了自動化和智能化的分揀,大大提高快遞包裹的分揀效率,降低員工的勞動強度,避免了人為暴力分揀的現(xiàn)象。

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