一种包裹分离方法、装置及可读存储介质与流程

1.本技术涉及物流技术领域，尤其涉及一种包裹分离方法、装置及可读存储介质。


背景技术：

2.目前，批量、杂乱的物流包裹是通过分散设备(传送皮带)实现自动化分拣的，而自动化分拣技术目前主要是通过调节传送带的传输速度，处理传送带上包裹分布不均匀的情况；以及调节传送带的传输坡度，使处于堆叠状态的包裹滑落。使用这种方法分拣包裹容易出现的一种情况是：部分包裹在经过传送皮带后，仍然处于堆叠状态。
3.因此，现有技术中进行包裹分离时存在分离效果差的问题。


技术实现要素：

4.本发申请提供了一种包裹分离方法、装置及可读存储介质，用以解决现有技术中包裹分离效果差的问题。
5.第一方面，本技术提供一种包裹分离方法，所述方法包括：
6.获取包含至少两个包裹的包裹堆的堆叠状态；其中，所述堆叠状态指示所述包裹堆中至少两个包裹的相对位置；
7.基于所述堆叠状态，确定分离所述包裹堆的平台，以及所述平台上首尾连接的多个传送单元的传送速度和/或倾斜角度；
8.基于所述传送速度和/或倾斜角度，控制所述平台分离所述包裹堆。
9.上述方法通过确定包裹堆的堆叠状态，使用具有与堆叠状态相适应的传送速度和/或倾斜角度的分离平台，确保所有包裹堆在通过分离平台之后都被分离，从而提升了包裹堆的分离效果。
10.一种可能的实施方式，所述基于所述堆叠状态，确定分离所述包裹堆的平台，以及所述平台上首尾连接的多个传送单元的传送速度和/或倾斜角度，包括：
11.当所述堆叠状态为完全重叠状态时，确定由第一平台分离所述包裹堆，且所述第一平台的台面与水平面之间夹角位于第一预设范围，所述包裹堆在所述第一平台上的传送速度位于第一速度区间。
12.一种可能的实施方式，所述基于所述堆叠状态，确定分离所述包裹堆的平台，以及所述平台上首尾连接的多个传送单元的传送速度和/或倾斜角度，包括：
13.当所述堆叠状态为部分重叠状态时，确定由第二平台分离所述包裹堆，且所述第二平台的台面与水平面之间的夹角位于第二预设范围，所述第二平台中第一传送单元的传送速度低于所述平台中第二传送单元的传送速度；其中，所述第一传送单元和第二传送单元之间的速度差位于设置速度差区间。
14.一种可能的实施方式，所述基于所述传送速度和/或倾斜角度，控制所述平台分离所述包裹堆，包括：
15.确定所述包裹堆在所述平台上的坐标；
16.基于所述坐标，确定所述包裹堆进入所述平台的目标区域，并确定所述包裹堆在进入所述目标区域时是否完成分离；
17.若否，则根据所述坐标确定所述包裹堆与所述平台中第二传送单元末端的距离，并基于所述距离，确定所述第二传送单元的最高速度；
18.将所述第二传送单元的传送速度调整为所述最高速度，完成所述包裹堆的分离。
19.一种可能的实施方式，所述基于所述分离策略，控制所述平台分离所述包裹堆之后，包括：
20.确定所述平台上所述包裹堆的面积；
21.当所述面积大于设定阈值时，确定暂停新的包裹堆进入所述平台。
22.通过上述申请实施例所提供的方法，避免平台上包裹(堆)太多，导致分离平台超负荷，从而影响分离效果。
23.第二方面，本技术提供一种包裹分离装置，所述装置包括：
24.获取单元：用于获取包含至少两个包裹的包裹堆的堆叠状态；其中，所述堆叠状态指示所述包裹堆中至少两个包裹的相对位置；
25.确定单元：用于基于所述堆叠状态，确定分离所述包裹堆的平台，以及所述平台上首尾连接的多个传送单元的传送速度和/或倾斜角度；
26.控制单元：用于基于所述传送速度和/或倾斜角度，控制所述平台分离所述包裹堆。
27.一种可能的实施方式，所述确定单元具体用于当所述堆叠状态为完全重叠状态时，确定由第一平台分离所述包裹堆，且所述第一平台的台面与水平面之间夹角位于第一预设范围，所述包裹堆在所述第一平台上的传送速度位于第一速度区间。
28.一种可能的实施方式，所述确定单元还用于当所述堆叠状态为部分重叠状态时，确定由第二平台分离所述包裹堆，且所述第二平台的台面与水平面之间的夹角位于第二预设范围，所述第二平台中第一传送单元的传送速度低于所述平台中第二传送单元的传送速度；其中，所述第一传送单元和第二传送单元之间的速度差位于设置速度差区间。
29.一种可能的实施方式，所述控制单元具体用于确定所述包裹堆在所述平台上的坐标；基于所述坐标，确定所述包裹堆进入所述平台的目标区域，并确定所述包裹堆在进入所述目标区域时是否完成分离；若否，则根据所述坐标确定所述包裹堆与所述平台中第二传送单元末端的距离，并基于所述距离，确定所述第二传送单元的最高速度；将所述第二传送单元的传送速度调整为所述最高速度，完成所述包裹堆的分离。
30.一种可能的实施方式，所述装置还包括暂停单元，具体用于确定所述平台上所述包裹堆的面积；当所述面积大于设定阈值时，确定暂停新的包裹堆进入所述平台。
31.第三方面，本技术提供一种可读存储介质，包括，
32.存储器，
33.所述存储器用于存储指令，当所述指令被处理器执行时，使得包括所述可读存储介质的装置完成如第一方面及任一种可能的实施方式所述的方法。
附图说明
34.图1为本技术实施例提供的一种包裹分离方法的流程图；
35.图2为本技术实施例提供的包裹堆堆叠状态的示意图；
36.图3为本技术实施例提供的一种平台上设置多个相机的示意图；
37.图4为本技术实施例提供的处于完全重叠状态的包裹堆在第一平台上完成分离的示意图；
38.图5为本技术实施例提供的处于部分重叠状态下，第一状态包裹堆在第二平台上完成分离的示意图；
39.图6为本技术实施例提供的处于部分重叠状态下，第二状态包裹堆在第二平台上完成分离的示意图；
40.图7为本技术实施例提供的在平台上优化供包(裹)效率的示意图；
41.图8为本技术实施例提供的针对任一包裹堆完成分离方法的示意图；
42.图9为本技术实施例提供的一种包裹分离装置的结构示意图。
具体实施方式
43.针对现有技术中进行包裹分离时存在分离效果差的问题，本技术提出一种包裹分离方法：针对包裹堆中包裹的堆叠状态，使用不同传送速度和/或倾斜角度的分离平台，确保所有包裹堆在通过分离平台之后都被分离，从而提升了包裹堆的分离效果。
44.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本技术技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术的技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
45.请参考图1，本技术实施例提供一种包裹分离方法，用以解决现有技术中包裹分离效果差的问题，该方法具体包括以下实现步骤：
46.步骤101：获取包含至少两个包裹的包裹堆的堆叠状态。
47.其中，所述堆叠状态指示所述包裹堆中至少两个包裹的相对位置；
48.具体地，包裹堆可以由前端输送线运输至分离平台，因此可以在前端输送线上设置摄像机(照相机)，该摄像机(照相机)可以是2d工业相机或者3d立体相机，通过对图像(帧)使用包裹识别算法处理，就可以得到包裹堆的堆叠状态；对于包裹堆的堆叠状态，主要可以分为两种：完全堆叠以及部分堆叠。其中，完全堆叠指示上层包裹完全落在下层包裹之上，不与传送带接触的包裹堆状态；部分重叠指示，上层包裹部分落在下层包裹之上，存在边(角)落在传送带上的包裹堆状态。如图2所示，其中图(2a)为完全重叠的示意图，图(2b)为部分重叠示意图。
49.另外，还可以安装一个或多个摄像机(照相机)在平台上，用以获取平台上包裹堆的图像(帧)。上述摄像机(照相机)可以是2d工业相机或者3d立体相机，当有多个平台或传送单元时，可以每隔设定距离安装一台相机。通过图像(帧)完成包裹堆在平台上位置(即坐标)以及状态的持续追踪。在确定包裹堆的位置以及状态时，可以在所有相机中确定其中一个作为中控相机，用以汇总并确定下属所有相机获取到的包裹堆位置以及状态，从而达到持续追踪的目的。如图3所示，为一种平台上设置多个相机的示意图，每隔两个传送单元设置1台相机，相机1～3组成的视觉系统可以覆盖整个分离平台。相机具体设置位置可以是传送单元左上角，将相机1作为中控相机，则相机1所在位置(a121)为整个分离平台的坐标原
点，在相机2、相机3获取区域内包裹堆的位置以及堆叠状态以后，都通过上报至相机1汇总相机所采集到的信息，完成所有包裹堆的追踪。
50.步骤102：基于所述堆叠状态，确定分离所述包裹堆的平台，以及所述平台上首尾连接的多个传送单元的传送速度和/或倾斜角度。
51.具体地，当确定堆叠状态为完全重叠时，确定由第一平台分离所述包裹堆，且所述第一平台的台面与水平面之间夹角位于第一预设范围，所述包裹堆在所述第一平台上的传送速度位于第一速度区间。对于第一预设范围的确定，可以综合考虑平台上传送带的摩擦系数，以及包裹堆体积确定。
52.当确定为部分重叠时，确定由第二平台分离所述包裹堆，且所述第二平台的台面与水平面之间的夹角位于第二预设范围，所述第二平台中第一传送单元的传送速度低于所述平台中第二传送单元的传送速度；其中，所述第一传送单元和第二传送单元之间的速度差位于设置速度差区间。对于第一预设范围的确定，可以综合考虑平台上传送带的摩擦系数，以及包裹堆体积确定。
53.进一步地，对于部分重叠状态的包裹堆，则确定包裹堆进入第二平台完成分离。进一步地，还可以将部分重叠状态进一步划分为第一状态和第二状态。若沿传送带方向将包裹分为头部和尾部两个区域，则第一状态指示包裹堆中，上层包裹尾部落在分离平台上，头部位于下层包裹之上；而第二状态指示包裹堆中，上层包裹尾部位于下层包裹之上，头部落在分离平台上。由此可见，针对这两种状态的部分重叠包裹堆，可以进一步调整第二平台的倾斜角度和/或传送速度，以确保包裹堆的顺利分离。
54.步骤103：基于所述传送速度和/或倾斜角度，控制所述平台分离所述包裹堆。
55.具体地，完全重叠状态的包裹堆在进入第一平台之后，可以完成分离。如图4(a～c)所示，为完全重叠状态的包裹堆在第一平台上完成分离的示意图。第一平台与水平面呈锐角，包裹堆中位于上层的包裹完全堆叠于下层包裹之上。当包裹在进入第一平台之后，随着重力以及相对摩擦力的作用，上层包裹逐渐滑落。
56.针对部分重叠状态下的包裹堆，可以基于步骤102中第一状态、第二状态包裹堆，进一步控制调整第二平台。如图5(a～c)所示，为第一状态下包裹堆完成分离的示意图。其中，第二平台水平，在下层包裹(包裹b)进入第二传送单元后，由于第二传送单元的传送速度高于第一传送单元的传送速度，则下层包裹(包裹b)速度高于上层包裹(包裹a)，则随着包裹堆在分离平台上的前进，上层包裹(包裹a)与下层包裹(包裹b)逐渐完成分离。
57.如图6(a～c)所示，为第二状态下包裹堆完成分离的示意图。其中，第二平台与水平面夹角为钝角，呈下坡状。由于第二传送单元的传送速度高于第一传送单元的传送速度，则下层包裹(包裹b)速度高于上层包裹(包裹a)，则随着包裹堆在分离平台上的前进，上层包裹(包裹a)与下层包裹(包裹b)逐渐完成分离。特别地，在上层包裹进入第二传送单元时，将第一传送单元的传送速度直接调为0，使下层包裹不移动，而上层包裹跟随第二传送单元移动，该方法同样可以达到分离部分堆叠状态下包裹堆的目的。
58.需要说明的是，第一状态与第二状态下包裹堆的分离与第二平台的两种状态下并非一一对应的情况；也就是说，第一状态下的包裹堆也可以进入与水平面呈钝角的第二平台完成分离，只是当上层包裹体积过大而下层包裹体积过小时，由于重力及摩擦力等因素，存在不能顺利完成分离的可能性。
59.进一步地，在控制平台分离包裹堆时，可以设置目标区域，在包裹堆进入目标区域后，核查包裹堆是否完成分离。若还未完成分离，则可以进一步调整传送单元的速度。对于在后传送单元(第二传送单元)的传送速度高于在先传送单元(第一传送单元)的传送速度的情况，在调整速度之前，还需要通过坐标确定包裹堆与第二传送单元末端的距离，并基于该距离，确定第二传送单元的最高速度；将第二传送单元的传送速度调整至前述最高速度，完成所述包裹堆的分离。
60.进一步地，为了避免分离平台中包裹过大，密度太高影响包裹堆的分离，还可以通过确定平台上包裹堆的总面积确定分离平台上包裹堆是否密度过于密集。当面积大于设定的面积阈值时，确定暂停新的包裹堆进入所述平台。
61.除此以外，还可以进一步优化供包效率。对于供包效率的优化，可以通过缩小包裹间不必要的间距完成。沿传送方向，遍历第i个传送单元上包裹，确定该传送单元与前端距离最近的包裹坐标，同时遍历第i 1个传送单元上的包裹，确定该传送单元上与尾端距离最近的包裹坐标。基于第i个传送单元上靠近前端的包裹坐标以及第i 1个传送单元上最靠近尾端的包裹坐标，确定两个包裹之间的距离，当该距离大于第一距离阈值时，增加第i个传送单元的速度，缩小两个包裹之间的间距，使得分离平台上可以容纳更多的包裹。如图7所示，在平台上优化供包(裹)效率的示意图。其中，第五传送单元最右侧包裹与第六传送单元最左侧包裹传送单元之间距离l3大于第一距离阈值，则提高第五传送单元的传送速度以减小包裹c,d之间的距离，达到优化供包效率的目的。
62.根据步骤101～步骤103，以下针对任一包裹堆的分离进行完整描述。如图8所示，开启包裹分离系统，通过视觉模块确定包裹坐标、包裹堆叠的状态，并确定对应的分离平台以及其中传送单元的速度和/或倾斜角。该视觉模块由设置于前端输送线以及分离平台上的至少一台摄像机(相机)组成，其拍摄范围可以覆盖前端输送线及整个分离平台。在包裹堆进入分离平台之后，摄像机(相机)在对平台上包裹堆定位后，将每次拍摄到的包裹堆(包裹信息)与记录池(之前拍摄到包裹堆的状态信息)中已有的包裹堆做对比(匹配)，确定当前图像(帧)中包裹堆与记录池中包裹堆的对应关系，达到状态追踪的目的。对比方式是，计算能拍摄到的包裹顶(部)面的面积以及相应顶面面积的交并比，在当前图像(帧)中包裹设定面上面积与记录池中第一包裹设定面上面积之间的交并比大于交并比阈值时，确定当前图像(帧)中包裹对应于记录池中的第一包裹。与此同时，通过确定包裹堆覆盖在分离平台上的覆盖面积，确定当前平台是否超负荷。当覆盖面积超过设定的面积阈值时，确定为暂停，当前包裹堆暂时不进入对应平台执行分离，此时视觉模块确定的相应包裹的坐标不发生变化。当覆盖面积小于等于设定的面积阈值时，则通过包裹堆的堆叠状态可以确定分离包裹堆的分离平台，以及分离平台上传送单元的传送速度和/或倾斜角度。确定分离平台后，就可以将包裹堆送入分离平台，并控制分离平台完成分离。
63.基于同一发明构思，本技术实施例中提供一种包裹分离装置，该装置与前述图1所示包裹分离方法对应，该装置的具体实施方式可参见前述方法实施例部分的描述，重复之处不再赘述，参见图9，该装置包括：
64.获取单元901：获取包含至少两个包裹的包裹堆的堆叠状态。
65.其中，所述堆叠状态指示所述包裹堆中至少两个包裹的相对位置；
66.具体地，堆叠状态可以通过视觉定位系统获取，视觉定位系统包括相机，由相机执
行视觉定位算法、包裹识别算法完成包裹堆的状态(堆叠)识别以及位置跟踪。堆叠状态可以包括完全堆叠和部分堆叠。
67.确定单元902：用于基于所述堆叠状态，确定分离所述包裹堆的平台，以及所述平台上首尾连接的多个传送单元的传送速度和/或倾斜角度；
68.具体地，当所述堆叠状态为完全重叠状态时，确定由第一平台分离所述包裹堆，且所述第一平台的台面与水平面之间夹角位于第一预设范围，所述包裹堆在所述第一平台上的传送速度位于第一速度区间。
69.确定单元902还可以用于，当所述堆叠状态为部分重叠状态时，确定由第二平台分离所述包裹堆，且所述第二平台的台面与水平面之间的夹角位于第二预设范围，所述第二平台中第一传送单元的传送速度低于所述平台中第二传送单元的传送速度；其中，所述第一传送单元和第二传送单元之间的速度差位于设置速度差区间。
70.控制单元903：用于基于所述传送速度和/或倾斜角度，控制所述平台分离所述包裹堆。
71.具体地，控制单元可以由plc主控模块(可编程控制器和伺服驱动器)和传送单元组成。其中，plc主控模块控制平台中的传送单元对包裹堆进行分离。则控制单元903具体用于确定所述包裹堆在所述平台上的坐标；基于所述坐标，确定所述包裹堆进入所述平台的目标区域，并确定所述包裹堆在进入所述目标区域时是否完成分离；若否，则根据所述坐标确定所述包裹堆与所述平台中第二传送单元末端的距离，并基于所述距离，确定所述第二传送单元的最高速度；将所述第二传送单元的传送速度调整为所述最高速度，完成所述包裹堆的分离。
72.所述包裹分离装置还包括暂停单元，具体用于确定所述平台上所述包裹堆的面积；当所述面积大于设定阈值时，确定暂停新的包裹堆进入所述平台。
73.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种可读存储介质，包括：
74.存储器，
75.所述存储器用于存储指令，当所述指令被处理器执行时，使得包括所述可读存储介质的装置完成如上所述的包裹分离方法。
76.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
77.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
78.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
79.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
80.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：通用串行总线闪存盘(universal serial bus flash disk)、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
81.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。