货物管理系统和货物管理方法与流程

1.本技术涉及仓库管理技术领域，特别涉及一种货物管理系统和货物管理方法。


背景技术：

2.目前，在仓储技术领域，货物库存信息管理是一项非常繁重的工作，多采用人工管理，人工管理工作量大，不仅容易出错，而且库存信息的更新速度也较慢。因此，亟需一种能够自动实现准确地货物数量检测，以提高库存信息的更新速度和准确性的方案。


技术实现要素：

3.鉴于此，本技术实施方式提供了一种货物管理系统和货物管理方法，以实现自动化的货物数量检测，并提高库存信息的更新速度和准确性。
4.本技术实施方式的货物管理系统包括深度检测设备、处理器和货物移动设备。所述深度检测设备，用于采集运输到预设检测位置的货物的三维图像；所述处理器用于根据所述三维图像计算所述货物的体积、根据所述货物的体积和所述货物预设的单位体积计算所述货物的数量；所述货物移动设备用于在确定所述货物的数量后，运输所述货物到预设仓库；所述处理器还用于在所述货物入库后，根据所述货物的数量更新库存信息。
5.在某些实施方式中，所述货物管理系统还包括图像采集设备。所述图像采集设备用于采集运输车辆运输到预设卸货位置的场景图像；所述处理器用于检测所述场景图像中的所述货物的位置信息和姿态信息；所述货物移动设备还用于根据所述货物的位置信息和所述姿态信息调整所述货物移动设备自身的位置和姿态，以使得所述货物被装载到所述货物移动设备，并移动到所述预设检测位置。
6.在某些实施方式中，所述预设方位根据所述运输车辆的卸货方向确定；或所述场景图像包括全景图像，图像采集设备为多个，多个所述图像采集设备分别设置在所述预设卸货位置的多个不同预设方位，以获取位于所述预设卸货位置的所述运输车辆的全景图像。
7.在某些实施方式中，所述货物移动设备包括第一货物移动设备和第二货物移动设备，所述第一货物移动设备用于根据所述货物的位置信息和所述姿态信息调整所述货物移动设备自身的位置和姿态，以使得所述货物被装载到所述第一货物移动设备，并移动到预设交接位置；所述第二货物移动设备用于装载位于所述预设交接位置的所述货物并运输到所述预设检测位置，并在确定所述货物的数量后，运输所述货物到所述预设仓库。
8.在某些实施方式中，所述第一货物移动设备包括移动部和取货部，所述货物移动设备用于根据所述货物的姿态信息调整所述取货部的姿态，以使得所述取货部的倾斜角度和所述货物的底部的倾斜角度相同；并根据所述货物的位置信息移动所述移动部和所述取货部，以使得所述移动部移动到所述货物所在的位置并将所述取货部伸入所述货物的底部，以使得所述货物的底部的中心和所述取货部的中心正对。
9.在某些实施方式中，所述处理器还用于根据所述货物在所述三维图像中的体积，
以确定所述货物的体积。
10.本技术实施方式的货物管理方法包括采集运输到预设检测位置的货物的三维图像；根据所述三维图像计算所述货物的体积；根据所述货物的体积和所述货物预设的单位体积计算所述货物的数量；及在确定所述货物的数量后，运输所述货物到预设仓库并根据所述货物的数量更新所述预设仓库的库存信息。
11.在某些实施方式中，货物管理方法还包括采集运输车辆运输到预设卸货位置的场景图像；检测所述场景图像中的所述货物的位置信息和姿态信息；根据所述货物的所述位置信息和所述姿态信息调整货物移动设备的位置和姿态，以使得所述货物被装载到所述货物移动设备，并移动到所述预设检测位置。
12.在某些实施方式中，所述货物移动设备包括第一货物移动设备和第二货物移动设备，所述第一货物移动设备用于根据所述货物的所述位置信息和所述姿态信息调整所述第一货物移动设备自身的位置和姿态，以使得所述货物被装载到所述第一货物移动设备，并移动到预设交接位置；所述第二货物移动设备用于装载位于所述预设交接位置的所述货物并运输到所述预设检测位置，并在确定所述货物的数量后，运输所述货物到所述预设仓库。
13.在某些实施方式中，所述第一货物移动设备包括移动部和取货部，所述根据所述货物的所述位置信息和所述姿态信息调整所述第一货物移动设备自身的位置和姿态，以使得所述货物被装载到所述货物移动设备，包括：根据所述货物的所述姿态信息调整所述取货部的姿态，以使得所述取货部的倾斜角度和所述货物的底部的倾斜角度相同；根据所述货物的所述位置信息移动所述移动部和所述取货部，以使得所述移动部移动到所述货物所在的位置并将所述取货部伸入所述货物的底部，以使得所述货物的底部的中心和所述取货部的中心正对。
14.本技术的货物管理系统和货物管理方法，在货物移动设备运输货物到预设检测位置后，通过深度检测设备来自动采集预设检测位置的货物的三维图像，由于三维图像是根据深度检测设备采集货物的不同位置和深度检测设备之间的实际距离来生成的，因此，通过计算三维图像中的货物的体积能够直接计算得到货物实际的体积，而仓库中一般使用相同规格的箱子装载物品，每个箱子均作为一个货物，因此，在得到预设检测位置的一个或多个货物的体积后，即可根据该体积和货物预设的单位体积来准确地计算货物的数量，在计算得到货物的数量后，即可通过货物移动设备运输货物到预设仓库，在货物进入预设仓库后，即可根据计算得到的货物的数量更新库存信息，从而自动实现货物数量的计算以及库存信息的更新，可提高库存信息的更新速度和准确性。
15.本技术实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
16.本技术的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1是本技术某些实施方式的货物管理系统的结构示意图；
18.图2是本技术某些实施方式的货物管理系统的深度检测设备采集预设检测位置的三维图像的场景示意图；
19.图3是本技术某些实施方式的货物管理方法的流程示意图；
20.图4是本技术某些实施方式的货物管理方法的流程示意图；
21.图5是本技术某些实施方式的货物管理方法的流程示意图；及
22.图6是本技术某些实施方式的非易失性计算机可读存储介质与处理器的交互示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本技术的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术的实施方式，而不能理解为对本技术的实施方式的限制。
24.请参阅图1，本技术的货物管理系统100包括深度检测设备10、处理器20和货物移动设备30。深度检测设备10用于采集运输到预设检测位置的货物的三维图像；处理器20用于根据三维图像计算货物的体积、根据货物的体积和货物预设的单位体积计算货物的数量；货物移动设备30用于在确定货物的数量后，运输货物到预设仓库c；处理器20还用于在货物进入预设仓库c后，根据货物的数量更新预设仓库c的库存信息。
25.本技术的货物管理系统100中，在货物移动设备30运输货物到预设检测位置s1后，通过深度检测设备10来自动采集预设检测位置s1的货物的三维图像，由于三维图像是根据深度检测设备10采集货物的不同位置和深度检测设备10之间的实际距离来生成的，因此，通过计算三维图像中的货物的体积能够直接计算得到货物实际的体积，而预设仓库c中一般使用相同规格的箱子装载物品，每个箱子均作为一个货物，因此，在得到预设检测位置s1的一个或多个货物的体积后，即可根据该体积和货物预设的单位体积来准确地计算货物的数量，如根据一个或多个货物的体积除以单位体积来得到货物的数量，在计算得到货物的数量后，即可通过货物移动设备30运输货物到预设仓库c，在货物进入预设仓库c后，即可根据计算得到的货物的数量更新库存信息，从而自动实现货物数量的计算以及库存信息的更新，可提高库存信息的更新速度和准确性。
26.请再次参阅图1，本技术实施方式的货物管理系统100包括图像采集设备40、深度检测设备10、处理器20和货物移动设备30。
27.其中，处理器20与图像采集设备40、深度检测设备10、货物移动设备30均通信连接，如处理器20与图像采集设备40有线或无线连接，处理器20与深度检测设备10有线或无线连接、处理器20与货物移动设备30有线或无线连接。如此，处理器20可获取图像采集设备40采集的场景图像、深度检测设备10采集的三维图像、以及控制货物移动设备30进行移动。
28.在运输车辆运输货物到预设仓库c时，运输车辆会首先移动到预设仓库c前或者预设仓库c入口前的预设卸货位置s2，预设卸货位置s2的周围设置有图像采集设备40，图像采集设备40能够采集位于预设卸货位置s2的运输车辆的场景图像，处理器20通过预设的图像识别算法，识别场景图像中的运输车辆。而在进行卸货时，运输车辆的装载货物的车厢一般会打开，如从车厢的尾部打开，或者从车厢的侧边打开，图像采集设备40采集的场景图像中，不仅包含了运输车辆的场景图像，还包含了车厢打开后的货物的图像。
29.图像采集设备40可以是可见光摄像头、红外光摄像头、深度摄像头等，通过预设的
图像识别算法，即可识别场景图像的目标对象。
30.可选地，图像采集设备40设置在预设卸货位置s2的预设方位，预设方位根据运输车辆的卸货方向确定。
31.如卸货方向为车厢的尾部，图像采集设备40正对车厢的尾部设置；或者，卸货方向为车厢的侧边，图像采集设备40正对车厢的侧边设置，如车厢包括相对的第一侧和第二侧，卸货方向为第一侧和/或第二侧，在卸货方向为第一侧的情况下，图像采集设备40正对车厢的第一侧设置；在卸货方向为第二侧的情况下，图像采集设备40正对车厢的第二侧设置；在打开第一侧和第二侧的情况下，图像采集设备40为多个，分别正对车厢的第一侧和第二侧设置。如此，图像采集设备40可采集被打开的车厢内的货物的图像。
32.可选地，场景图像可包括全景图像，图像采集设备40为多个，多个图像采集设备40分别设置在预设卸货位置s2的多个不同预设方位，以获取位于预设卸货位置s2的运输车辆的全景图像。
33.如预设方位为预设卸货位置s2的周围四个方向，图像采集设备40的数量可根据图像采集设备40的视场范围确定，从而保证图像采集设备40能够获取到预设卸货位置s2的全景图像，使得运输车辆在预设卸货位置s2时，从任意卸货方向进行卸货均可以获取到车厢内的货物的图像。
34.处理器20通过识别场景图像中的货物，即可根据货物在场景图像(具体可以是运输车辆)的位置来检测每个货物的位置信息，根据货物在场景图像中的姿态检测每个货物的姿态信息。
35.在卸货时，可按照预设的顺序进行，如车厢相对预设仓库c的一侧(如第一侧或第二侧)打开的情况下，可从左到右进行卸货，以货物排列成矩形体为例，可从车厢被打开的一侧的左上角后逐列进行卸货，直至完成右下角的货物的卸货。
36.例如，可通过货物移动设备30实现卸货，货物移动设备30可以是叉车，叉车可装载货物，通过移动叉车到预设卸货位置s2以实现卸货。
37.其中，叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。国际标准化组织iso/tc110称为工业车辆。常用于仓储大型物件的运输，通常使用燃油机或者电池驱动。
38.货物移动设备30在卸货时，可根据处理器20计算好的货物的位置信息和姿态信息调整货物移动设备30自身的位置和姿态，以使得货物被装载到货物移动设备30，并移动到预设检测位置s1。
39.在预设检测位置s1检测得到货物的数量后，货物移动设备30可将货物移动到预设仓库c内以完成入库以及库存信息的更新。
40.可选地，为了提高卸货效率，货物移动设备30包括第一货物移动设备31和第二货物移动设备32，第一货物移动设备31用于根据货物的位置信息和姿态信息调整第一货物移动设备自身的位置和姿态，以使得货物被装载到第一货物移动设备31，并移动到预设交接位置s3，然后第二货物移动设备32装载预设交接位置s3处的货物后，运输到预设检测位置s1，并在确定货物的数量后，运输货物到预设仓库c。
41.如此，第一货物移动设备31只需要将货物运输到预设交接位置s3即可，而无需等待货物数量计算完成，以及运输货物到预设仓库c，即可再次回到运输车辆前进行卸货，从
而提高卸货效率。
42.第一货物移动设备31包括移动部311和取货部312，移动部311可进行移动以改变第一货物移动设备31在世界坐标系的位置，取货部312设置在移动部311上，能够相对移动部311移动。在第一货物移动设备31卸货时，可首先根据货物的姿态信息调整取货部312的姿态，以使得取货部312的倾斜角度和货物的底部的倾斜角度相同，货物的底部一般存在托盘，托盘具有通孔，在取货部312和托盘的倾斜角度相同的情况下，取货部312能够插入到通孔中，从而使得货物装载在取货部312上。
43.然后，第一货物移动设备31根据货物的位置信息移动移动部311和取货部312，以使得移动部311移动到货物所在的位置，取货部312移动到与货物的托盘相同的高度，移动部311朝向货物移动以带动取货部312伸入货物的底部(即货物底部的托盘的通孔中)，在取货部312伸入货物的底部后，货物的底部的中心和取货部312的中心正对，从而保证货物被稳定的装载到取货部312上，提高取货精度和稳定性。
44.第一货物移动设备31可装载一个或多个货物，第一货物移动设备31将装载的货物运输到预设交接位置s3，然后由第二货物移动设备32将预设交接位置s3的货物运输到预设检测位置s1，此时深度检测设备10能够采集运输到预设检测位置s1的货物的三维图像。
45.或者，预设交接位置s3即为预设检测位置s1，第一货物移动设备31可将装载的货物直接运输到预设检测位置s1，从而减少货物停留的时间，仅在进行货物的数量计算时，会停留等待深度检测设备10采集三维图像，相较于第一货物移动设备31将装载的货物运输到预设交接位置，货物需要等待第二货物移动设备32装载预设交接位置s3的货物而言，货物入库的时间消耗较小，可提高入库效率。
46.深度检测设备10可以是3d激光传感器，如结构光摄像头、飞行时间(time of flight，tof)摄像头，通过发射激光(如结构光、散斑等)到待测区域，接收待测区域反射的光线以生成三维图像。
47.深度检测设备10能够采集货物不同位置和深度检测设备10的实际距离，以生成三维图像。因此，货物的不同位置和深度检测设备10之间的实际距离、与三维图像中的货物的图像尺寸存在映射关系，处理器20根据货物在三维图像中的体积以及映射关系，即可计算出货物实际的体积，然后根据货物实际的体积和每个货物的单位体积，即可计算得到货物的数量。或者，处理器20可识别单个货物以及堆叠在一起的货物整体，通过计算货物整体在三维图像中的体积，以及单个货物在三维图像中的体积，并将单个货物在三维图像中的体积作为货物预设的单位体积，从而根据货物整体在三维图像中的体积以及单个货物在三维图像中的体积计算货物的数量。
48.请结合图2，货物管理系统100还包括设置在预设检测位置s1的支架50，深度检测设备10可以设置在支架50的顶部(即预设检测位置s1的正上方)，且深度检测设备10的视场范围覆盖预设检测位置s1。如此，可节省深度检测设备10在水平方向上占据的空间；或者，深度检测设备10可以设置在预设检测位置s1的周围，从而减少深度检测设备10在垂直方向上占据的空间。
49.可选地，深度检测设备10能够获取货物的三维点云数据，三维点云数据是指在一个三维坐标系统中的一组向量的集合，通过扫描仪以点的形式扫描记录，每个点包含三维坐标，有些点也可能包含颜色信息或者反射强度信息等。其中，颜色信息是指空间色彩信
息。反射强度信息是指扫描仪在扫描过程中激光扫描到不同平面反射获取的不同强度的信息。
50.在计算货物的体积时，可首先判断货物是否处于第一摆放状态。其中，第一摆放状态是指在预设检测位置s1利于货物清点的摆放位置，即标准摆放，如货物以预设标准姿态完全落入预设检测位置s1，在一个实施例中，预设标准姿态为货物的长度方向与预设检测位置s1的长度方向平行，货物的宽度方向与预设检测位置s1的宽度方向平行。若货物的某一部分超出预设检测位置s1的边界，或者货物不是以预设标准姿态落入预设检测位置s1，则该货物就不属于第一摆放状态。如此，先获取预设检测位置s1内的货物的三维点云数据，再根据预设检测位置s1内的货物的三维点云数据判断货物的摆放位置是否利于货物的清点。
51.在货物的摆放属于第一摆放状态时，可准确地计算货物的数量。如通过货物的三维点云数据，可构建货物的三维点云图像，从而通过识别三维点云图像中货物，以得到货物的数量。
52.具体地，可首先确定最顶层货物总面积是否小于面积阈值，其中，面积阈值是通过将单个货物的底面积乘以摆满一层的货物数量获得的；当最顶层货物总面积小于面积阈值时，根据单个货物的高度和底面积(即货物的单位体积)、摆满一层的货物数量、货物的整体高度、和最顶层货物总面积确定货物的数量；其中，货物的整体高度和单个货物的高度用于确定摆放的总层数，最顶层的货物的总面积和单个货物的底面积，用于确定最顶层的货物的数量，根据(总层数-1)*摆满一层的货物数量 最顶层的货物的数量即可得到当前摆放的所有货物的数量。
53.例如，将货物的整体高度h和单个货物的高度h带入公式w＝h/h，以确定货物层数w；将最顶层货物总面积s和单个货物的底面积s带入公式m＝s/s，以确定最顶层货物数量m；将货物层数w、摆满一层的货物数量n、和最顶层目标货物数量m带入公式n＝(w-1)*n m，以确定目标货物的数量n。
54.当最顶层货物总面积等于面积阈值时，根据单个货物的高度、摆满一层的货物数量、和货物的整体高度确定货物的数量。即根据单个货物的高度和货物的整体高度确定摆放的总层数，根据总层数*摆满一层的货物数量即可得到货物的数量。例如，将货物的整体高度h和单个货物的高度h带入公式w＝h/h，以确定货物层数w；将货物层数w和摆满一层的货物数量n带入公式n＝w*n，以确定目标货物的数量n。
55.需要说明的是，在本技术中，除了最顶层之外的每一层都摆满了货物，而最顶层可能摆满了也可能没有摆满货物。而且，每层允许摆放货物的最大数量是固定的(正确摆放情况下)，换句话说，对于各个层，摆满一层的货物数量都是相同的。若最顶层没有摆满货物，则最顶层货物数量小于摆满一层的货物数量，相应地，最顶层货物总面积小于摆满一层的货物总面积；若最顶层摆满了货物，则最顶层货物数量等于摆满一层的货物数量，相应地，最顶层货物总面积等于摆满一层的货物总面积。本技术的面积阈值是通过将单个货物的底面积乘以摆满一层的货物数量获得的，其表征摆满一层的货物总面积。在确定最顶层货物总面积小于面积阈值，说明最顶层没有摆满货物；在确定最顶层货物总面积等于面积阈值，说明最顶层摆满了货物。
56.在计算得到货物的数量后，第二货物移动设备32即可装载货物，并运输货物到预
设仓库c，从而完成入库，并在货物入库后，即可根据货物的数量更新库存信息。
57.请参阅图3，本技术的货物管理方法包括：
58.步骤011：采集运输到预设检测位置s1的货物的三维图像；
59.步骤012：根据三维图像计算货物的体积；
60.步骤013：根据货物的体积和货物预设的单位体积计算货物的数量；及
61.步骤014：在确定货物的数量后，运输货物到预设仓库c并根据货物的数量更新预设仓库c的库存信息。
62.具体地，在货物移动设备30运输货物到预设检测位置s1后，通过深度检测设备10来自动采集预设检测位置s1的货物的三维图像，然后通过三维图像来计算预设检测位置s1的一个或多个货物的总体积，基于单个货物的单位体积和总体积，即可准确计算出需要入库的货物的数量，在计算得到货物的数量后，即可通过货物移动设备30运输货物到预设仓库c，在货物入库后，即可根据计算得到的货物的数量更新库存信息，从而自动实现货物数量的计算以及库存信息的更新，可提高库存信息的更新速度和准确性。
63.请参阅图4，在某些实施方式中，货物管理方法还包括：
64.步骤015：采集运输车辆运输到预设卸货位置s2的场景图像；
65.步骤016：检测场景图像中的货物的位置信息和姿态信息；
66.步骤017：根据货物的位置信息和姿态信息调整货物移动设备30的位置和姿态，以使得货物被装载到货物移动设备30，并移动到预设检测位置s1。
67.具体地，在运输车辆运输货物到预设卸货位置s2，预设卸货位置s2的周围设置有图像采集设备40，图像采集设备40能够采集位于预设卸货位置s2的运输车辆的场景图像，处理器20通过预设的图像识别算法，识别场景图像中的运输车辆，在运输车辆的车厢打开后，即可识别到车厢内的货物，然后处理器20通过识别场景图像中的货物，即可根据货物在场景图像(具体可以是运输车辆)的位置来检测每个货物的位置信息，根据货物在场景图像中的姿态检测每个货物的姿态信息。最后根据货物的位置信息和姿态信息调整货物移动设备30的位置和姿态，从而使得货物移动设备30准确地装载货物，从而移动到预设检测位置s1。
68.请参阅图5，在某些实施方式中，步骤017包括：
69.步骤0171：根据货物的姿态信息调整取货部312的姿态，以使得取货部312的倾斜角度和货物的底部的倾斜角度相同；
70.步骤0172：根据货物的位置信息移动移动部311和取货部312，以使得移动部311移动到货物所在的位置并将取货部312伸入货物的底部，以使得货物的底部的中心和取货部312的中心正对。
71.具体地，在卸货时，第一货物移动设备31可根据货物的姿态信息调整取货部312的姿态，使得取货部312的倾斜角度和承载货物的托盘的倾斜角度相同，然后移动部311根据货物的位置信息进行移动，使得取货部312伸入到托盘，以承载托盘，从而使得货物被装载到取货部312，且在取货部312伸入托盘后，货物的底部的中心和取货部312的中心正对，从而保证了取货的稳定性。
72.请参阅图6，本技术实施方式还提供了一种计算机可读存储介质300，其上存储有计算机程序310，计算机程序310被处理器20执行的情况下，实现上述任意一种实施方式的
货物管理系统100的步骤，为了简洁，在此不再赘述。
73.可以理解，计算机程序310包括计算机程序代码。计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、以及软件分发介质等。
74.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。
75.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施方式所属技术领域的技术人员所理解。
76.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。