蔣坤 江世明 李建祥 凌匡 邵陽學(xué)院信息工程學(xué)院
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(wù)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(dǎo)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(shù)設(shè)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(gòu)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。
1. 貨物條形碼
條形碼技術(shù)是一種成熟的識別技術(shù),在物流配送作業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用?,F(xiàn)在快遞業(yè)務(wù)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(yīng)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(yīng)的ID 為103。
數(shù)字編碼:第1 位數(shù)據(jù)9 對應(yīng)的ID 為25,第2 位數(shù)據(jù)5 對應(yīng)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(jié)束編碼:每個條形碼都有一個結(jié)束碼,結(jié)束編碼對應(yīng)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(yīng)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。
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(cè)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(yīng)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(chǔ)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(shù)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(jié)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(yù)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(yīng)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。
自動分揀是提高物流配送效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié),采用條形碼自動識別技術(shù)設(shè)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(gòu)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(yīng)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。