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★ 杭州海康機(jī)器人股份有限公司

近些年，隨著快遞物流行業(yè)的高速發(fā)展，快遞包裹量與日俱增，國(guó)內(nèi)日均包裹量高達(dá)2億件左右。為了提高快遞分揀的時(shí)效性，降低快遞分揀的成本，以及避免發(fā)生錯(cuò)誤分揀，快遞分撥中心不斷提升自動(dòng)化程度。

機(jī)器視覺系統(tǒng)作為機(jī)械設(shè)備的智能感官系統(tǒng)，可以完成測(cè)量、定位、識(shí)別和檢測(cè)等工作。在快遞物流行業(yè)，機(jī)器視覺的應(yīng)用克服了人眼標(biāo)準(zhǔn)的不一致性、非重復(fù)性和主觀性等問題，為行業(yè)制定品質(zhì)管控的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)。隨著深度學(xué)習(xí)等智能算法的導(dǎo)入以及3D視覺技術(shù)的精進(jìn)升級(jí)，機(jī)器視覺系統(tǒng)在高速、高光譜、高分辨率、高可靠性以及工作持續(xù)性、環(huán)境適應(yīng)性等方面不斷突破原有的效益瓶頸，顯著提高了快遞物流行業(yè)的智能化程度。

目前，在快遞物流行業(yè)，正逐漸形成以讀碼識(shí)別和3D檢測(cè)跟蹤為核心的整場(chǎng)自動(dòng)化解決方案。

1 海康機(jī)器人快遞物流行業(yè)解決方案

目前，快遞轉(zhuǎn)運(yùn)中心使用的主流分揀方式為交叉帶分揀，交叉帶整場(chǎng)自動(dòng)化分揀的解決方案主要包括：交叉帶分揀（機(jī)器人供包）；矩陣分揀（單件分離）；交叉帶檢測(cè)(EDP灰度儀)；條碼識(shí)別（六面讀碼）多方案配合，用以解決快遞物流行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)痛點(diǎn)，助力快遞物流企業(yè)降本增效，提高競(jìng)爭(zhēng)力。

1.1 機(jī)器人供包

（1）客戶痛點(diǎn)

一套交叉帶設(shè)備大約有12-16個(gè)人工供包臺(tái)，主線運(yùn)行速度達(dá)2.5m/s，分揀效率最高達(dá)2.4萬件/小時(shí)，使用人工供包方式實(shí)際上困難重重，大量的人工供包，勞動(dòng)密集難以管理，且長(zhǎng)期維持工人團(tuán)隊(duì)整體成本高昂，物流分撥中心工作時(shí)間一般為晚上8點(diǎn)到第二天早上8點(diǎn)，人工供件難以保持12小時(shí)高效供件，勞動(dòng)強(qiáng)度大，招工困難。

（2）方案介紹

海康機(jī)器人供包3D視覺產(chǎn)品MV-DB500S-R，是一款為快遞物流行業(yè)機(jī)器人供包解決方案提供的視覺產(chǎn)品，機(jī)器人供包系統(tǒng)采用內(nèi)置深度學(xué)習(xí)硬核的立體相機(jī)，通過深度學(xué)習(xí)算法和傳統(tǒng)視覺算法的有機(jī)結(jié)合，搭配高精度路徑規(guī)劃算法，引導(dǎo)機(jī)器人全時(shí)高效抓取。

（3）方案特點(diǎn)

深度學(xué)習(xí)智能算法：幾何輪廓特征識(shí)別+2D圖+3D點(diǎn)云的深度學(xué)習(xí)智能算法。智能算法優(yōu)化包裹局部遮擋，包裹粘連造成的誤分割現(xiàn)象。

超強(qiáng)包裹適應(yīng)能力：無懼軟包、硬包及信封等各種復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景。考慮包括但不限于目標(biāo)顏色、大小、材質(zhì)、末端執(zhí)行器信息的完備抓取優(yōu)先級(jí)排序算法，確保機(jī)械手最大抓取成功率。

高精度路徑規(guī)劃：自研路徑規(guī)劃算法，優(yōu)選包裹抓取順序及運(yùn)動(dòng)軌跡，確保供件軌跡的流暢平滑、無碰撞、不甩包。

異形件智能識(shí)別：有效識(shí)別并剔除球體、柱體、超長(zhǎng)超寬件等各類異形件，防止包裹錯(cuò)分丟失。

實(shí)施操作便捷：僅通過按鈕盒可實(shí)現(xiàn)一鍵啟動(dòng)、復(fù)位、停止等操作，實(shí)現(xiàn)操作運(yùn)行“零”門檻。

一鍵手眼標(biāo)定：通過自研算法平臺(tái)調(diào)取定位基本算子，一鍵自動(dòng)高效完成手眼標(biāo)定，及標(biāo)定參數(shù)的導(dǎo)入。

（4）人工智能

抓取點(diǎn)計(jì)算：在分割出單個(gè)包裹點(diǎn)云的基礎(chǔ)上，基于抓取成功率最高、無碰撞的目標(biāo)，計(jì)算出候選包裹抓取點(diǎn)。

凹凸包裹檢測(cè)：基于包裹的點(diǎn)云計(jì)算其凹凸程度，是否可抓取。

遮擋關(guān)系精修：結(jié)合深度學(xué)習(xí)遮擋識(shí)別結(jié)果與3D點(diǎn)云，精修包裹之間的遮擋關(guān)系，判斷是否可抓取。

實(shí)例分割+遮擋預(yù)測(cè)+包裹分類：軟包：Soft_pkg；硬包：hard_pkg；遮擋包裹：Cover_pkg；

無遮擋包裹：No_cover_pkg。

包裹跟蹤：針對(duì)多幀的包裹，基于最小匹配代價(jià)的目標(biāo)，采用卡爾曼預(yù)測(cè)+匈牙利分配算法，跟蹤多幀內(nèi)的包裹，輔助抓取規(guī)劃。

1.2 EDP灰度除雙糾偏儀

（1）客戶痛點(diǎn)

交叉帶用戶最為關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)是交叉帶的分揀效率、識(shí)別率、錯(cuò)分率以及穩(wěn)定性。用戶希望提高訂單精準(zhǔn)度，避免錯(cuò)分，提高分揀機(jī)效率，避免包裹無謂循環(huán)，提升MTTF（平均無故障時(shí)間），降低維護(hù)成本。

（2）方案介紹

海康機(jī)器人灰度除雙糾偏儀3D視覺產(chǎn)品MV DB500S-C，是一款專為快遞物流行業(yè)中交叉帶分揀場(chǎng)景打造的全功能視覺檢測(cè)產(chǎn)品：相機(jī)可同時(shí)獲取被測(cè)物的二維和三維信息，并內(nèi)置海康機(jī)器人自主研發(fā)的3D圖像處理算法及深度學(xué)習(xí)定位分割算法，融合出雙檢測(cè)、有無檢測(cè)、包裹糾偏及超邊檢測(cè)等功能于一體，可對(duì)交叉帶上包裹數(shù)量和位置做出精準(zhǔn)檢測(cè)判斷。

（3）方案特點(diǎn)

四合一全功能：集有無、出雙、位置、超邊檢測(cè)于一體，一機(jī)多用，性價(jià)比超高。

兼容性強(qiáng)：適配交叉帶式、翻板式等多種形態(tài)的分揀機(jī)；超大視野，完美適配現(xiàn)場(chǎng)安裝要求。

簡(jiǎn)單易用：出廠完成內(nèi)參標(biāo)定，現(xiàn)場(chǎng)一鍵系統(tǒng)標(biāo)定，部署簡(jiǎn)單。

定制拓展：提供功能定制服務(wù)，可定制分類、量方、雙車聯(lián)動(dòng)等功能，提供SDK支持二次開發(fā)。

（4）人工智能

智能核心：結(jié)合2D深度學(xué)習(xí)實(shí)例分割算法及3D圖像處理算法，精準(zhǔn)判斷包裹數(shù)量及位置，并且能夠?qū)εc傳送帶同色的包裹進(jìn)行有效分割，有效地彌補(bǔ)2D灰度儀的檢測(cè)缺陷。

1.3 單件分離

（1）客戶痛點(diǎn)

快遞物流行業(yè)高速發(fā)展，包裹散件流亟待自動(dòng)化設(shè)備來提升效率，否則會(huì)嚴(yán)重制約后端分揀機(jī)的效率。同時(shí)，稱重裝置、掃描儀等自動(dòng)化處理設(shè)備也需要包裹必須是單件分離的，因此，高效的單件分離技術(shù)對(duì)于提升快遞樞紐轉(zhuǎn)運(yùn)中心的效率以及減少人工操作至關(guān)重要。

（2）方案介紹

海康機(jī)器人單件分離3D視覺產(chǎn)品MV-DB500S-S，是一款專為快遞物流行業(yè)中包裹分揀場(chǎng)景提供的視覺產(chǎn)品，依托自主研發(fā)的3D處理技術(shù)以及深度學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)包裹進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)定位，再搭配自研的智能控制系統(tǒng)、控制模組帶完成包裹的分離，實(shí)現(xiàn)包裹單個(gè)通過且相互之間保持固定間隔。

（3）方案特點(diǎn)

智能核心：使用RGB-D智能立體相機(jī)，相機(jī)內(nèi)部完成包裹定位及分割算法，在實(shí)現(xiàn)算法的同時(shí)達(dá)到超高幀率的結(jié)果輸出。

靈活部署：方案可根據(jù)分離機(jī)長(zhǎng)度、包裹尺寸上下限等靈活調(diào)整，支持一鍵標(biāo)定，部署簡(jiǎn)單。

穩(wěn)定高效：自研智能控制系統(tǒng)，整合分離、拉包等功能，處理效率高、拉包間距均勻，場(chǎng)景適應(yīng)力強(qiáng)。

（4）人工智能

強(qiáng)大算法：使用2D深度學(xué)習(xí)實(shí)例分割+3D定位算法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)包裹定位，高效識(shí)別多種類型包裹，無懼信封件、黑包裹、集包袋等特殊形態(tài)，并且能夠?qū)εc傳送帶同色的包裹進(jìn)行有效分割。

1.4 六面讀碼

（1）客戶痛點(diǎn)

快遞物流行業(yè)高速發(fā)展，卸車口需要大量人力進(jìn)行包裹翻轉(zhuǎn)以保證面單朝上便于固定式讀碼設(shè)備進(jìn)行識(shí)別。隨著效率的不斷提升和后端矩陣全線業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化升級(jí)，如何減少人工對(duì)包裹的干預(yù)，使包裹上線后即可全速前進(jìn)提升效益是各大快遞甲方的核心訴求。

（2）方案介紹

六面讀碼系統(tǒng)是指在物流行業(yè)中，對(duì)包裹的前/后/左/右/頂/底面進(jìn)行條碼自動(dòng)識(shí)別的系統(tǒng)。海康機(jī)器人六面讀碼系統(tǒng)是海康機(jī)器人依托于多年讀碼行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，集成多種智能讀碼產(chǎn)品和設(shè)計(jì)的多方位讀碼系統(tǒng)。

（3）方案特點(diǎn)

全自動(dòng)，全方位：無需人員在前端規(guī)范包裹上的面單位置，條碼在任意面均可識(shí)別，人員投入可減少。

高識(shí)別率：除普通包裹外，也能進(jìn)行異形件上特殊位置的條碼識(shí)別，例如圓柱件、細(xì)長(zhǎng)件、不規(guī)則件等，保證現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)的識(shí)別率。

高效率：包裹通過效率高，滿足2.2m/s以上的高速運(yùn)行環(huán)境。

系統(tǒng)靈活：可支持不同分辨率型號(hào)的相機(jī)，通過不同的組合方式滿足客戶的多樣化需求，例如三面、五面、六面等。

擴(kuò)展性高：可支持對(duì)接各種物流設(shè)備，配套動(dòng)態(tài)稱和3D立體相機(jī)，組成DWS系統(tǒng)；配套擺臂、擺輪等設(shè)備，組成自動(dòng)分揀系統(tǒng)。

2 行業(yè)影響力

海康機(jī)器人的機(jī)器視覺產(chǎn)品及解決方案已廣泛應(yīng)用于各大快遞物流場(chǎng)地。除快遞物流行業(yè)外，也成功應(yīng)用于3C、汽車、鋰電、光伏、集成電路、食品、醫(yī)藥等行業(yè)，這一方面得益于機(jī)器視覺能夠支持企業(yè)大規(guī)模工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用，提高效率，降低企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)成本；另一方面，機(jī)器視覺與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)自主快速判斷，靈活運(yùn)用于各產(chǎn)品生產(chǎn)線進(jìn)行產(chǎn)品識(shí)別與測(cè)量、位置確定、缺陷檢測(cè)等工作，為高效高質(zhì)生產(chǎn)保駕護(hù)航。未來，隨著市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大以及相關(guān)技術(shù)的更新迭代與縱深融合，機(jī)器視覺將賦能于各行各業(yè)，助力其智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年12月刊