機器視覺在智能物流業中的應用

張莉 邢婷 文雪巍

摘 要：智能物流信息系統發展有條不紊，而線下物流輸送環節仍有待提高。物流分揀作為物流輸送環節不可或缺的部分，傳統的人上分揀方式效率低，成本高。為了能夠減少人上成本的投入，完善智能物流輸送系統，可將機器視覺系統引入分揀環竹，自動檢查貨物，并將處理結果發送給可編程邏輯控制器PLC，驅動執行機構實現貨物的分揀。本論文從不同方面闡述機器視覺在智能物流業中的應用，希望為研究機器視覺技術在智慧物流業中的應用的專家和學者提供理論參考意見。

關鍵詞：機器視覺;智能物流業;應用研究

機器視覺系統主要是通過計算機加載圖像掃描獲取裝置，來對圖片信息進行獲取并處理，其初始目的是為了給自動化流水線和相關生產運輸智能設備，增加視覺系統來達到人體視覺衍生處理的效果，隨著當下智能產業的不斷發展。無人駕駛技術和自動化技術的不斷發展，機器視覺系統在物流運輸領域有著廣泛地應用。一直以來物流行業占據著大量的人力資源，目.山于電商的不斷發展，傳統的物流體系已經無法很好滿足市場的需求，智能物流系統作為未來物流的發展方向，也承載著無數人的心血。機器視覺系統可以以極快的速度來獲取并處理大量信息，并目.能夠通過實時監控等方式來進行信息收集，在當下的智能領域有著廣泛的應用前景。

1機器視覺

機器視覺是人工智能正在快速發展的一個分支。簡單說來，機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統是通過機器視覺產品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，得到被攝目標的形態信息，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。

2機器視覺應用現狀

在國外，機器視覺的應用普及主要體現在半導體及電子行業，其中大概40%-50%都集中在半導體行業。具體如PCB印刷電路：各類生產印刷電路板組裝技術、設備;單、雙面、多層線路板，覆銅板及所需的材料及輔料;輔助設施以及耗材、油墨、藥水藥劑、配件;電子封裝技術與設備;絲網印刷設備及絲網周邊材料等。SMT表面貼裝：SMT工藝與設備、焊接設備、測試儀器、返修設備及各種輔助工具及配件、SMT材料、貼片劑、膠粘劑、焊劑、焊料及防氧化油、焊膏、清洗劑等;再流焊機、波峰焊機及自動化生產線設備。電子生產加工設備：電子元件制造設備、半導體及集成電路制造設備、元器件成型設備、電子工模具。機器視覺系統還在質量檢測的各個方面已經得到了廣泛的應用，并且其產品在應用中占據著舉足輕重的地位。除此之外，機器視覺還用于其他各個領域。

而在中國，視覺技術的應用開始于90年代，因為行業本身就屬于新興的領域，再加之機器視覺產品技術的普及不夠，導致以上各行業的應用幾乎空白。目前國內機器視覺大多為國外品牌。國內大多機器視覺公司基本上是靠代理國外各種機器視覺品牌起家，隨著機器視覺的不斷應用，公司規模慢慢做大，技術上已經逐漸成熟。

隨著經濟水平的提高，3D機器視覺也開始進入人們的視野。3D機器視覺大多用于水果和蔬菜、木材、化妝品、烘焙食品、電子組件和醫藥產品的評級。它可以提高合格產品的生產能力，在生產過程的早期就報廢劣質產品，從而減少了浪費節約成本。這種功能非常適合用于高度、形狀、數量甚至色彩等產品屬性的成像。

3機器視覺系統在智能物流輸送系統中的應用分析

3.1 機器視覺系統在物流分揀中的應用分析

物流分揀作為智能物流的關鍵部分，客戶利用平臺完成下達定單，工作人員需要根據客戶的訂單，完成物品的分揀打包并且裝車，利用電腦完成訂單輸入，在物流系統上生產初始狀態，而利用機器視覺系統則可以實現自動掃描訂單內容，自動篩選相關產品并且進行打包裝車，生成系統數據并上傳，大大提高了效率，且節省了人力物力，同時機器視覺系統結合環境監測系統，可實現對整體環境的監控，如對倉庫內部環境進行實時監控，如倉庫溫度濕度等，都可以做到有效監控、有效預警，并給出相關解決方案，大大提高工作效率。本部分就物流分揀內容做出以下設計 ：機器視覺采集信息進行處理，通過 profient 工業通訊協議與 PLC進行連接，判斷結果將數據傳輸至 PLC 進行下一步執行機構的操作，并且由上位機進行實時運行狀況的監測，以供現場工作人員查看。分揀的流程大致分為以下幾個部分，先由視覺檢測進行數據分析，判斷貨物包裝，訂單信息，進行 ID 碼讀取以及 OCR / OCV 字符驗證與識別、尺寸大小等是否符合標準，合格的產品將結束檢測，不合格的判斷能否被執行機構修復，將處理的信息發送至 PLC 控制執行機構操作，對于可修復的不合格貨物通過執行機構的一系列動作，返回至初始檢測狀態重新進行檢測，合格之后將結束檢測。對于不可修復的不合格貨物直接結束篩選，交由工作人員處理。

3.2機器視覺系統在終端配送系統中的應用分析

機器視覺系統可與終端配送進行集成，有效增加物流終端的智能化，如智能終端自動倉庫。終端智能配送機器人，機器視覺系統可以實現對建筑物，道路和收貨人的自動識別，同時終端機器人可以利用機器視覺系統，對收件人的人臉和虹膜進行識別，大大增加了物品分配的準確性。配送機器人利用機器視覺系統，對周圍環境進行輔助判斷。尤其在定位不能準確定位的地方，如多樓層定位配送，階梯形建筑配送，機器視覺系統則可根據內置道路圖片進行準確導航定位，增強了貨物運輸的時效和準確率。

總之，智能物流作為新世紀的重要發展方向，在科技和生活領域有著舉足輕重的地位，隨著互聯網信息技術的不斷發展也為其提供了大量的先進技術，而機器視覺系統也同樣作為當下國內外研究的重要對象，其在工業和農業以及軍事領域上都有著重要應用。機器視覺系統在智能物流分揀過程中能夠實現自動化，提高工作效率。解決了智能物流運輸系統道路環境檢測問題，配送系統對收貨人面部信息確認，實現真正意義上的智能運輸和智能配送，對物流行業的智能物流發展有著重要意義。

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課題：2020年中國物流學會、中國物流與采購聯合會研究課題

編號：2020CSLKT3-198