面向物流倉儲分揀機器人的多目標視覺識別 與定位方法研究

劉星余

摘 要：近幾年來，經濟的迅速發展推動了電子商務的發展，物流倉庫的智能化也隨著電子商務的發展而逐漸普及，物流倉庫中貨物的分揀一直是其發展中的難題，物流倉儲分揀機器人需要的復雜的物流倉庫中分揀出各式各樣的目標貨物，物流倉庫的環境問題以及大量的貨物更是加大了分揀機器人的工作難度。針對物流倉儲分揀機器人分揀目標的多種多樣性，以及倉庫的復雜性等因素的干擾，本文研究了面向物流倉儲分揀機器人的多目標視覺識別與定位方法，介紹了分揀機器人的目標識別與定位系統結構，以及分揀目標的提取、識別與定位，并進行了實驗驗證，對于物流倉儲中分揀機器人的研究及應用有重要意義。

關鍵詞：物流倉儲;分揀機器人;多目標;識別與定位

中圖分類號：TP242? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1001-5922（2021）07-0109-04

Research on Multi-Target Visual Recognition and Positioning Method for Logistics Warehouse Sorting Robot

Liu Xingyu

（Sichuan Vocational College of Information Technology， Guangyuan 628017， China）

Abstract：In recent years， the rapid development of economy has promoted the development of e-commerce. The intelligentization of logistics warehouses has gradually become popular with the development of e-commerce. The sorting of goods in logistics warehouses has always been a problem in its development. Logistics storage sorting Robots need to sort out a variety of target goods in the complex logistics warehouse. The environmental problems of the logistics warehouse and a large number of goods make the task of sorting robots more difficult. In view of the interference of the diversity of sorting targets ， as well as the complexity of warehouses and other factors， the paper studies the multi-target visual recognition and positioning method for logistics warehouse sorting robots， and introduces the structure of multi target recognition and positioning system of the sorting robots， as well as the extraction， recognition and positioning of sorting target， and experimental verification have been carried out， which are of great significance to the research and application of sorting robots in logistics warehousing.

Key words：logistics warehousing; sorting robot; multi-target; recognition and positioning

0 引言

物流倉儲分揀機器人屬于工業機器人的范疇，具體是指在物流倉庫中，通過指令的接收或者根據預先設定的任務目標，自動進行貨物的分揀、移動、搬運等操作的機器裝置。物流倉儲分揀機器人是智慧物流的重要組成，符合時代發展的潮流和要求，其發展對于電商物流中過分依賴人共、業務高峰期分揀能力較差等瓶頸問題有重要的意義。物流倉儲機器人根據應用場景的不同可以分為五大類，分別為AGV機器人、碼垛機器人、分揀機器人、AMR機器人、RGV穿梭車，本文中主要對分揀機器人進行研究。傳統的分揀機器人的分揀任務是一般通過示教和離線編程來完成，但是這種工作方式只適合既定位置的目標，一旦目標偏離了原來的位置，則會發生分揀任務失敗的情況，導致工作效率極低。科學技術的不斷進步使人們加強了對分揀機器人視覺感知和環境適應能力的重視。于是，人們對分揀機器人進行了不斷的研究，逐漸實現物流倉儲分揀機器人的多目標視覺識別與定位。

1 物流倉儲分揀機器人研究現狀

隨著科學技術的發展，物流倉儲分揀機器人以其可靠、價格低廉等優勢在電商行業中受到廣泛關注，分揀機器人技術也在不斷進步與發展。發達國家以其技術優勢，在分揀機器人方面的研究工作中一直處于領先水平，美國研究者在分揀機器人的系統中引入加強學習算法，運用神經網絡算法對運動過程進行學習，對分揀機器人的動作進行不斷優化，使其能夠熟練的按照一定軌跡完成對目標物的抓取、移動等任務。日本一公司研發了一款分揀機器人，完美地結合了運動控制與機器視覺系統，將其成功的運用到自動化流水線的分揀任務中，該款分揀機器人能夠對任務目標精確定位、快速識別，大大提高了工作效率。經濟技術的落后導致我國分揀機器人的分揀工作準確率和速度均落后于發達國家，但是隨著我國技術水平的不斷提高，我國的分揀機器人研究也取得了一定的成果。2001年，王敏等將視覺引導與超聲波定位共同融入到機器人的系統中，從而實現了對于動態目標的識別和定位。2007年，陸春軍等在分揀機器人系統中引入模板匹配算法，成功的實現對目標輪廓的識別及定位。為了更進一步的提取目標物的特征，從而實現更精準的識別和定位，李明等設計了一款能夠對食品實現快速定位和識別的軟件，該款軟件的研發可以有效地實現對目標物特征的提取，對于分揀機器人多目標視覺識別與定位有重要的推動作用。近幾年來，工業機器人的發展勢頭迅猛，分揀機器人的發展也日新月異，國內一家機器人研發公司在其展銷會上展出了一款分揀機器人，能夠快速的將桶中的螺絲進行整齊擺放，且通過與視覺系統的協調合作，實現了對目標物的定位、分揀及搬運工作，但是其精準度不夠，對于目標物的抓取也不夠精準，擺放的角度也不統一， 分揀機器人的過目標識別及定位研究工作任重而道遠。