本發(fā)明涉及倉儲復(fù)核管理，具體為基于自動視覺掃描的倉儲出入庫復(fù)核管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、出入庫復(fù)核的主要職責(zé)包括對貨物進(jìn)行出庫前的復(fù)核、質(zhì)量檢查、封簽處理、提供出庫數(shù)據(jù)、與其他部門協(xié)調(diào)工作、倉庫安全管理、處理異常情況以及倉庫整理和清潔等，復(fù)核員需要對貨物進(jìn)行出庫前的復(fù)核，核對貨物的種類、數(shù)量、規(guī)格等信息與訂單或發(fā)貨單的一致性，確保貨物的準(zhǔn)確性和完整性；

2、目前多數(shù)復(fù)核是通過人工進(jìn)行核查，不僅無法提高倉儲管理過程的智能性，還浪費(fèi)了人力資源，提高了人工成本，而且倉庫中存放的貨物數(shù)量多且雜，不適用于復(fù)雜的倉儲場景，在處理出入庫復(fù)核管理時(shí)，出錯(cuò)率還高，難以保證整個(gè)貨物出入庫的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，另外，貨物存入貨位后再進(jìn)行復(fù)核以及出庫前復(fù)核，都需要花費(fèi)額外的時(shí)間，降低了貨物出入庫的效率，復(fù)核過程中進(jìn)行數(shù)量核對也會容易出錯(cuò)且難以快速核對，況且貨物存儲在庫中期間還不能保證及時(shí)知曉丟失情況，倉儲管理容易產(chǎn)生混亂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于自動視覺掃描的倉儲出入庫復(fù)核管理系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于自動視覺掃描的倉儲出入庫復(fù)核管理系統(tǒng)，包括：

3、位姿獲取單元，所述位姿獲取單元用于獲取待識別區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)貨物的彩色圖像和深度圖像，從而獲得貨物的位姿信息；

4、視覺標(biāo)定單元，所述視覺標(biāo)定單元通過計(jì)算旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣來獲得相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)械臂坐標(biāo)系的關(guān)系矩陣，將相機(jī)采集到的圖像中的空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)械臂坐標(biāo)系下；

5、貨物讀取單元，所述貨物讀取單元綜合貨物的定位信息得到相機(jī)坐標(biāo)系下貨物的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)獲得的機(jī)械臂坐標(biāo)系下的貨物，控制機(jī)械臂完成對單個(gè)貨物的圖像拍攝，獲取高清圖像，之后分析圖像上的貨物條碼和貨物名稱的信息，以及獲得貨物的數(shù)量信息；

6、記錄管理單元，所述記錄管理單元將整堆貨物進(jìn)行入倉檢查，核對貨物數(shù)量是否與采購訂單一致、檢查包裝是否完好無損以及確認(rèn)貨物條碼信息準(zhǔn)確無誤后進(jìn)行待入庫處理，入庫過程實(shí)時(shí)制作信息核驗(yàn)單并輸入到整個(gè)系統(tǒng)中，對倉庫內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行劃分，以及對倉庫的貨架信息、貨位信息、庫存信息和設(shè)備信息進(jìn)行管理；

7、入庫復(fù)核單元，所述入庫復(fù)核單元用于關(guān)聯(lián)機(jī)械臂與系統(tǒng)控制器，機(jī)械臂帶有高清攝像頭，高清攝像頭掃描范圍包括貨物本身與貨位條碼信息，當(dāng)貨物出入庫時(shí)，機(jī)械臂獲得信息核驗(yàn)單后讀取貨物信息，通過高清攝像頭和視覺標(biāo)定單元對貨物條碼自動掃描來分配貨位，并核對分配的貨位以及貨物的數(shù)量；

8、出庫復(fù)核單元，所述出庫復(fù)核單元在執(zhí)行出庫復(fù)核時(shí)，通過信息核驗(yàn)單查看貨物所在位置，機(jī)械臂收到系統(tǒng)下發(fā)的出庫指令，拍攝目標(biāo)貨位的貨物，這個(gè)過程機(jī)械臂通過視覺標(biāo)定單元再次進(jìn)行復(fù)核檢查，將所讀取的貨物條碼與信息核驗(yàn)單上的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配查驗(yàn)，當(dāng)所讀取的貨物信息與信息核驗(yàn)單中記錄的信息吻合時(shí)，貨物正常進(jìn)行出庫，并在貨物完全出庫后再將信息核驗(yàn)單中的出入庫記錄更改為出庫狀態(tài)。

9、優(yōu)選的，所述位姿獲取單元包括圖像標(biāo)定模塊、圖像校正模塊和配準(zhǔn)對齊模塊，所述圖像標(biāo)定模塊使用黑白棋棋盤格作為標(biāo)定板，棋盤格的每個(gè)方格尺寸為，在相機(jī)的視場內(nèi)手動改變標(biāo)定板位姿，獲得標(biāo)定板多張不同角度下的標(biāo)定圖像，所述圖像校正模塊將獲得的標(biāo)定圖像進(jìn)行灰度化處理，然后對標(biāo)定板上的棋盤格點(diǎn)進(jìn)行角點(diǎn)檢測，最后在原角點(diǎn)的基礎(chǔ)上尋找亞像素角點(diǎn)，亞像素角點(diǎn)是通過使用最小二乘法迭代計(jì)算得到的實(shí)數(shù)坐標(biāo)，根據(jù)亞像素角點(diǎn)坐標(biāo)獲得相機(jī)內(nèi)參矩陣和畸變系數(shù)，并將獲得的內(nèi)參矩陣和畸變系數(shù)保存為?txt文件格式以供后期調(diào)用，用于對相機(jī)采集到的圖像進(jìn)行校正，所述配準(zhǔn)對齊模塊使用rgb鏡頭采集彩色圖像以及使用ir鏡頭采集深度圖像，彩色圖像用于目標(biāo)檢測，深度圖像用于測量檢測出的目標(biāo)物體的深度數(shù)據(jù)，并利用配準(zhǔn)算法將彩色圖像與深度圖像進(jìn)行配準(zhǔn)對齊，獲得彩色圖像與深度圖像之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，使彩色圖像與深度圖像重合。

10、優(yōu)選的，所述視覺標(biāo)定單元包括以下執(zhí)行步驟：

11、設(shè)相機(jī)坐標(biāo)系下的點(diǎn)集為，機(jī)械臂坐標(biāo)系下的點(diǎn)集為，并獲得兩個(gè)點(diǎn)集之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，建立以下公式：

12、；

13、首先，計(jì)算相機(jī)和機(jī)械臂坐標(biāo)系下點(diǎn)集的中心點(diǎn)，計(jì)算公式為；

14、；

15、其中，為相機(jī)坐標(biāo)系下的點(diǎn)，表示機(jī)械臂坐標(biāo)系下的點(diǎn)，表示坐標(biāo)系下的點(diǎn)，分別表示坐標(biāo)系的三軸坐標(biāo)，和分別表示相機(jī)和機(jī)械臂坐標(biāo)系下點(diǎn)集的中心點(diǎn)，表示坐標(biāo)系下的點(diǎn)集個(gè)數(shù)，表示點(diǎn)序號，表示轉(zhuǎn)置操作；

16、其次，計(jì)算最優(yōu)旋轉(zhuǎn)矩陣，通過計(jì)算相機(jī)和機(jī)械臂坐標(biāo)系下的點(diǎn)集的中心點(diǎn)，生成新點(diǎn)集合和，點(diǎn)集重新中心化表示為：

17、；

18、然后計(jì)算點(diǎn)集之間的協(xié)方差矩陣：

19、；

20、將協(xié)方差矩陣通過奇異值分解進(jìn)行分解得到特征矩陣和特征矩陣，并通過公式求得點(diǎn)集之間的旋轉(zhuǎn)矩陣；

21、最后，計(jì)算平移矩陣：

22、；

23、通過求出的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣獲得相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)械臂坐標(biāo)系的關(guān)系矩陣，關(guān)系矩陣的公式為：。

24、優(yōu)選的，所述貨物讀取單元包括信息獲取模塊和貨物定位模塊，所述信息獲取模塊根據(jù)貨物的條碼識別種類，并對條碼進(jìn)行圖像濾波處理和圖像閾值化處理，使用高斯濾波濾除圖像的高斯噪聲，濾波之后的圖像進(jìn)行圖像閾值化獲得二值化的圖像，從而將目標(biāo)圖像與背景分離，所述貨物定位模塊通過多角度模板匹配定位的方法來獲得貨物的定位信息。

25、優(yōu)選的，所述記錄管理單元包括信息設(shè)置模塊，所述信息設(shè)置模塊用于定義信息核驗(yàn)單和貨物條碼的錄入信息，信息核驗(yàn)單包括貨物與分配貨位相對應(yīng)的貨位表、待入庫的不同類別的貨物數(shù)量表、用于存儲任務(wù)訂單的任務(wù)訂單表、記錄產(chǎn)品基本參數(shù)的信息表以及貨物出入庫記錄，且每個(gè)貨物的條碼信息中記錄了貨物的產(chǎn)品信息以及重量信息。

26、優(yōu)選的，所述記錄管理單元還包括倉儲管理模塊，所述倉儲管理模塊用于對貨架信息、貨位信息、庫存信息和設(shè)備信息進(jìn)行管理，貨架信息管理是為每個(gè)貨架配置對應(yīng)的參數(shù)信息，并與所屬區(qū)域進(jìn)行綁定，貨位信息管理是將每個(gè)貨位與所屬貨架進(jìn)行綁定，并設(shè)有記錄貨位的編號以及所在空間坐標(biāo)信息的貨位條碼，庫存信息管理是對倉庫中的庫存數(shù)據(jù)記錄顯示，在整個(gè)系統(tǒng)中展示各個(gè)貨位的存儲貨物的詳細(xì)情況，設(shè)備信息管理是對倉庫內(nèi)的智能倉儲設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。

27、優(yōu)選的，所述入庫復(fù)核單元包括入庫執(zhí)行模塊、貨物分配模塊和信息匹配模塊，所述入庫執(zhí)行模塊執(zhí)行入庫復(fù)核時(shí)，倉庫工作人員首先根據(jù)入庫臺輸送機(jī)上的led屏提示，將貨物放置到入庫臺上，通過貨物條碼識別確認(rèn)是待執(zhí)行入庫作業(yè)后，由rgv運(yùn)送到對應(yīng)巷道口的輸送機(jī)上，當(dāng)貨物被放置在巷道口輸送機(jī)上之后，輸送機(jī)將其運(yùn)送至入庫口，在貨物入庫的過程中通過視覺標(biāo)定單元進(jìn)行復(fù)核檢查，保證貨物正確入庫，所述貨物分配模塊獲取貨物的條碼信息后，將條碼信息與信息核驗(yàn)單進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而根據(jù)條碼信息中記錄的數(shù)據(jù)分配貨位，并將分配的貨位記錄在信息核驗(yàn)單中，所述信息匹配模塊將貨物放置在信息核驗(yàn)單中分配的位置上，與此同時(shí)掃描貨位條碼信息，確認(rèn)分配的貨位是否與貨位上標(biāo)定的條碼信息相匹配，如果匹配就將信息核驗(yàn)單中貨物出入庫記錄設(shè)置為已入庫，否則重新分配貨位，根據(jù)重新分配的貨位進(jìn)行存放，如果始終匹配不上則進(jìn)行告警，整個(gè)系統(tǒng)與手機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)連接，便于通知管理員進(jìn)行處理。

28、優(yōu)選的，所述入庫復(fù)核單元還包括數(shù)量核對模塊、實(shí)時(shí)更新模塊和庫存管理模塊，所述數(shù)量核對模塊同步記錄貨物入庫的相應(yīng)的數(shù)量信息，用于入庫時(shí)核對貨物數(shù)量，所述實(shí)時(shí)更新模塊分配一個(gè)貨位后，在信息核驗(yàn)單中消除已分配的貨位，以及空出一個(gè)貨位后，在信息核驗(yàn)單中增添已空出的貨位，所述庫存管理模塊用于管理庫存信息，當(dāng)貨物入庫后，信息核驗(yàn)單上的貨物出入庫記錄為入庫狀態(tài)，當(dāng)貨物出庫后，信息核驗(yàn)單上的貨物出入庫為出庫狀態(tài)，根據(jù)信息核驗(yàn)單定期掃描倉儲中的已分配貨位，如果存在已分配貨位出現(xiàn)空缺現(xiàn)象或者未分配貨位出現(xiàn)非空缺現(xiàn)象，則上報(bào)系統(tǒng)通知管理員。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

30、1、本發(fā)明將自動視覺掃描與機(jī)械臂技術(shù)結(jié)合，可以極大提高倉儲管理過程中的智能化水平，更適用于實(shí)際復(fù)雜的倉儲場景，不僅能夠提高貨物出入庫的速率，還能增加貨物核對的準(zhǔn)確性，通過位姿獲取單元獲得貨物的位姿信息，便于對單個(gè)貨物進(jìn)行標(biāo)定，通過視覺標(biāo)定單元建立了相機(jī)與機(jī)械臂坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，將相機(jī)采集到的圖像中的空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)械臂坐標(biāo)系下，確保整個(gè)貨物出入庫的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性；

31、2、本發(fā)明通過貨物讀取單元根據(jù)貨物的定位信息以及根據(jù)獲得的機(jī)械臂坐標(biāo)系下的貨物控制機(jī)械臂準(zhǔn)確拍攝貨物圖像，保證能夠正確清晰識別貨物條碼，避免在貨物堆積的過程中掃描不到貨物條碼，通過記錄管理單元根據(jù)信息核驗(yàn)單中的內(nèi)容實(shí)時(shí)跟進(jìn)，并同步到系統(tǒng)中，以及提前劃分出貨位區(qū)域、管理設(shè)備和庫存，便于后續(xù)貨位的智能分配，通過入庫復(fù)核單元能夠保證貨物準(zhǔn)確無誤存入庫中的指定位置，并能及時(shí)獲悉貨物的狀態(tài)，提高了后續(xù)出庫速率，在入庫的過程中能再次核實(shí)貨物的數(shù)量，存儲在庫中期間也減少貨物丟失或者多入庫的可能，通過出庫復(fù)核單元再次進(jìn)行復(fù)核檢查，不需要額外花費(fèi)時(shí)間，根據(jù)信息核驗(yàn)單進(jìn)行核查，降低了人工成本。