專利名稱：應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤方法及其跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物件的柵格式跟蹤方法及其跟蹤裝置，可適用于機(jī)場(chǎng)行李的跟蹤分揀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在物流系統(tǒng)大多使用虛擬窗口方式來(lái)對(duì)物件進(jìn)行跟蹤，即為每一件物件分配一個(gè)虛擬的窗口方式來(lái)跟蹤。但虛擬窗口方式在實(shí)際運(yùn)用中，主要暴露出以下不足和缺點(diǎn)一、用虛擬窗口方式造成系統(tǒng)效率減少和空間浪費(fèi)問(wèn)題效率問(wèn)題一直都是物流自動(dòng)分揀系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)表明了物流自動(dòng)分揀系統(tǒng)的一個(gè)處理容量，即每小時(shí)系統(tǒng)能分揀的物件數(shù)。而就大多數(shù)物流自動(dòng)分揀系統(tǒng)來(lái)講，根據(jù)流程設(shè)計(jì)、機(jī)械環(huán)節(jié)和程序算法上的影響，往往表現(xiàn)出各個(gè)環(huán)節(jié)處理物件能力的不一致性，這樣就造成了整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸現(xiàn)象。從而影響了整個(gè)系統(tǒng)的效率。在實(shí)際運(yùn)行中，由于在機(jī)械流程和程序上的設(shè)計(jì)往往會(huì)表現(xiàn)出不一致性，使得一些本來(lái)可以處理更多容量的環(huán)節(jié)，不得不適應(yīng)其他環(huán)節(jié)而減少自身的處理容量，而導(dǎo)致一些資源的浪費(fèi)。
在傳統(tǒng)窗口方式中，一般一物件占用一個(gè)窗口且物件位于窗口的中心位置的情況，這種情況被認(rèn)為最為理想。這樣能夠確保兩個(gè)物件間的間距并且有利于推臂推物件動(dòng)作的準(zhǔn)確性，所以在注入口需要通過(guò)程序來(lái)控制物件注入轉(zhuǎn)盤窗口的時(shí)機(jī)，以便控制物件在窗口中的位置。圖7中，一般確定離窗口最前端一定距離的點(diǎn)作為注入點(diǎn)，即只要有空窗口且注入點(diǎn)到達(dá)注入口，程序就執(zhí)行注入動(dòng)作，把物件放到轉(zhuǎn)盤的窗口中去。系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，物件到達(dá)注入口時(shí)，只有當(dāng)轉(zhuǎn)盤上空窗口的注入點(diǎn)也恰好到達(dá)注入口，這時(shí)，物件才會(huì)不等待而直接注入轉(zhuǎn)盤上的空窗口，其他大多數(shù)時(shí)間，物件必定在注入口等待空窗口的注入點(diǎn)到來(lái)后才注入，最糟糕的是物件到達(dá)注入口而空窗口的注入點(diǎn)剛好過(guò)注入口，這時(shí)物件將等待一個(gè)窗口的時(shí)間，然后再注入到下一個(gè)窗口，這樣就會(huì)造成注入口物件輸送的瓶頸現(xiàn)象和轉(zhuǎn)盤上窗口浪費(fèi)現(xiàn)象。例如在實(shí)際的運(yùn)行系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)盤上用傳統(tǒng)的窗口技術(shù)分為28個(gè)窗口，但實(shí)際運(yùn)行中，由于注入口與轉(zhuǎn)盤在機(jī)械設(shè)備和程序設(shè)計(jì)上存在配合的不一致性，使得窗口使用率很低，最多只有14個(gè)窗口可以同時(shí)使用(這樣就比設(shè)計(jì)的效率大打折扣)，這就成了整個(gè)系統(tǒng)的最大的瓶頸所在。
二、用虛擬窗口方式不能對(duì)物件的各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行跟蹤。
往往用虛擬窗口方式來(lái)跟蹤物件，只能知道在這個(gè)傳送帶上的一個(gè)虛擬窗口中有一物件，但這種方式并不能更細(xì)節(jié)的跟蹤物件是否有一些凸出部分或凹陷部分。
三、用虛擬窗口方式不能知道物件的大小。
往往用虛擬窗口方式來(lái)跟蹤物件，只能知道在這個(gè)傳送帶上的一個(gè)虛擬窗口中有一物件，但并不能知道物件的大小情況。這為后面分揀設(shè)備帶來(lái)了不小的麻煩。
四、用虛擬窗口方式不能知道物件的幾何中心點(diǎn)在傳統(tǒng)的虛擬窗口劃分概念中，每個(gè)窗口放一個(gè)物件并且用較為復(fù)雜的算法，計(jì)算出每個(gè)物件的偏移，才能實(shí)現(xiàn)物件的跟蹤。但是用虛擬窗口不僅在程序上復(fù)雜化了，并且也不易更精確地測(cè)算出物件的中心位置，這樣還是會(huì)造成極少數(shù)物件推不下滑槽的情況。
五、用虛擬窗口方式不能自動(dòng)適應(yīng)外部環(huán)境的變化來(lái)始終保持正確和準(zhǔn)確的分檢由于整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行一段時(shí)間后，機(jī)械設(shè)備會(huì)發(fā)生一些磨損或變形，造成外部參數(shù)變化。采用虛擬窗口方式來(lái)跟蹤物件會(huì)很難自動(dòng)的調(diào)整內(nèi)部參數(shù)來(lái)適應(yīng)外部參數(shù)的變化，使系統(tǒng)穩(wěn)定和正常的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有物件分揀系統(tǒng)采用虛擬窗口物件跟蹤方式在實(shí)際運(yùn)用中的問(wèn)題，提供一種物件的柵格式跟蹤方法及其跟蹤裝置。物件的柵格式跟蹤方法中，柵格式物流系統(tǒng)在物件承載裝置上設(shè)置有虛擬柵格，每個(gè)虛擬柵格代表著轉(zhuǎn)盤上的一段距離，通過(guò)物件占用柵格情況和柵格對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)域中物件的信息，能對(duì)物件的各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行跟蹤，結(jié)合物件占用的柵格情況，對(duì)物件精確跟蹤和正確分揀。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤方法，其特征在于a、設(shè)置虛擬柵格以注入口前物件承載裝置上的檢測(cè)器件為起點(diǎn)，按照一定的距離順時(shí)針在物件承載裝置上連續(xù)設(shè)置虛擬柵格。所謂虛擬柵格就是在分揀轉(zhuǎn)盤上人為的虛擬的劃分許多的小柵格；b、建立數(shù)據(jù)隊(duì)列物件承載裝置上虛擬劃分的若干柵格，其每個(gè)柵格都在物流分揀裝置的可編程控制器PLC中建立有與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域，通過(guò)可編程控制器PLC計(jì)算將物件屬性參數(shù)存儲(chǔ)到物件占用柵格所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中，即在可編程控制器PLC中建立了一個(gè)數(shù)據(jù)隊(duì)列來(lái)表示整個(gè)物件承載裝置的使用情況；c、脈沖計(jì)算及信息跟蹤由安裝在物件承載裝置上的旋轉(zhuǎn)編碼器計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移，可編程控制器PLC中的高速計(jì)數(shù)器模塊計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)，使可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列隨物件承載裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)的改變而相應(yīng)移動(dòng)可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列，這樣通過(guò)柵格方式對(duì)物件承載裝置上的虛擬柵格對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列進(jìn)行跟蹤。
虛擬柵格是虛擬劃分在轉(zhuǎn)盤上的，它存在的表現(xiàn)形式就是它所對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中建立有與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域，柵格對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中的信息隨柵格的變化而對(duì)應(yīng)變化，柵格的大小和柵格的數(shù)量由各個(gè)工程項(xiàng)目選用的可編程控制器PLC的計(jì)算能力來(lái)決定。
所述物件的屬性參數(shù)包括物件的大小尺寸、物件占用的柵格數(shù)、物件的口號(hào)信息、物件幾何中心點(diǎn)位置信息、兩物件間的間距信息，這些屬性參數(shù)由可編程控制器PLC根據(jù)檢測(cè)器件獲得的檢測(cè)信息、傳送帶的速度信息和讀碼設(shè)備讀取的條碼信息計(jì)算得出。
物件承載裝置為分揀轉(zhuǎn)盤，或作為分揀承載裝置的傳送帶，檢測(cè)器件為光電傳感器，或能夠檢測(cè)到行李的檢測(cè)器件。
所述旋轉(zhuǎn)編碼器是一種通過(guò)發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移的裝置，例如旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖代表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了1CM，那么可編程控制器PLC的高速計(jì)數(shù)器模塊接收到5個(gè)脈沖就表示轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了5CM。
一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤裝置，包括用于人機(jī)交流及操作組態(tài)界面的人機(jī)接口層，用于控制及接口通訊處理的可編程控制器PLC控制及接口層，用于檢測(cè)行李及執(zhí)行動(dòng)作的設(shè)備及電氣元件層，其特征在于設(shè)置在設(shè)備及電氣元件層的物件承載裝置上按照一定距離順時(shí)針設(shè)置有虛擬的柵格；物件承載裝置設(shè)置有通過(guò)發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移的旋轉(zhuǎn)編碼器；可編程控制器PLC控制及接口層設(shè)置有可編程控制器PLC設(shè)備，該設(shè)備建立有與上述每個(gè)柵格相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域；所述設(shè)備及電氣元件層還設(shè)置有用于讀取物件條碼牌上的條碼信息的讀碼設(shè)備；用于獲得檢測(cè)信息的注入口檢測(cè)器件；用于判定跟蹤物件與跟蹤信息是否對(duì)應(yīng)，對(duì)物件的跟蹤進(jìn)行檢驗(yàn)的出口檢測(cè)器件；所述人機(jī)接口層包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
所述設(shè)備及電氣元件層還包括傳送帶、分揀裝置、滑槽，所述物件承載裝置為分揀轉(zhuǎn)盤或作為分揀承載裝置的傳送帶，分揀裝置為分揀推臂。
所述物件承載裝置上以注入口前物件承載裝置上的檢測(cè)器件為起點(diǎn)，按照一定的距離順時(shí)針連續(xù)設(shè)置虛擬柵格，通過(guò)可編程控制器PLC計(jì)算將物件屬性參數(shù)存儲(chǔ)到物件占用柵格所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中，即在可編程控制器PLC中建立了一個(gè)數(shù)據(jù)隊(duì)列來(lái)表示整個(gè)物件承載裝置的使用情況。
所述讀碼設(shè)備為能夠讀取物件條碼牌上條碼信息的儀器，所述檢測(cè)器件為光電傳感器或能夠檢測(cè)到行李的檢測(cè)器件。
所述設(shè)置在物件承載裝置上的旋轉(zhuǎn)編碼器計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移，可編程控制器PLC中的高速計(jì)數(shù)器模塊通過(guò)計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)，使可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列隨物件承載裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)的改變而相應(yīng)移動(dòng)可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列，這樣通過(guò)柵格方式對(duì)物件承載裝置上的虛擬柵格對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列進(jìn)行跟蹤。
虛擬柵格是虛擬劃分在轉(zhuǎn)盤上的，它存在的表現(xiàn)形式就是它所對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中建立有與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域，柵格對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中的信息隨柵格的變化而對(duì)應(yīng)變化，柵格的大小和柵格的數(shù)量由各個(gè)工程項(xiàng)目選用的可編程控制器PLC的計(jì)算能力來(lái)決定。
所述物件的屬性參數(shù)包括物件的大小尺寸、物件占用的柵格數(shù)、物件的口號(hào)信息、物件幾何中心點(diǎn)位置信息、兩物件間的間距信息，這些屬性參數(shù)由可編程控制器PLC根據(jù)檢測(cè)器件獲得的檢測(cè)信息、傳送帶的速度信息和讀碼設(shè)備讀取的條碼信息計(jì)算得出。
所述旋轉(zhuǎn)編碼器是一種通過(guò)發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移的裝置，例如旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖代表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了1CM，那么可編程控制器PLC的高速計(jì)數(shù)器模塊接收到5個(gè)脈沖就表示轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了5CM。該設(shè)備為現(xiàn)有設(shè)備。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于一、解決系統(tǒng)效率減少和浪費(fèi)空間問(wèn)題柵格算法是把轉(zhuǎn)盤分成盡可能多的小窗口方式，用幾個(gè)柵格來(lái)代表物件占用的具體空間位置。這樣當(dāng)物件到達(dá)注入口時(shí)，由于柵格足夠小，所以就存在注入點(diǎn)的概念。如圖3所示，如果轉(zhuǎn)盤上有足夠來(lái)注入物件那么空柵格會(huì)很快到來(lái)，只要保證了兩物件的足夠間距(由每個(gè)工程項(xiàng)目的具體設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)來(lái)確定)，就能讓注入口的物件不停頓的注入，這樣就解決了虛擬窗口方法中物件在注入口等待空窗口的現(xiàn)象，提高此處物件通過(guò)效率并且解決浪費(fèi)轉(zhuǎn)盤空間的現(xiàn)象。
二、解決了用虛擬窗口方式不能對(duì)物件的各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行跟蹤的問(wèn)題。
可編程控制器PLC通過(guò)檢測(cè)器件得到的檢測(cè)信息、讀碼設(shè)備獲得的讀碼信息計(jì)算，可以知道物件占用的柵格數(shù)、物件的口號(hào)信息、兩物件間的間距信息，通過(guò)這些信息，能對(duì)物件進(jìn)行更細(xì)節(jié)更精確的跟蹤。
三、解決了用虛擬窗口方式不能知道物件的大小的問(wèn)題PLC根據(jù)檢測(cè)器件獲得的檢測(cè)信息、傳送帶的速度信息和讀碼設(shè)備讀取的條碼信息計(jì)算得出物件占用的柵格數(shù)，可以判斷出物件的大小，使分揀設(shè)備根據(jù)物件的大小進(jìn)行正確的分揀。柵格方法可以很方便的測(cè)得物件的大小。這樣如果物件超大、超長(zhǎng)，則可以在程序上很容易的取消推臂的動(dòng)作，避免一些由于值機(jī)不夠規(guī)范而帶來(lái)的卡包和損壞包裹的情況。
而且使用柵格能夠很容易的判斷出兩物件是否相隔的太近，從而引起推臂動(dòng)作時(shí)卡包或夾包等現(xiàn)象。圖2中，如果我們?cè)O(shè)定物件正常間距是3個(gè)柵格，那么如果兩個(gè)物件間距小于3個(gè)柵格，則表示兩個(gè)物件間距過(guò)小，采取一些方法來(lái)處理這一現(xiàn)象，如禁止推臂推這兩物件或只推后一物件。
四、解決了用虛擬窗口方式不能知道物件幾何中心點(diǎn)的問(wèn)題根據(jù)物件占用的柵格數(shù)，可編程控制器PLC能夠計(jì)算出物件的幾何中心點(diǎn)，避免了分揀裝置不能精確分揀物件的情況。
五、自動(dòng)適應(yīng)外部環(huán)境的變化并能始終保持正確和準(zhǔn)確的分檢。
物件轉(zhuǎn)盤等機(jī)械設(shè)備在使用一段時(shí)間后，由于磨損等原因造成系統(tǒng)外部參數(shù)的變化，出現(xiàn)推臂推不準(zhǔn)物件等現(xiàn)象。使用動(dòng)態(tài)小窗口的方式跟蹤物件，可以很方便的通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算，自動(dòng)根據(jù)外部參數(shù)的變化而進(jìn)行程序自身參數(shù)的改變，使得系統(tǒng)能夠在外部參數(shù)改變的情況下，可以自動(dòng)適應(yīng)外部環(huán)境的變化并能始終保持正確和準(zhǔn)確的分檢。例如根據(jù)轉(zhuǎn)盤的復(fù)位光電信號(hào)(即轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈會(huì)通過(guò)光電傳感器給出的信號(hào))記錄每一圈通過(guò)的柵格數(shù)量。這樣，如果由于機(jī)械等外部原因發(fā)生變化，每一圈記錄的小窗口數(shù)量也會(huì)隨之發(fā)生變化，根據(jù)窗口數(shù)的變化相應(yīng)調(diào)整推臂的參數(shù)，使其永遠(yuǎn)都能準(zhǔn)確無(wú)誤的對(duì)物件進(jìn)行分揀。
六、更為準(zhǔn)確的跟蹤和更為簡(jiǎn)便的算法。
許多電子產(chǎn)品中有分辨率這個(gè)概念，即是說(shuō)在同一單位面積上所能顯示的像數(shù)。分辨率越高，那么我們看到的畫面越準(zhǔn)確越細(xì)膩。同樣在轉(zhuǎn)盤上劃分的柵格越小，跟蹤就更準(zhǔn)確，更能反映出物件的真實(shí)情況。柵格方法盡量細(xì)化轉(zhuǎn)盤，讓一件物件占據(jù)多個(gè)柵格，從而精確跟蹤物件的每個(gè)部分，這樣對(duì)于一些不規(guī)則外型的物件，可以有更多的信息進(jìn)行采集，并進(jìn)行靈活的處理。


出于例證的目的，下面將通過(guò)附圖中的實(shí)例來(lái)更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。所述附圖包括圖1為柵格跟蹤物件的原理結(jié)構(gòu)示意2為柵格跟蹤兩相鄰物件間間距過(guò)小的結(jié)構(gòu)示意3為柵格跟蹤物件的結(jié)構(gòu)示意4為物件跟蹤的流程結(jié)構(gòu)示意5為物流分揀裝置的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)示意6為物流系統(tǒng)分揀裝置結(jié)構(gòu)示意7為傳統(tǒng)窗口方式造成窗口空間浪費(fèi)結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出了一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤方法和跟蹤裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。其方法步驟如下a、設(shè)置虛擬柵格以注入口前物件承載裝置上的檢測(cè)器件為起點(diǎn)，按照一定的距離順時(shí)針在物件承載裝置上連續(xù)設(shè)置虛擬柵格。所謂虛擬柵格就是在分揀轉(zhuǎn)盤上人為的虛擬的劃分許多的小柵格；b、建立數(shù)據(jù)隊(duì)列物件承載裝置上虛擬劃分的若干柵格，其每個(gè)柵格都在物流分揀裝置的可編程控制器PLC中建立有與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域，通過(guò)可編程控制器PLC計(jì)算將物件屬性參數(shù)存儲(chǔ)到物件占用柵格所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中，即在可編程控制器PLC中建立了一個(gè)數(shù)據(jù)隊(duì)列來(lái)表示整個(gè)物件承載裝置的使用情況；c、脈沖計(jì)算及信息跟蹤由安裝在物件承載裝置上的旋轉(zhuǎn)編碼器計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移，可編程控制器PLC中的高速計(jì)數(shù)器模塊計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)，使可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列隨物件承載裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)的改變而相應(yīng)移動(dòng)可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列，這樣通過(guò)柵格方式對(duì)物件承載裝置上的虛擬柵格對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列進(jìn)行跟蹤。
虛擬柵格是虛擬劃分在轉(zhuǎn)盤上的，它存在的表現(xiàn)形式就是它所對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中建立有與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域，柵格對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中的信息隨柵格的變化而對(duì)應(yīng)變化，柵格的大小和柵格的數(shù)量由各個(gè)工程項(xiàng)目選用的可編程控制器PLC的計(jì)算能力來(lái)決定。
所述物件的屬性參數(shù)包括物件的大小尺寸、物件占用的柵格數(shù)、物件的口號(hào)信息、物件幾何中心點(diǎn)位置信息、兩物件間的間距信息，這些屬性參數(shù)由可編程控制器PLC根據(jù)檢測(cè)器件獲得的檢測(cè)信息、傳送帶的速度信息和讀碼設(shè)備讀取的條碼信息計(jì)算得出。
物件承載裝置為分揀轉(zhuǎn)盤，或作為分揀承載裝置的傳送帶，檢測(cè)器件為光電傳感器(即圖中的光電開(kāi)關(guān))，或能夠檢測(cè)到行李的檢測(cè)器件。所述旋轉(zhuǎn)編碼器是一種通過(guò)發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移的裝置，例如旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖代表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了1CM，那么可編程控制器PLC的高速計(jì)數(shù)器模塊接收到5個(gè)脈沖就表示轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了5CM。
圖1中，黑色柵格代表物件占用的柵格情況，也直接反映了轉(zhuǎn)盤上物件占用空間的情況。通過(guò)物件占用柵格情況和柵格中物件的信息，可編程控制器PLC可以計(jì)算出物件的口號(hào)、大小，幾何中心點(diǎn)和兩物件間的間距等信息，畫圈的物件占用了3個(gè)虛擬柵格，那么它就占用了這3個(gè)虛擬柵格所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)盤空間。而這3個(gè)虛擬柵格中都標(biāo)識(shí)1，這些標(biāo)記是由讀碼設(shè)備讀取這個(gè)物件的條碼牌上的條碼信息，并和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)比較解析而得到的，表示此件物件應(yīng)該被推入1號(hào)滑槽，物件占用3個(gè)柵格，可編程控制器PLC計(jì)算出此件物件的幾何中心點(diǎn)(此物件的幾何中心點(diǎn)就是3個(gè)柵格中間的那個(gè)柵格)，并在幾何中心點(diǎn)的柵格上做上標(biāo)記，推臂按照此物件的幾何中心點(diǎn)標(biāo)記，通過(guò)可編程控制器PLC的計(jì)算準(zhǔn)確無(wú)誤的推下物件。
圖2中，如兩相鄰物件之間占用柵格數(shù)過(guò)小則表示兩相鄰物件間距過(guò)小，設(shè)定物件正常間距是3個(gè)柵格，圖中被圈住的兩物件，他們之間的空柵格數(shù)只有2個(gè)柵格，比正常的間距要小，分揀裝置分揀時(shí)會(huì)出現(xiàn)夾包等損壞物件的情況，通過(guò)可編程控制器PLC程序來(lái)采取禁止推臂動(dòng)作等措施來(lái)避免一些危險(xiǎn)情況的發(fā)生。
圖3是柵格跟蹤物件的示意圖，圖中反應(yīng)了各物件占用柵格情況。柵格算法是把轉(zhuǎn)盤分成盡可能多的虛擬小窗口方式，用柵格代表物件占用的具體空間位置。這樣當(dāng)物件到達(dá)注入口時(shí)，由于柵格足夠小，所以就存在注入點(diǎn)的概念。如果轉(zhuǎn)盤上有足夠的物件來(lái)注入，那么空柵格會(huì)很快到來(lái)，只要兩物件間有足夠的間距，就能讓注入口的物件不停頓的注入，這樣就解決了虛擬窗口方法中物件在注入口等待空窗口的現(xiàn)象，提高此處物件通過(guò)效率并且解決浪費(fèi)轉(zhuǎn)盤空間的現(xiàn)象。
圖4是物件的跟蹤流程圖，其跟蹤步驟是行李到達(dá)注入口，光電傳感器判斷轉(zhuǎn)盤上是否有足夠的空間，如果有足夠空間，則行李直接注入轉(zhuǎn)盤，行李被注入到轉(zhuǎn)盤上再由可編程控制器PLC計(jì)算來(lái)確定行李占用的柵格數(shù)，如果沒(méi)有足夠空間，則等待轉(zhuǎn)盤有足夠空間，行李再進(jìn)行注入，將物件的口號(hào)信息、物件的大小信息通過(guò)接口通訊傳到物件占用的每個(gè)柵格所對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC數(shù)據(jù)區(qū)域中去，在通過(guò)物件占用的柵格數(shù)，可編程控制器PLC計(jì)算出此物件的幾何中心點(diǎn)，并在幾何中心點(diǎn)的柵格上做上標(biāo)記，例如該物件占用3個(gè)柵格，則通過(guò)可編程控制器PLC的計(jì)算很容易知道中間的柵格為該物件的幾何中心點(diǎn)，就可以在中間的柵格信息中做上幾何中心點(diǎn)信息，用柵格來(lái)表示行李的大小及幾何中心點(diǎn)，通過(guò)柵格占用情況，由可編程控制器PLC計(jì)算和判斷行李是否超大或者超長(zhǎng)，如果沒(méi)有超大或超長(zhǎng)，通過(guò)柵格占用情況，由可編程控制器PLC計(jì)算和判斷相鄰行李間是否因?yàn)闄C(jī)械上的擦掛造成行李間距過(guò)小，如果超大或超長(zhǎng)，則可編程控制器PLC控制取消推臂動(dòng)作，如果間距過(guò)小，則可編程控制器PLC控制取消推臂動(dòng)作，否則，通過(guò)確認(rèn)光電傳感器來(lái)判定跟蹤行李和跟蹤信息是否一致，如果到達(dá)確認(rèn)光電傳感器時(shí)，跟蹤信息和行李全部柵格完全重合，則不調(diào)整跟蹤信息，保持參數(shù)，分揀推臂準(zhǔn)確根據(jù)跟蹤信息進(jìn)行行李分揀，如果到達(dá)確認(rèn)光電傳感器時(shí)，跟蹤信息和行李有部分柵格重合，則由可編程控制器PLC計(jì)算并調(diào)整跟蹤信息，使其符合真實(shí)物件的參數(shù)，分揀推臂再準(zhǔn)確根據(jù)跟蹤信息進(jìn)行物件分揀，如果到達(dá)確認(rèn)光電傳感器時(shí)，跟蹤信息和真實(shí)物件全部柵格不重合，則光電傳感器放棄跟蹤信息，跟蹤失敗，可編程控制器PLC控制取消推臂動(dòng)作。
圖5中，物流分揀裝置分為三個(gè)層次人機(jī)接口層，可編程控制器PLC控制及接口層，設(shè)備及電氣元件層。人機(jī)接口層包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)；可編程控制器PLC控制網(wǎng)絡(luò)及接口層包括用于讀取行李條碼牌上的條碼信息，并通過(guò)接口通訊傳送到可編程控制器PLC數(shù)據(jù)區(qū)域中的讀碼設(shè)備，可編程控制器PLC設(shè)備；設(shè)備及電氣元件層包括傳送帶、分揀轉(zhuǎn)盤(或其他承載物件的裝置)、分揀推臂(或其他分揀裝置)、滑槽、光電傳感器或其他檢測(cè)器件。
圖6為物流系統(tǒng)分揀部分機(jī)械裝置示意圖，主要由讀碼裝置、注入傳送帶、分揀轉(zhuǎn)盤(或其他物件承載裝置)、分揀推臂(或其他分揀裝置)、滑槽、和光電開(kāi)光等機(jī)械裝置和檢測(cè)器件所組成，還有包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)(人機(jī)界面)、可編程控制器PLC等上層控制設(shè)備?？删幊炭刂破鱌LC設(shè)備中建立有與每個(gè)柵格相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域；物件承載裝置上以注入口前物件承載裝置上的檢測(cè)器件為起點(diǎn)，按照一定距離順時(shí)針設(shè)置有虛擬的柵格和通過(guò)發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移的旋轉(zhuǎn)編碼器，例如旋轉(zhuǎn)編碼器一個(gè)脈沖代表1CM，接收到5個(gè)脈沖表示轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了5CM。通過(guò)可編程控制器PLC計(jì)算將物件屬性參數(shù)存儲(chǔ)到物件占用柵格所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中，即在可編程控制器PLC中建立了一個(gè)數(shù)據(jù)隊(duì)列來(lái)表示整個(gè)物件承載裝置的使用情況；可編程控制器PLC中的高速計(jì)數(shù)器模塊通過(guò)計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)，使可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列隨物件承載裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)的改變而相應(yīng)移動(dòng)可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列，這樣通過(guò)柵格方式對(duì)物件承載裝置上的虛擬柵格對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列進(jìn)行跟蹤。該分揀裝置中還設(shè)置有用于讀取物件條碼牌上的條碼信息的讀碼設(shè)備、用于獲得檢測(cè)信息的注入口檢測(cè)器件；用于判定跟蹤物件與跟蹤信息是否對(duì)應(yīng)，對(duì)物件的跟蹤進(jìn)行檢驗(yàn)的出口檢測(cè)器件。物件的屬性參數(shù)包括物件的大小尺寸、物件占用的柵格數(shù)、物件的口號(hào)信息、物件幾何中心點(diǎn)位置信息、兩物件間的間距信息，這些屬性參數(shù)由可編程控制器PLC根據(jù)檢測(cè)器件獲得的檢測(cè)信息、傳送帶的速度信息和讀碼設(shè)備讀取的條碼信息計(jì)算得出。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤方法，其特征在于a、設(shè)置虛擬柵格以注入口前物件承載裝置上的檢測(cè)器件為起點(diǎn)，按照一定的距離順時(shí)針在物件承載裝置上連續(xù)設(shè)置虛擬柵格。所謂虛擬柵格就是在分揀轉(zhuǎn)盤上人為的虛擬的劃分許多的小柵格；b、建立數(shù)據(jù)隊(duì)列物件承載裝置上虛擬劃分的若干柵格，其每個(gè)柵格都在物流分揀裝置的可編程控制器PLC中建立有與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域，通過(guò)可編程控制器PLC計(jì)算將物件屬性參數(shù)存儲(chǔ)到物件占用柵格所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中，即在可編程控制器PLC中建立了一個(gè)數(shù)據(jù)隊(duì)列來(lái)表示整個(gè)物件承載裝置的使用情況；c、脈沖計(jì)算及信息跟蹤由安裝在物件承載裝置上的旋轉(zhuǎn)編碼器計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移，可編程控制器PLC中的高速計(jì)數(shù)器模塊計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)，使可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列隨物件承載裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)的改變而相應(yīng)移動(dòng)可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列，這樣通過(guò)柵格方式對(duì)物件承載裝置上的虛擬柵格對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列進(jìn)行跟蹤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤方法，其特征在于虛擬柵格是虛擬劃分在轉(zhuǎn)盤上的，它存在的表現(xiàn)形式就是它所對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中建立有與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域，柵格對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中的信息隨柵格的變化而對(duì)應(yīng)變化，柵格的大小和柵格的數(shù)量由各個(gè)工程項(xiàng)目選用的可編程控制器PLC的計(jì)算能力來(lái)決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤方法，其特征在于所述物件的屬性參數(shù)包括物件的大小尺寸、物件占用的柵格數(shù)、物件的口號(hào)信息、物件幾何中心點(diǎn)位置信息、兩物件間的間距信息，這些屬性參數(shù)由可編程控制器PLC根據(jù)檢測(cè)器件獲得的檢測(cè)信息、傳送帶的速度信息和讀碼設(shè)備讀取的條碼信息計(jì)算得出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤方法，其特征在于物件承載裝置為分揀轉(zhuǎn)盤，或作為分揀承載裝置的傳送帶，檢測(cè)器件為光電傳感器，或能夠檢測(cè)到行李的檢測(cè)器件；所述旋轉(zhuǎn)編碼器是一種通過(guò)發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移的裝置。
5.一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤裝置，包括用于人機(jī)交流及操作組態(tài)界面的人機(jī)接口層，用于控制及接口通訊處理的可編程控制器PLC控制及接口層，用于檢測(cè)行李及執(zhí)行動(dòng)作的設(shè)備及電氣元件層，其特征在于設(shè)置在設(shè)備及電氣元件層的物件承載裝置上按照一定距離順時(shí)針設(shè)置有虛擬的柵格；物件承載裝置設(shè)置有通過(guò)發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移的旋轉(zhuǎn)編碼器；可編程控制器PLC控制及接口層設(shè)置有可編程控制器PLC設(shè)備，該設(shè)備建立有與上述每個(gè)柵格相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域；所述設(shè)備及電氣元件層還設(shè)置有用于讀取物件條碼牌上的條碼信息的讀碼設(shè)備；用于獲得檢測(cè)信息的注入口檢測(cè)器件；用于判定跟蹤物件與跟蹤信息是否對(duì)應(yīng)，對(duì)物件的跟蹤進(jìn)行檢驗(yàn)的出口檢測(cè)器件；所述人機(jī)接口層包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤裝置，其特征在于所述設(shè)備及電氣元件層還包括傳送帶、分揀裝置、滑槽，所述物件承載裝置為分揀轉(zhuǎn)盤或作為分揀承載裝置的傳送帶，分揀裝置為分揀推臂。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤裝置，其特征在于所述物件承載裝置上以注入口前物件承載裝置上的檢測(cè)器件為起點(diǎn)，按照一定的距離順時(shí)針連續(xù)設(shè)置虛擬柵格，通過(guò)可編程控制器PLC計(jì)算將物件屬性參數(shù)存儲(chǔ)到物件占用柵格所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中，即在可編程控制器PLC中建立了一個(gè)數(shù)據(jù)隊(duì)列來(lái)表示整個(gè)物件承載裝置的使用情況；虛擬柵格是虛擬劃分在轉(zhuǎn)盤上的，它存在的表現(xiàn)形式就是它所對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中建立有與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域，柵格對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域中的信息隨柵格的變化而對(duì)應(yīng)變化，柵格的大小和柵格的數(shù)量由選用的可編程控制器PLC的計(jì)算能力來(lái)決定。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤裝置，其特征在于所述讀碼設(shè)備為能夠讀取物件條碼牌上條碼信息的儀器，所述檢測(cè)器件為光電傳感器或能夠檢測(cè)到行李的檢測(cè)器件。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)編碼器是一種通過(guò)發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移的裝置，旋轉(zhuǎn)編碼器計(jì)算物件承載裝置物理轉(zhuǎn)動(dòng)位移，可編程控制器PLC中的高速計(jì)數(shù)器模塊通過(guò)計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)，使可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列隨物件承載裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)的改變而相應(yīng)移動(dòng)可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列，這樣通過(guò)柵格方式對(duì)物件承載裝置上的虛擬柵格對(duì)應(yīng)的可編程控制器PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)列進(jìn)行跟蹤。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤裝置，其特征在于所述物件的屬性參數(shù)包括物件的大小尺寸、物件占用的柵格數(shù)、物件的口號(hào)信息、物件幾何中心點(diǎn)位置信息、兩物件間的間距信息，這些屬性參數(shù)由可編程控制器PLC根據(jù)檢測(cè)器件獲得的檢測(cè)信息、傳送帶的速度信息和讀碼設(shè)備讀取的條碼信息計(jì)算得出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的是一種應(yīng)用在物件分揀系統(tǒng)的物件柵格式跟蹤方法及其跟蹤裝置，物件的柵格式跟蹤方法中，柵格式物流系統(tǒng)在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有虛擬柵格，每個(gè)虛擬柵格代表著轉(zhuǎn)盤上的一段距離，通過(guò)物件占用柵格情況和柵格對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)域中物件的信息，對(duì)物件的各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行跟蹤，通過(guò)物件的屬性參數(shù)對(duì)物件進(jìn)行跟蹤和分揀。采用物件柵格式跟蹤方法及其跟蹤裝置，能對(duì)物件的各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行精確跟蹤和正確分揀，提高了系統(tǒng)的效率。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK1824396SQ20051002109
公開(kāi)日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
發(fā)明者毛剛, 杜明謙, 陳翼, 李成, 張宇, 余海華, 錢奕龍 申請(qǐng)人:中國(guó)民用航空總局第二研究所