智能可视化打包系统

摘要

本发明提供了一种智能可视化打包系统，包括控制器、工业相机、外部传感器、打包带输送装置以及剪切装置，其中，控制器接收工业相机实时拍摄的视频和外部传感器实时测量的信息，将视频中的包装箱状态和尺寸识别出来，外部传感器主要实时测量包装箱在传送带上的位置，控制器根据包装箱的位置信息，判断包装箱是否在正确的视频拍摄范围内，若不在则报警，打包带输送装置根据控制器计算出所需的打包带长度输送打包带，剪切装置待输出完打包带后将其剪断。根据本发明的智能可视化打包系统，可以实时判断包装箱的位置、状态、尺寸，控制器可以准确计算出所需包装带的长度，并控制打包带输送装置输出相应长度打包带并剪切，做到精确打包、避免浪费。

权利要求

1.一种智能可视化打包系统，其特征在于，包括控制器（10）、工业相机（20）、外部传感器（30）、打包带输送装置（40）以及剪切装置（50），其中，控制器（10）接收工业相机（20）实时拍摄的视频和外部传感器（30）实时测量的信息，将视频中的包装箱状态和尺寸识别出来，外部传感器（30）主要实时测量包装箱在传送带上的位置，控制器（10）根据包装箱的位置信息，判断包装箱是否在正确的视频拍摄范围内，若不在则报警，打包带输送装置（40）根据控制器计算出所需的打包带长度输送打包带，剪切装置（50）待输出完打包带后将其剪断；

所述控制器（10）在软件上主要包括获取1帧数据（111）、箱体识别（112）、视频处理（113）、结果显示（114）、参数显示与设置（115）、识别模板（116）、状态分类（117）、图像处理（118）和异常处理（119）功能模块；所述获取1帧数据（111）功能模块将视频流包含的信息按照帧格式提取出来，分别送给所述箱体识别（112）和图像处理（118）两个功能模块实现箱体状态识别和图像信息处理；所述参数显示与设置（115）功能模块可以设置要显示的参数内容和要识别箱子的尺寸、开口方式信息，然后发送给所述识别模板（116）功能模块，根据前述设置的参数，制订好识别的模板，后续识别均根据这个模板，然后将模板信息发送给所述状态分类（117）功能模块；所述状态分类（117）功能模块根据图像信息处理结果和识别模板信息，检测出箱体的状态分类信息并发送给所述箱体识别（112）功能模块；所述箱体识别（112）功能模块根据视频帧数据和箱体状态分类信息，识别出箱体的当前状态，如箱体上下侧箱盖均未折叠、或单侧未折叠还是两侧都已经折叠好了，将识别结果发给所述视频处理（113）功能模块，经过处理后，在结果显示（114）功能模块上进行显示和/或发给上级控制器；所述异常处理（119）功能模块实时处理系统在运行过程中出现的异常情况，维护系统的正常运行。

2.根据权利要求1所述的智能可视化打包系统，其特征在于，所述控制器（10）包括分别与所述工业相机（20）和所述外部传感器（30）相连接的输入接口和与上级控制器相连接的通讯接口，在硬件上主要包括所述工业相机（20）传输上来的视频信号调理电路（12）、所述外部传感器（30）的信号调理电路（13）、通讯接口电路（14）和中央微处理器MCU（11），所述视频信号调理电路（12）、外部传感器信号调理电路（13）和通讯接口电路（14）分别与所述中央微处理器MCU（11）相连，并进行数据和控制指令的交互。

3.根据权利要求2所述的智能可视化打包系统，其特征在于，所述控制器（10）的软件流程为：首先，根据视频流中包含的信息，进行尺寸识别并套用所述识别模板（116）功能模块，然后进入所述状态分类（117）功能模块，判断箱子上下侧箱盖的状态，如果是上下侧均未折叠，则程序直接跳回开始处，进入下一个程序循环；如果箱子是单侧折叠了，则输出信号通知上级控制器，将折叠好的一侧可以进行密封或装订了，然后可以装入物品了，等物品装入完毕，等待上级控制器下发指令，所述控制器（10）接收到指令后，将程序跳回开始处，进入下一个程序循环，等待将箱子未折叠一侧进行折叠；如果箱子两侧均折叠了，则输出信号通知上级控制器箱子两侧折叠完毕，可以进行下一步密封或者装订操作了。

4.根据权利要求3所述的智能可视化打包系统，其特征在于，所述控制器（10）设有接收上级控制器控制指令和发送信息给上级控制器的输入输出端，与所述通讯接口电路（14）相连。

5.根据权利要求4所述的智能可视化打包系统，其特征在于，所述控制器（10）实时检测所述打包带输送装置（40）输送的打包带长度，并根据累计长度来确定是否需要更换打包带，如果打包带用完了，发送信号给上级控制器，同时报警提示需更换打包带。

6.根据权利要求5所述的智能可视化打包系统，其特征在于，所述打包带输送装置（40）设有接收所述控制器（10）控制指令和发送信息给所述控制器（10）的输入输出端，并与所述剪切装置（50）相连；所述打包带输送装置（40）根据所述控制器（10）计算出所需的打包带长度输送打包带，输送完毕后将信息告知所述控制器（10）和所述剪切装置（50）。

7.根据权利要求6所述的智能可视化打包系统，其特征在于，所述剪切装置（50）设有接收所述控制器（10）控制指令和发送信息给所述控制器（10）的输入输出端，并与所述打包带输送装置（40）相连；所述剪切装置（50）实时检测所述打包带输送装置（40）是否已经输送出预定长度的打包带，同时根据所述控制器（10）和所述打包带输送装置（40）发送过来的打包带输送完毕的信号，只有在这两个信号和所述剪切装置（50）自己检测打包带输送完毕信号的三个信号中有两个信号同时都发送给所述剪切装置（50），采取三取二的容错判断策略，确认打包带确实已经输送完毕，可以进行剪切操作了，这样可以避免发生剪切误操作。

说明书

智能可视化打包系统

技术领域

[0001] 本发明涉及自动化生产线领域，具体而言，涉及一种智能可视化打包系统。

背景技术

[0002] 随着互联网+技术及产业覆盖的范围越来越广，将世界范围内的工厂、商铺、个人等紧密联系在一起，涌现出了大量的B2B、B2C、C2C等新型商业模式和机会。随着业务量的不
断攀升，工厂、商铺等大批量产品供货方的产品打包业务量也急剧增加，比如手机厂商、化
妆品店铺、电商、书商、机场等。

[0003] 在业务量不大，一般都是采用人工折叠出包装箱、打包、贴快递单、扫描、装车等手续，随着业务量的不断增加，人工的速度、质量都无法保证，为了提高效率，一般都是引入自
动化生产线进行，然而这种生产线通常要么非常复杂、成本昂贵，一般店铺、物流企业无法
承担，也不利于技术的大面积推广，进而无法提高整个社会资源的有效利用率和快速转化
率；要么只能适应一种包装箱打包、贴快递单等工序，智能化程度低，且包装带无法做到精
确控制，要么太长，资源浪费，要么太短，无法打包，因而无法适应产品种类多的厂家、电商
等，也会造成资源浪费。为此，本发明提出一种智能可视化打包系统。

发明内容

[0004] 本发明旨在提供一种准确、精确、可适应多种包装箱尺寸并做到精确打包带输出的智能可视化打包系统。

[0005] 本发明提供了一种智能可视化打包系统，包括控制器、工业相机、外部传感器、打包带输送装置以及剪切装置，其中，控制器接收工业相机实时拍摄的视频和外部传感器实
时测量的信息，将视频中的包装箱状态和尺寸识别出来，外部传感器主要实时测量包装箱
在传送带上的位置，控制器根据包装箱的位置信息，判断包装箱是否在正确的视频拍摄范
围内，若不在则报警，打包带输送装置根据控制器计算出所需的打包带长度输送打包带，剪
切装置待输出完打包带后将其剪断。

[0006] 进一步地，控制器包括分别与工业相机和外部传感器相连接的输入接口和与上级控制器相连接的通讯接口，在硬件上主要包括工业相机传输上来的视频信号调理电路、外
部传感器的信号调理电路、通讯接口电路和中央微处理器MCU，所述视频信号调理电路、外
部传感器信号调理电路和通讯接口电路分别与中央微处理器MCU相连，并进行数据和控制
指令的交互。

[0007] 进一步地，控制器在软件上主要包括获取1帧数据、箱体识别、视频处理、结果显示、参数显示与设置、识别模板、状态分类、图像处理和异常处理等功能模块；获取1帧数据
功能模块将视频流包含的信息按照帧格式提取出来，分别送给箱体识别和图像处理两个功
能模块实现箱体状态识别和图像信息处理；参数显示与设置功能模块可以设置要显示的参
数内容和要识别箱子的尺寸、开口方式等信息，然后发送给识别模板功能模块，根据前述设
置的参数，制订好识别的模板，后续识别均根据这个模板，然后将模板信息发送给状态分类
功能模块；状态分类功能模块根据图像信息处理结果和识别模板信息，检测出箱体的状态
分类信息并发送给箱体识别功能模块；箱体识别功能模块根据视频帧数据和箱体状态分类
信息，识别出箱体的当前状态，如箱体上下侧箱盖均未折叠、或单侧未折叠还是两侧都已经
折叠好了，将识别结果发给视频处理功能模块，经过处理后，在结果显示功能模块上进行显
示和/或发给上级控制器；异常处理功能模块实时处理系统在运行过程中出现的异常情况，
维护系统的正常运行。

[0008] 进一步地，控制器的软件流程为：首先，根据视频流中包含的信息，进行尺寸识别并套用识别模板功能模块，然后进入状态分类功能模块，判断箱子上下侧箱盖的状态，如果
是上下侧均未折叠，则程序直接跳回开始处，进入下一个程序循环；如果箱子是单侧折叠
了，则输出信号通知上级控制器，将折叠好的一侧可以进行密封或装订了，然后可以装入物
品了，等物品装入完毕，等待上级控制器下发指令，控制器接收到指令后，将程序跳回开始
处，进入下一个程序循环，等待将箱子未折叠一侧进行折叠；如果箱子两侧均折叠了，则输
出信号通知上级控制器箱子两侧折叠完毕，可以进行下一步操作了，如密封或者装订等操
作。

[0009] 进一步地，控制器设有接收上级控制器控制指令和发送信息给上级控制器的输入输出端，与通讯接口电路相连。

[0010] 进一步地，控制器实时检测打包带输送装置输送的打包带长度，并根据累计长度来确定是否需要更换打包带，如果打包带用完了，发送信号给上级控制器，同时报警提示需
更换打包带。

[0011] 进一步地，打包带输送装置设有接收控制器控制指令和发送信息给控制器的输入输出端，并与剪切装置相连。打包带输送装置根据控制器计算出所需的打包带长度输送打
包带，输送完毕后将信息告知控制器和剪切装置。

[0012] 更进一步地，剪切装置设有接收控制器控制指令和发送信息给控制器的输入输出端，并与打包带输送装置相连。剪切装置实时检测打包带输送装置是否已经输送出预定长
度的打包带，同时根据控制器和打包带输送装置发送过来的打包带输送完毕的信号，只有
在这两个信号和剪切装置自己检测打包带输送完毕信号的三个信号中有两个信号同时都
发送给剪切装置，采取三取二的容错判断策略，确认打包带确实已经输送完毕，可以进行剪
切操作了，这样可以避免发生剪切误操作。

[0013] 根据本发明的智能可视化打包系统，可以实时判断包装箱的位置、状态、尺寸，控制器可以准确计算出所需包装带的长度，并控制打包带输送装置输出相应长度打包带并剪
切，做到精确打包、避免浪费。

附图说明

[0014] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0015] 图1是根据本发明的智能可视化打包系统的系统架构图。

[0016] 图2是根据本发明的智能可视化打包系统中控制器的硬件架构图。

[0017] 图3是根据本发明的智能可视化打包系统的软件架构图。

[0018] 图4是根据本发明的智能可视化打包系统的软件流程图。

具体实施方式

[0019] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0020] 如图1所示，以快递行业打包物品来说明本发明提出的智能可视化打包系统。在本发明中，智能可视化打包系统，其特征在于，包括控制器10、工业相机20、外部传感器30、打
包带输送装置40以及剪切装置50，其中，控制器10接收工业相机20实时拍摄的视频和外部
传感器30实时测量的信息，将视频中的包装箱状态和尺寸识别出来，外部传感器30主要实
时测量包装箱在传送带上的位置，控制器10根据包装箱的位置信息，判断包装箱是否在正
确的视频拍摄范围内，若不在则报警，打包带输送装置40根据控制器计算出所需的打包带
长度输送打包带，剪切装置50待输出完打包带后将其剪断。根据本发明的智能可视化打包
系统，可以实时判断包装箱的位置、状态、尺寸，控制器可以准确计算出所需包装带的长度，
并控制打包带输送装置输出相应长度打包带并剪切，做到精确打包、避免浪费。

[0021] 结合图2、图3和图4所示，控制器10包括分别与所述工业相机20和外部传感器30相连接的输入接口和与上级控制器相连接的通讯接口，在硬件上主要包括所述工业相机20传
输上来的视频信号调理电路12、外部传感器30的信号调理电路13、通讯接口电路14和中央
微处理器MCU 11，视频信号调理电路12、外部传感器信号调理电路13和通讯接口电路14分
别与中央微处理器MCU 11相连，并进行数据和控制指令的交互；

[0022] 进一步地，控制器10在软件上主要包括获取1帧数据111、箱体识别112、视频处理113、结果显示114、参数显示与设置115、识别模板116、状态分类117、图像处理118和异常处
理119等功能模块；获取1帧数据111功能模块将视频流包含的信息按照帧格式提取出来，分
别送给箱体识别112和图像处理118两个功能模块实现箱体状态识别和图像信息处理；参数
显示与设置115功能模块可以设置要显示的参数内容和要识别箱子的尺寸、开口方式等信
息，然后发送给识别模板116功能模块，根据前述设置的参数，制订好识别的模板，后续识别
均根据这个模板，然后将模板信息发送给状态分类117功能模块；状态分类117功能模块根
据图像信息处理结果和识别模板信息，检测出箱体的状态分类信息并发送给箱体识别112
功能模块；箱体识别112功能模块根据视频帧数据和箱体状态分类信息，识别出箱体的当前
状态，如箱体上下侧箱盖均未折叠、或单侧未折叠还是两侧都已经折叠好了，将识别结果发
给视频处理113功能模块，经过处理后，在结果显示114功能模块上进行显示和/或发给上级
控制器；异常处理119功能模块实时处理系统在运行过程中出现的异常情况，维护系统的正
常运行；

[0023] 更进一步地，控制器10的软件流程为：首先，根据视频流中包含的信息，进行尺寸识别并套用识别模板116功能模块，然后进入状态分类117功能模块，判断箱子上下侧箱盖
的状态，如果是上下侧均未折叠，则程序直接跳回开始处，进入下一个程序循环；如果箱子
是单侧折叠了，则输出信号通知上级控制器，将折叠好的一侧可以进行密封或装订了，然后
可以装入物品了，等物品装入完毕，等待上级控制器下发指令，所述控制器10接收到指令
后，将程序跳回开始处，进入下一个程序循环，等待将箱子未折叠一侧进行折叠；如果箱子
两侧均折叠了，则输出信号通知上级控制器箱子两侧折叠完毕，可以进行下一步操作了，如
密封或者装订等操作；

[0024] 进一步地，控制器10设有接收上级控制器控制指令和发送信息给上级控制器的输入输出端，与所述通讯接口电路14相连；

[0025] 进一步地，控制器10实时检测打包带输送装置40输送的打包带长度，并根据累计长度来确定是否需要更换打包带，如果打包带用完了，发送信号给上级控制器，同时报警提
示需更换打包带；

[0026] 进一步地，打包带输送装置40设有接收控制器控制指令和发送信息给控制器的输入输出端，并与剪切装置50相连。打包带输送装置40根据控制器计算出所需的打包带长度
输送打包带，输送完毕后将信息告知控制器10和剪切装置50；

[0027] 更进一步地，剪切装置50设有接收控制器10控制指令和发送信息给控制器10的输入输出端，并与打包带输送装置40相连。剪切装置50实时检测打包带输送装置40是否已经
输送出预定长度的打包带，同时根据控制器10和打包带输送装置40发送过来的打包带输送
完毕的信号，只有在这两个信号和剪切装置50自己检测打包带输送完毕信号的三个信号中
有两个信号同时都发送给剪切装置50，采取三取二的容错判断策略，确认打包带确实已经
输送完毕，可以进行剪切操作了，这样可以避免发生剪切误操作；

[0028] 本发明中，控制器10可以选择MCU、ARM、DSP、CPLD或FPGA，实现视频流的解算，与上级控制器进行数据通讯和外部传感器信息采集等功能。

[0029] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

[0030] 根据本发明的智能可视化打包系统，可以实时判断包装箱的位置、状态、尺寸，控制器可以准确计算出所需包装带的长度，并控制打包带输送装置输出相应长度打包带并剪
切，做到精确打包、避免浪费。

[0031] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。