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★ 杭州海康機器人股份有限公司

近些年，隨著快遞物流行業(yè)的高速發(fā)展，快遞包裹量與日俱增，國內(nèi)日均包裹量高達2億件左右。為了提高快遞分揀的時效性，降低快遞分揀的成本，以及避免發(fā)生錯誤分揀，快遞分撥中心不斷提升自動化程度。

機器視覺系統(tǒng)作為機械設備的智能感官系統(tǒng)，可以完成測量、定位、識別和檢測等工作。在快遞物流行業(yè)，機器視覺的應用克服了人眼標準的不一致性、非重復性和主觀性等問題，為行業(yè)制定品質管控的數(shù)字標準。隨著深度學習等智能算法的導入以及3D視覺技術的精進升級，機器視覺系統(tǒng)在高速、高光譜、高分辨率、高可靠性以及工作持續(xù)性、環(huán)境適應性等方面不斷突破原有的效益瓶頸，顯著提高了快遞物流行業(yè)的智能化程度。

目前，在快遞物流行業(yè)，正逐漸形成以讀碼識別和3D檢測跟蹤為核心的整場自動化解決方案。

1 海康機器人快遞物流行業(yè)解決方案

目前，快遞轉運中心使用的主流分揀方式為交叉帶分揀，交叉帶整場自動化分揀的解決方案主要包括：交叉帶分揀（機器人供包）；矩陣分揀（單件分離）；交叉帶檢測(EDP灰度儀)；條碼識別（六面讀碼）多方案配合，用以解決快遞物流行業(yè)的各個環(huán)節(jié)痛點，助力快遞物流企業(yè)降本增效，提高競爭力。

1.1 機器人供包

（1）客戶痛點

一套交叉帶設備大約有12-16個人工供包臺，主線運行速度達2.5m/s，分揀效率最高達2.4萬件/小時，使用人工供包方式實際上困難重重，大量的人工供包，勞動密集難以管理，且長期維持工人團隊整體成本高昂，物流分撥中心工作時間一般為晚上8點到第二天早上8點，人工供件難以保持12小時高效供件，勞動強度大，招工困難。

（2）方案介紹

海康機器人供包3D視覺產(chǎn)品MV-DB500S-R，是一款為快遞物流行業(yè)機器人供包解決方案提供的視覺產(chǎn)品，機器人供包系統(tǒng)采用內(nèi)置深度學習硬核的立體相機，通過深度學習算法和傳統(tǒng)視覺算法的有機結合，搭配高精度路徑規(guī)劃算法，引導機器人全時高效抓取。

（3）方案特點

深度學習智能算法：幾何輪廓特征識別+2D圖+3D點云的深度學習智能算法。智能算法優(yōu)化包裹局部遮擋，包裹粘連造成的誤分割現(xiàn)象。

超強包裹適應能力：無懼軟包、硬包及信封等各種復雜應用場景。考慮包括但不限于目標顏色、大小、材質、末端執(zhí)行器信息的完備抓取優(yōu)先級排序算法，確保機械手最大抓取成功率。

高精度路徑規(guī)劃：自研路徑規(guī)劃算法，優(yōu)選包裹抓取順序及運動軌跡，確保供件軌跡的流暢平滑、無碰撞、不甩包。

異形件智能識別：有效識別并剔除球體、柱體、超長超寬件等各類異形件，防止包裹錯分丟失。

實施操作便捷：僅通過按鈕盒可實現(xiàn)一鍵啟動、復位、停止等操作，實現(xiàn)操作運行“零”門檻。

一鍵手眼標定：通過自研算法平臺調取定位基本算子，一鍵自動高效完成手眼標定，及標定參數(shù)的導入。

（4）人工智能

抓取點計算：在分割出單個包裹點云的基礎上，基于抓取成功率最高、無碰撞的目標，計算出候選包裹抓取點。

凹凸包裹檢測：基于包裹的點云計算其凹凸程度，是否可抓取。

遮擋關系精修：結合深度學習遮擋識別結果與3D點云，精修包裹之間的遮擋關系，判斷是否可抓取。

實例分割+遮擋預測+包裹分類：軟包：Soft_pkg；硬包：hard_pkg；遮擋包裹：Cover_pkg；

無遮擋包裹：No_cover_pkg。

包裹跟蹤：針對多幀的包裹，基于最小匹配代價的目標，采用卡爾曼預測+匈牙利分配算法，跟蹤多幀內(nèi)的包裹，輔助抓取規(guī)劃。

1.2 EDP灰度除雙糾偏儀

（1）客戶痛點

交叉帶用戶最為關注的技術指標是交叉帶的分揀效率、識別率、錯分率以及穩(wěn)定性。用戶希望提高訂單精準度，避免錯分，提高分揀機效率，避免包裹無謂循環(huán)，提升MTTF（平均無故障時間），降低維護成本。

（2）方案介紹

海康機器人灰度除雙糾偏儀3D視覺產(chǎn)品MV DB500S-C，是一款專為快遞物流行業(yè)中交叉帶分揀場景打造的全功能視覺檢測產(chǎn)品：相機可同時獲取被測物的二維和三維信息，并內(nèi)置海康機器人自主研發(fā)的3D圖像處理算法及深度學習定位分割算法，融合出雙檢測、有無檢測、包裹糾偏及超邊檢測等功能于一體，可對交叉帶上包裹數(shù)量和位置做出精準檢測判斷。

（3）方案特點

四合一全功能：集有無、出雙、位置、超邊檢測于一體，一機多用，性價比超高。

兼容性強：適配交叉帶式、翻板式等多種形態(tài)的分揀機；超大視野，完美適配現(xiàn)場安裝要求。

簡單易用：出廠完成內(nèi)參標定，現(xiàn)場一鍵系統(tǒng)標定，部署簡單。

定制拓展：提供功能定制服務，可定制分類、量方、雙車聯(lián)動等功能，提供SDK支持二次開發(fā)。

（4）人工智能

智能核心：結合2D深度學習實例分割算法及3D圖像處理算法，精準判斷包裹數(shù)量及位置，并且能夠對與傳送帶同色的包裹進行有效分割，有效地彌補2D灰度儀的檢測缺陷。

1.3 單件分離

（1）客戶痛點

快遞物流行業(yè)高速發(fā)展，包裹散件流亟待自動化設備來提升效率，否則會嚴重制約后端分揀機的效率。同時，稱重裝置、掃描儀等自動化處理設備也需要包裹必須是單件分離的，因此，高效的單件分離技術對于提升快遞樞紐轉運中心的效率以及減少人工操作至關重要。

（2）方案介紹

海康機器人單件分離3D視覺產(chǎn)品MV-DB500S-S，是一款專為快遞物流行業(yè)中包裹分揀場景提供的視覺產(chǎn)品，依托自主研發(fā)的3D處理技術以及深度學習技術，對包裹進行實時精準定位，再搭配自研的智能控制系統(tǒng)、控制模組帶完成包裹的分離，實現(xiàn)包裹單個通過且相互之間保持固定間隔。

（3）方案特點

智能核心：使用RGB-D智能立體相機，相機內(nèi)部完成包裹定位及分割算法，在實現(xiàn)算法的同時達到超高幀率的結果輸出。

靈活部署：方案可根據(jù)分離機長度、包裹尺寸上下限等靈活調整，支持一鍵標定，部署簡單。

穩(wěn)定高效：自研智能控制系統(tǒng)，整合分離、拉包等功能，處理效率高、拉包間距均勻，場景適應力強。

（4）人工智能

強大算法：使用2D深度學習實例分割+3D定位算法實現(xiàn)精準包裹定位，高效識別多種類型包裹，無懼信封件、黑包裹、集包袋等特殊形態(tài)，并且能夠對與傳送帶同色的包裹進行有效分割。

1.4 六面讀碼

（1）客戶痛點

快遞物流行業(yè)高速發(fā)展，卸車口需要大量人力進行包裹翻轉以保證面單朝上便于固定式讀碼設備進行識別。隨著效率的不斷提升和后端矩陣全線業(yè)務流程的自動化升級，如何減少人工對包裹的干預，使包裹上線后即可全速前進提升效益是各大快遞甲方的核心訴求。

（2）方案介紹

六面讀碼系統(tǒng)是指在物流行業(yè)中，對包裹的前/后/左/右/頂/底面進行條碼自動識別的系統(tǒng)。海康機器人六面讀碼系統(tǒng)是海康機器人依托于多年讀碼行業(yè)經(jīng)驗，集成多種智能讀碼產(chǎn)品和設計的多方位讀碼系統(tǒng)。

（3）方案特點

全自動，全方位：無需人員在前端規(guī)范包裹上的面單位置，條碼在任意面均可識別，人員投入可減少。

高識別率：除普通包裹外，也能進行異形件上特殊位置的條碼識別，例如圓柱件、細長件、不規(guī)則件等，保證現(xiàn)場實際生產(chǎn)的識別率。

高效率：包裹通過效率高，滿足2.2m/s以上的高速運行環(huán)境。

系統(tǒng)靈活：可支持不同分辨率型號的相機，通過不同的組合方式滿足客戶的多樣化需求，例如三面、五面、六面等。

擴展性高：可支持對接各種物流設備，配套動態(tài)稱和3D立體相機，組成DWS系統(tǒng)；配套擺臂、擺輪等設備，組成自動分揀系統(tǒng)。

2 行業(yè)影響力

海康機器人的機器視覺產(chǎn)品及解決方案已廣泛應用于各大快遞物流場地。除快遞物流行業(yè)外，也成功應用于3C、汽車、鋰電、光伏、集成電路、食品、醫(yī)藥等行業(yè)，這一方面得益于機器視覺能夠支持企業(yè)大規(guī)模工業(yè)自動化應用，提高效率，降低企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營成本；另一方面，機器視覺與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術相結合，可實現(xiàn)自主快速判斷，靈活運用于各產(chǎn)品生產(chǎn)線進行產(chǎn)品識別與測量、位置確定、缺陷檢測等工作，為高效高質生產(chǎn)保駕護航。未來，隨著市場需求的不斷擴大以及相關技術的更新迭代與縱深融合，機器視覺將賦能于各行各業(yè)，助力其智能化轉型升級。

摘自《自動化博覽》2022年12月刊