★ 杭州海康机器人股份有限公司

近些年，随着快递物流行业的高速发展，快递包裹量与日俱增，国内日均包裹量高达2亿件左右。为了提高快递分拣的时效性，降低快递分拣的成本，以及避免发生错误分拣，快递分拨中心不断提升自动化程度。

机器视觉系统作为机械设备的智能感官系统，可以完成测量、定位、识别和检测等工作。在快递物流行业，机器视觉的应用克服了人眼标准的不一致性、非重复性和主观性等问题，为行业制定品质管控的数字标准。随着深度学习等智能算法的导入以及3D视觉技术的精进升级，机器视觉系统在高速、高光谱、高分辨率、高可靠性以及工作持续性、环境适应性等方面不断突破原有的效益瓶颈，显著提高了快递物流行业的智能化程度。

目前，在快递物流行业，正逐渐形成以读码识别和3D检测跟踪为核心的整场自动化解决方案。

1 海康机器人快递物流行业解决方案

目前，快递转运中心使用的主流分拣方式为交叉带分拣，交叉带整场自动化分拣的解决方案主要包括：交叉带分拣（机器人供包）；矩阵分拣（单件分离）；交叉带检测(EDP灰度仪)；条码识别（六面读码）多方案配合，用以解决快递物流行业的各个环节痛点，助力快递物流企业降本增效，提高竞争力。

1.1 机器人供包

（1）客户痛点

一套交叉带设备大约有12-16个人工供包台，主线运行速度达2.5m/s，分拣效率最高达2.4万件/小时，使用人工供包方式实际上困难重重，大量的人工供包，劳动密集难以管理，且长期维持工人团队整体成本高昂，物流分拨中心工作时间一般为晚上8点到第二天早上8点，人工供件难以保持12小时高效供件，劳动强度大，招工困难。

（2）方案介绍

海康机器人供包3D视觉产品MV-DB500S-R，是一款为快递物流行业机器人供包解决方案提供的视觉产品，机器人供包系统采用内置深度学习硬核的立体相机，通过深度学习算法和传统视觉算法的有机结合，搭配高精度路径规划算法，引导机器人全时高效抓取。

（3）方案特点

深度学习智能算法：几何轮廓特征识别+2D图+3D点云的深度学习智能算法。智能算法优化包裹局部遮挡，包裹粘连造成的误分割现象。

超强包裹适应能力：无惧软包、硬包及信封等各种复杂应用场景。考虑包括但不限于目标颜色、大小、材质、末端执行器信息的完备抓取优先级排序算法，确保机械手最大抓取成功率。

高精度路径规划：自研路径规划算法，优选包裹抓取顺序及运动轨迹，确保供件轨迹的流畅平滑、无碰撞、不甩包。

异形件智能识别：有效识别并剔除球体、柱体、超长超宽件等各类异形件，防止包裹错分丢失。

实施操作便捷：仅通过按钮盒可实现一键启动、复位、停止等操作，实现操作运行“零”门槛。

一键手眼标定：通过自研算法平台调取定位基本算子，一键自动高效完成手眼标定，及标定参数的导入。

（4）人工智能

抓取点计算：在分割出单个包裹点云的基础上，基于抓取成功率最高、无碰撞的目标，计算出候选包裹抓取点。

凹凸包裹检测：基于包裹的点云计算其凹凸程度，是否可抓取。

遮挡关系精修：结合深度学习遮挡识别结果与3D点云，精修包裹之间的遮挡关系，判断是否可抓取。

实例分割+遮挡预测+包裹分类：软包：Soft_pkg；硬包：hard_pkg；遮挡包裹：Cover_pkg；

无遮挡包裹：No_cover_pkg。

包裹跟踪：针对多帧的包裹，基于最小匹配代价的目标，采用卡尔曼预测+匈牙利分配算法，跟踪多帧内的包裹，辅助抓取规划。

1.2 EDP灰度除双纠偏仪

（1）客户痛点

交叉带用户最为关注的技术指标是交叉带的分拣效率、识别率、错分率以及稳定性。用户希望提高订单精准度，避免错分，提高分拣机效率，避免包裹无谓循环，提升MTTF（平均无故障时间），降低维护成本。

（2）方案介绍

海康机器人灰度除双纠偏仪3D视觉产品MV DB500S-C，是一款专为快递物流行业中交叉带分拣场景打造的全功能视觉检测产品：相机可同时获取被测物的二维和三维信息，并内置海康机器人自主研发的3D图像处理算法及深度学习定位分割算法，融合出双检测、有无检测、包裹纠偏及超边检测等功能于一体，可对交叉带上包裹数量和位置做出精准检测判断。

（3）方案特点

四合一全功能：集有无、出双、位置、超边检测于一体，一机多用，性价比超高。

兼容性强：适配交叉带式、翻板式等多种形态的分拣机；超大视野，完美适配现场安装要求。

简单易用：出厂完成内参标定，现场一键系统标定，部署简单。

定制拓展：提供功能定制服务，可定制分类、量方、双车联动等功能，提供SDK支持二次开发。

（4）人工智能

智能核心：结合2D深度学习实例分割算法及3D图像处理算法，精准判断包裹数量及位置，并且能够对与传送带同色的包裹进行有效分割，有效地弥补2D灰度仪的检测缺陷。

1.3 单件分离

（1）客户痛点

快递物流行业高速发展，包裹散件流亟待自动化设备来提升效率，否则会严重制约后端分拣机的效率。同时，称重装置、扫描仪等自动化处理设备也需要包裹必须是单件分离的，因此，高效的单件分离技术对于提升快递枢纽转运中心的效率以及减少人工操作至关重要。

（2）方案介绍

海康机器人单件分离3D视觉产品MV-DB500S-S，是一款专为快递物流行业中包裹分拣场景提供的视觉产品，依托自主研发的3D处理技术以及深度学习技术，对包裹进行实时精准定位，再搭配自研的智能控制系统、控制模组带完成包裹的分离，实现包裹单个通过且相互之间保持固定间隔。

（3）方案特点

智能核心：使用RGB-D智能立体相机，相机内部完成包裹定位及分割算法，在实现算法的同时达到超高帧率的结果输出。

灵活部署：方案可根据分离机长度、包裹尺寸上下限等灵活调整，支持一键标定，部署简单。

稳定高效：自研智能控制系统，整合分离、拉包等功能，处理效率高、拉包间距均匀，场景适应力强。

（4）人工智能

强大算法：使用2D深度学习实例分割+3D定位算法实现精准包裹定位，高效识别多种类型包裹，无惧信封件、黑包裹、集包袋等特殊形态，并且能够对与传送带同色的包裹进行有效分割。

1.4 六面读码

（1）客户痛点

快递物流行业高速发展，卸车口需要大量人力进行包裹翻转以保证面单朝上便于固定式读码设备进行识别。随着效率的不断提升和后端矩阵全线业务流程的自动化升级，如何减少人工对包裹的干预，使包裹上线后即可全速前进提升效益是各大快递甲方的核心诉求。

（2）方案介绍

六面读码系统是指在物流行业中，对包裹的前/后/左/右/顶/底面进行条码自动识别的系统。海康机器人六面读码系统是海康机器人依托于多年读码行业经验，集成多种智能读码产品和设计的多方位读码系统。

（3）方案特点

全自动，全方位：无需人员在前端规范包裹上的面单位置，条码在任意面均可识别，人员投入可减少。

高识别率：除普通包裹外，也能进行异形件上特殊位置的条码识别，例如圆柱件、细长件、不规则件等，保证现场实际生产的识别率。

高效率：包裹通过效率高，满足2.2m/s以上的高速运行环境。

系统灵活：可支持不同分辨率型号的相机，通过不同的组合方式满足客户的多样化需求，例如三面、五面、六面等。

扩展性高：可支持对接各种物流设备，配套动态称和3D立体相机，组成DWS系统；配套摆臂、摆轮等设备，组成自动分拣系统。

2 行业影响力

海康机器人的机器视觉产品及解决方案已广泛应用于各大快递物流场地。除快递物流行业外，也成功应用于3C、汽车、锂电、光伏、集成电路、食品、医药等行业，这一方面得益于机器视觉能够支持企业大规模工业自动化应用，提高效率，降低企业生产和经营成本；另一方面，机器视觉与人工智能、大数据、云计算等技术相结合，可实现自主快速判断，灵活运用于各产品生产线进行产品识别与测量、位置确定、缺陷检测等工作，为高效高质生产保驾护航。未来，随着市场需求的不断扩大以及相关技术的更新迭代与纵深融合，机器视觉将赋能于各行各业，助力其智能化转型升级。

摘自《自动化博览》2022年12月刊