烟草行业基于5G技术的多穿系统智能盘点的探索与实践

烟草行业基于 5G技术的多穿系统智能盘点的探索与实践

孙金留

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摘 要：

随着5G时代的来临，带来了物联网技术质的飞跃，将会推动物流行业实现智慧物流模式的转型，人、车、货、仓实现互联互通互动，物流的智能化将加速实现。随着烟草行业区域物流模式的的快速形成，为达到区域物流中心高标准管理、高质量发展的要求，需要借助云计算、物联网、大数据等新技术、新理念，建设适配于区域物流统筹运营管理、保障域物流中心长效稳定运行的新型智慧园区，从而实现智慧运营的需求将十分迫切。

关键词： 区域物流 智能盘点 视觉识别 5G

一、建设背景

仓储盘点是比对、掌握库存的有效方法之一，传统人工盘点方式已无法满足现代烟草物流行业的发展要求。随着5G物联网技术与工业视觉识别技术的不断融合应用，本项目通过利用视觉识别、5G等先进技术实现多穿系统智能化盘点，通过视觉识别算法准确识别出货位上的货物，同时将结果数据反馈给物流业务系统，与库存账面数据进行智能比对分析。在盘点过程中进行库存数据的逐货位重建，并以可视化的方式进行呈现。

2. 建设内容

本项目利用5G和视觉技术实现多穿系统智能盘点，在多穿仓储作业区的穿梭车上安装工业条码一体相机，识别烟箱条码、获得烟箱图像，通过5G专网将条码信息和图像发送给上位系统。多穿小车到达指定位置后，条码相机进行条码拍照识别，通过一号工程码、件烟品牌码、特征点等识别件烟的品牌。本次项目中车载工控一体机与小车视觉识别动作控制采用IO信号交互，视觉识别结果、视觉图片以及NG信息采用5G网络上传到WMS系统中存储，实现智能盘点功能。

2. 设计思路

通过对多穿仓储系统穿梭小车进行改造，安装工业相机和传感设备，开发符合烟草行业特点的卷烟件烟识别算法，实现卷烟件烟自动盘点，同时可以通过大量仓位卷烟数据的学习分析，达到优化仓位的目的。依托5G+MEC网络大带宽、低时延技术，确保机器视觉盘点设备上行超大带宽传输需求，实现生产数据的高效、安全及本地化传输。

2. 系统架构

智能盘点系统由扫码成像部分、视觉检测软件、电控单元等部分组成，各部分主要完成以下功能：

• 扫码成像部分

采用单台高速工业条码相机配合高速频闪光源对穿梭车烟箱面进行照明，得到清晰的件烟的图形和一号工程码或件烟码，并将图像传送实时传送给图像检测单元进行处理。

• 视觉检测软件

图像传输过来后，安装于工控机的视觉检测软件对图像进行检测、识别条码信息，结果信息传递给上位系统，识别图像在本地进行保存。对条码识别失败的图像进行二次条码识别和模板匹配，并对信息进行记录,将图像和识别信息发送到WMS系统。

• 电控单元

电控单元部分主要是通过PLC对控制信号进行处理，小车到达时触发视觉成像、条码信息、并将信息传递给上位系统，同时传递小车结果信息。条码扫描一体相机与车载视觉工控机采用有线连接，5G CPE 采用有线连接到视觉工控机。

设备运行流程图如下：

设备运行流程图

五、部署方式

设备安装图

受限于多层密集存储层空间的约束，考虑到相机景深要求，相机安装于在自动升降机上，采用错层盘点的方式进行盘点。

增设高性能高分辨率条码识别成像视设备

在小车中部安装高性能、高分辨率的条码识别相机，通过多次曝光，对穿梭车烟箱面进行触发拍照，通过图像处理软件，对照片进行影像识别和算法运算，识别出件烟的条码信息。

增设检测装置的机械安装支架

在小车后侧面安装检测装置的支架，在正常运行中，将相机安放于小车侧面，在收到盘点消息后，将相机支架升起竖向放置。

编写视觉盘点检测的控制程序

通过编写件烟盘点检测的控制程序，对视觉检测的信号进行处理，处理结果将信息传递给PLC系统，对未识别的烟包信息进行记录。

编写盘点主程序

开发主程序，通过条码设备获得图像，使用通过视觉检测技术再次检测条码信息，读取图像特征点，对图像进行匹配。

2. 项目特色

本项目在仓储作业区构建5G专用网络，由5G承载控制数据流，在园区边缘网络完成控制与计算，5G园区专网承载AI视频分析实现自动化盘点是本次项目的最大特色。