机器视觉在物流中的应用

机器视觉最早的应用之一是作为分销公司的代码读取器。甚至在沃尔玛之前，像K-Mart这样的公司就已经采用了这些系统来为仓库里的装箱货物运输路线。当一家商店下了一个产品补充订单，计算机系统生成一个拉列表。一个人从仓库的货架上取下一箱货物，把箱子放在传送带上，并在箱子上放上路由标签。随后转达了过去一个开销扫描器读取蛞蝓的代码,这指定卡车应该是路由和本质上的卡车应该是定位,因此当它到达目的地存储,整个卡车没有清空得到那些特定的存储情况下命令。

蛞蝓代码的主要驱动因素是它提供了整合更多数据的能力，同时比一维条形码占用更少的空间。有人可能会说，蛞蝓代码是2D符号代码的先驱，2D符号代码近年来已经在物流相关应用中得到了应用。在物流应用程序中使用的比较流行的代码之一是由联合包裹服务公司(United Parcel Services)首创的Maxicode。Maxicode看起来像一个蜂窝，靶心就在中间。PDF-417是一种堆叠1D代码，也广泛用于运输和接收应用程序的纸张追踪。

对二维符号的可靠读取需要找到、增强和分割二维符号的能力，以及基于模式识别的“读取”能力。换句话说，就是典型机器视觉系统的所有功能。“智能相机”的实现产生了一个低成本的阅读器，无论是手持或固定安装。

在物流应用中，人们还发现了基于3d的系统，旨在提供纸箱形状和尺寸信息。尺寸和形状提供了额外的信息，以优化卡车的负载。

为了在物流应用中获得基于机器视觉的2D符号读卡器和3D机床视觉系统的额外见解，要求提供此类产品的公司通过回答一系列问题来贡献本文。以下公司参加了：

• 卡尔Gunnarsson -视觉业务发展经理-生病
• Gerhard Baer先生，卫星卫星卫星主任

1.你如何描述你的产品线?
[Karl Gunnarsson - 生病]SICK是一家领先的机器视觉技术供应商，该技术目前应用于各种物流应用。SICK的机器视觉解决方案分为三类:视觉传感器、智能摄像机(2D和3D)和3D摄像机。

视觉传感器，例如Color Vision Sensors的SICK CVS线，它使用2D，非常适合使用颜色进行包装分类，在行打印前验证标签是否存在，识别手提袋/托盘中的邮件是否存在，等等。SICK还提供其他用于日期代码检查、区域光泽检测和其他应用的视觉传感器。

2 d智能相机．IVC-2D，当与光源结合时，使用灰度对比来处理对象，将对象与背景区分开来。它提供精确的测量和精确的尺寸验证。

3D视觉摄像机和智能摄像机．Sick提供了几种基于激光的3D技术。产品包括尺子和游侠摄像机和IVC-3D智能摄像头。尺子物流检测分拣机系统中对象的位置。利用其创新的3D激光技术，它非常适合检测非常小的物体，而不会从标签或低对比度情况下混淆。此外，这些产品使用三角测量技术，这是基于测量激光线位移的经过熟练的方法。位移是对象大小的函数。

[Gerhard Baer - VITRONIC]VITRONIC机器视觉产品是技术先进的产品。它们也被用于需要解决复杂应用的领域，如在包裹配送行业的包裹识别等标准化领域。它们往往是应用研究和开发的结果。一个很好的例子是VICAM ssi的开发和生产，这是一款集成了LED照明的终极自动聚焦线扫描相机，用于多面封装表面的图像采集。
vittonic提供用于多面包的最先进的系统：识别系统VIPAC读取手写和机器打印的地址信息，识别条形码和2-D代码，测量音量，并启用不完整的手动校正在视频编码终端进行的地址信息。

2.你们提供的模型有什么特别的不同之处?
(格)VITRONIC的产品在许多方面都有不同的产品线。我们的产品是内部设计和制造的。威创公司通过了iso9001质量管理体系认证，在需要认证的市场，如数量或质量，产品符合必要的标准，并将按照当地的认证提供。凭借VITRONIC的长期经验和数以千计的销售系统，我们提供经过行业验证和测试的技术。

(卡尔)SICK的机器视觉摄像机将成像技术、照明、显示和评估硬件和软件集成到一个紧凑的外壳中。我们的传感器和摄像头提高了产品质量，产量和降低成本的检查。我们的优势包括创新解决方案的广度和易用性。从引入世界上第一个3D智能相机，到我们的超高速标尺E与千兆以太网接口，到强大的，易于编程的CVS视觉传感器，SICK可以设计一个解决方案，以满足我们的客户的准确需求。

3.你认为物流应用中基于机器视觉的系统是“硬件专用”还是“软件专用”?为什么?
(卡尔)既不。将功能描述为以软件为中心可能意味着硬件在解决方案中没有扮演重要角色。对于SICK，我们的3D解决方案(IVC和Ranger\统治者)是基于独特的CMOS传感器与车载风险过程。其他视觉系统是围绕专用硬件设计的。然而，硬件本身并不能解决应用问题。其结果是，我们在处理硬件生成的图像的新方法上投入了大量资金。随着对硬件的深入理解，编写有效的软件，将充分利用现有硬件的能力是可能的。因此，这意味着功能在硬件和软件之间是均匀分布的。

(格)这就像80/20规则。机器视觉描述硬件;然而，是软件使硬件变得有意义。用于识别和执行功能的高级算法，如信号分类、收集统计数据或做出质量决策等，都是特定于软件的，绝对需要的。

4.物流客户应该了解的机器视觉系统的关键参数是什么?如果你同时提供2D和3D系统，请查看两者的参数。
(格)2D应用程序通常比3D应用程序简单。这类似于一辆有变速杆的汽车和一辆有自动变速器的汽车之间的区别。结果是一样的，但在过程中需要更少的人工干预，在设计中需要更多的发明。)

读出速率、标签大小、物体大小、景深、扫描速度、精度和视场是二维关键参数。物流中的3D参数是相关包裹的长度、宽度和高度信息。这种3D信息是相机设置自动对焦和客户包装数量信息所需要的。这些体积测量系统为发票等提供认证的结果。所有这些参数对每个机器视觉应用程序都有直接的影响。

(卡尔)2D:对于2D，关键参数是物体和背景之间允许的最小对比度差。当物体和载体之间有足够的对比度差异时，2D系统将工作得很好。速度、分辨率、界面、条码类型等都是需要理解的参数。

3D：高度，宽度和长度分辨率，是影响3D系统的重要参数。长度分辨率最不理解。长度分辨率使用户能够准确地定位在移动方向上的物体。这对物流应用是重要的，因为它表明产品始终存在。生病的曲线和尺子相机具有非常高的帧速率，使它们快速准确。

5.在物流应用程序中编程和操作机器视觉系统需要哪些技能?
(卡尔)来自Sick的机器视觉产品的设计使得不需要愿景或深入了解操作。我们的IVC-2D和3D的IVC Studio软件可快速轻松地访问100多个强大的图像处理工具。配置后，相机可以以独立模式工作，无需PC。CVS视觉传感器提供集成的彩色显示器和键盘，可以轻松执行教学程序。初始设置后，它们可以通过PLC远程培训。Ranger和Ruler相机使用配置和评估工具，并要求.NET，C ++，VB开发技能。

(格)将操作过程转换为自动过程是非常重要的。这既包括关于产品流、分拣、包装、拣选和装载的操作问题，也包括运输费率等业务规则和运输优化中降低成本的替代方案。这是VITRONIC的部分。在现场运行机器视觉解决方案不需要我们的客户的特殊技能。他们应该只懂分拣技术。不需要现场编程，因为所有组件(如摄像机和尺寸)都是预先调整和校准的，包括必要的软件引擎。

6.你如何支持你的产品-培训，文档，保修，安装后服务，软件修订?这些是免费的还是要收费的?
(格)Vitronic Machine Vision产品配备标准保修和可选的维护协议。每个程序都针对客户的要求量身定制。客户服务人员将获得运营和维护培训，包括相应的文件。培训会议将由我们的应用工程师在客户网站上进行。此外，Vitronic在全球范围内提供热线服务，并提供预防性维护。这也将包括新的软件修订版。
(卡尔)SICK通过既定的现场人员网络提供对现场安装之前和之后的支持。生病还可以提供产品培训，启动援助和服务和维修。很少，生病确实为复杂机器视觉应用提供交钥匙系统。我们使用最终客户和集成商来创建定制的解决方案。产品培训在现场和教室环境中提供。保修是行业的标准，产品软件修订是免费的。

7.在不远的将来，也就是未来的三年内，您认为作为物流应用中基于2D或3d机器视觉系统基础的特定基础设施技术(硬件和软件)将在哪些方面取得突破?
(卡尔)软件将使产品更易于使用。SICK-IVP CMOS视觉技术将继续为3D应用提供独特的优势。对于2D视觉应用，我不认为会有革命性的变化。

(格)一个有趣的领域是不断增加的信息密度。随着2D代码越来越普遍，用户将被授权在标签上添加更多信息。机器视觉与其他学科的整合将带来突破性的突破，如视觉解决方案，集成尺寸和/或称重。这些附加参数使配送公司能够优化物流流程，如收入回收、自动发票和智能卡车装载。

8.这些即将到来的技术变革将带来哪些具体的性能改进?它们将如何影响这些系统的使用?
(格)客户的目标不会在时间内更改：它们总是导致“我们如何优化我们的流程，以便在更高的自动化程度下实现更高的吞吐量，以更短的投资？”它有助于为我提供USP吗？ROI是否证明了劳动力成本或承包商自动识别系统的实施？

(卡尔)性能的改进主要是提高分辨率和排序精度。

9.这些基于2D或3d的机器视觉系统用于物流应用的主要市场是什么?这些行业中是否存在推动机器视觉系统采用的市场变化?
(卡尔)物流应用有许多可能性。有三种主要的输送机构需要考虑:交叉带，连续带和托盘。总的要求是一样的——每小时移动更多的产品，减少错误。3D提供了更好的目标位置信息。这使公司能够更好地控制和分类信息和产品，节省时间和金钱。

(格)两个最重要的领域是包裹和包裹运输部分和配送中心。在第一种情况下，燃料成本的加速最近启动了大规模的成本削减计划。视觉系统由于自动化程度的提高而降低了成本，并由于更高的吞吐量而提高了生产率。在仓库或华盛顿特区，机器视觉被集成到“智能拣选”过程中，这大大降低了人工拣选方法及其成本。想象一下，从平均挑选一个产品的时间从12分钟减少到25秒的成本降低!

10.这些变化对物流应用中基于2D和3d的机器系统的技术要求(规范)有什么影响?这些机器视觉系统将如何改变以满足这些更苛刻的要求?
(格)物流应用中的机器视觉系统为系统集成商提供了发明新型输送机和分拣技术的机会。它们可以以更快的速度运行。这也意味着枢纽布局的模拟将在设计阶段发挥越来越重要的作用。由于采用了先进的识别技术，如六面读取和三维立体系统，包裹入境可以实现更高程度的自动化。这导致工作人员数量减少。这些六面识别系统在市场上越来越普遍。这为系统集成商提供了改进集线器总体尺寸的可能性。

(卡尔)所有的输送系统都需要能够以最高速度处理各种类型的包裹。为了实现这一点，视觉系统必须，无论大小、颜色、背景或包装类型，都能够提供在传送带、托盘或交叉带上的包装位置和物体数量。这是可能的，但对于黑色背景上的黑色物体，以及1x1x1/4英寸以2m /s运行的物体来说，这是一个挑战。

11.作为物流应用的2D和/或3d机器视觉系统的供应商，你们在营销机器视觉系统方面面临哪些挑战?
(卡尔)用于机器视觉的3D技术仍然不为人所知。

(格)我们营销工作的主要挑战是广泛了解机器视觉相对于扫描仪等标准技术的优势。这特别意味着机器视觉为多面应用提供了更高程度的自动化，因为相同的图像可以用于条形码读取，也可以用于2D代码读取、地址读取、视频编码，最后但并非最不重要的是，可以存储包裹表面的图像，以备以后索赔问题。该系统还提供了自动计费和收入回收的可能性。

12.对于正在研究购买物流应用机器视觉系统的公司，您有什么建议?
(格)信任,但要核查。在做出购买决定之前，一定要比较或调查多个供应商。确保你看过其他机器视觉解决方案作为参考。分析并记录你当前的流程，并向潜在供应商寻求额外的想法。供应商将知道在其他客户环境中工作的是什么，这些环境可以迁移到其他类似的自己的操作中。依靠具有长期经验的专家在物流市场提供交钥匙机器视觉解决方案。

(卡尔)早期和清楚地传达您的要求。要求应转换为这些要求，性能和解决方案价格的解决方案。可以在2米/秒的输送机上找到便士尺寸的包，但对于大多数客户来说有点太贵。而且，3D Vision如果正确施用，可提供与2D相比的一些不同的优点。