基于FPGA的包装破损检测物流分拣系统研究

发布时间：2020-11-18 16:30

　　 近些年电商经济的飞速发展,快递企业的业务量飙升,但是电商的快速发展与快递业的发展相对滞后之间产生了极大的予盾。所以爆仓、暴力分拣、快递破损等问题频繁出现,主要原因还是快递分拣的自动化水平较低,效率不高。因此,必须提高快递分拣的自动化水平,同时减少暴力分拣事件的发生,防止快递破损等问题的出现。针对快递破损的问题,同时为了提高快递分拣效率,本文将FPGA应用于快递分拣系统中,利用图像识别检测技术设计了一套可以实现快递破损检测的自动分拣系统。该分拣系统使用二维码作为信息媒介,通过FPGA对快递图像进行采集处理和显示,从而实现快递破损检测,最终利用单片机控制分拣设备实现快递自动分拣。其中FPGA图像处理是通过YCbCr格式Y分量进行灰度变换,使用Sobel边缘检测,为了提高检测系统的工作效率,对算子的内部结构进行流水线设计,针对图像检测中的噪声问题,本文对中值滤波、高斯滤波和均值滤波3种滤波方法进行了去噪效果比较,结果发现高斯滤波效果最好,针对破损快递的信息存储问题,本文使用Flash芯片进行存储。最后,对快递分拣系统各个模块的硬件电路和程序进行功能测试。结果表明,该分拣系统可以实现二维码信息的提取、快递的包装破损检测、分拣设备的控制。为实现快递分拣系统的破损检测和自动分拣提供了一种有效的方法,有一定的应用价值。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：TP391.41;TB487
【部分图文】：

中北大学学位论文1第一章绪论1.1本课题研究的意义与背景自21世纪开始，我国的互联网行业和电子商务相继兴起，它不仅给我国经济和科技注入了发展动力，也极大地改变了人们的生活方式。随着电子商务的推广，人们的消费习惯向网络转移[1]，网上购物成为日常生活不可分割的一部分。在电商的迅速崛起下，商品的快速流通成为刚性需求，所以快递业得到了迅速发展[2]。统计数据显示，2019年我国快递企业业务量累计达到635.2亿件，超过美国、日本、欧洲等发达国家业务量的总和。自2014年以后，我国的快递业务量已经连续6年保持全球第一[3]，图1-1是我国近6年来的快递业务量发展图。图1-1我国近6年快递业务量（亿件）Fig1-1China"sexpressdeliverybusinessvolumeinthepast6years(100million)每年的双十一期间是快递业务的高峰期，2019年的双十一快递业务再次创新高，在2019年双十一期间，全国快递企业处理快递共23.09亿件，仅天猫双十一一天物流订单量达到12.92亿，进入1天12亿包裹的时代。在电子商务发展一片大好的情形下却掩藏着巨大的予盾。电商以每年300%的惊人速度发展，而快递业以每年50%的增速发展相对滞后。虽然近几年快递行业已经有了很大的进步，但多数快递企业仍存在机械化和自动化程度不高，一部分还是依赖人工手工分拣，当面临双十一期间快递订单量的高峰时，这些快递企业面对这样骤然倍增的业务量

中北大学学位论文7第二章物流分拣系统的整体方案设计2.1分拣系统总体方案设计设计自动分拣系统第一步需要明确分拣系统的构成，了解分拣系统各部分的功能。从分拣作业的功能来看，一般情况下分拣系统的作业过程可分为合流、分拣信号输入、分流和分运4个阶段，如图2-1所示，下面详细介绍每个阶段的功能和任务。（1）合流：合流是从众多的物品中挑选出分拣系统可分拣的快件，经过一定的方式送到合流通道，并将物品摆放到主输送线上，以供分拣系统拣眩（2）分拣信号输入：通过扫描器等自动识别装置读取物品的相关信息，把分拣物品的信息输入到计算机等控制系统，并对输入信息进行处理，从而确定分拣系统的分拣标准。（3）分流：控制系统读取并处理了快递信息后，当分拣物品移动到分拣道口时，控制系统判断物品是否满足分拣道口的拣选标准，如果满足，控制系统向分拣机构下达命令，分拣机构马上响应，把物品送入相应的分拣道口。（4）分运：从分拣道口出来的的物品经过人工或这机械设备送到各自相应的地方。图2-1分拣系统结构图Fig2-1Structurediagramofsortingsystem基于FPGA的包装破损检测物流分拣系统主要对分拣信号输入和分流这两个阶段进行设计，系统的分拣对象是小型的矩形包裹。从结构上看本文的分拣系统主要由二维码

破损的快递包装
【参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 杜宗展;王振河;冯迎春;;基于FPGA的VGA图像显示系统的设计[J];现代电子技术;2015年16期

2 陈虎;凌朝东;张浩;杨骁;汤炜;;基于FPGA的实时彩色图像边缘检测算法的实现[J];液晶与显示;2015年01期

3 林雯;;基于计算机视觉的物流包装严密程度检测系统[J];物流技术;2014年01期

4 潘晓中;罗鹏;刘方明;雷雨;;基于FPGA的数字认证相机设计[J];山东大学学报(理学版);2012年11期

5 杜月林;韩小萱;;基于边缘检测的图像超分辨率重建研究[J];国外电子测量技术;2012年10期

6 朱红高;;图像边缘检测技术研究现状[J];制造业自动化;2010年01期

7 李明;赵勋杰;毛伟民;;Sobel边缘检测的FPGA实现[J];现代电子技术;2009年16期

8 官鑫;王黎;高晓蓉;王泽勇;;图像边缘检测Sobel算法的FPGA仿真与实现[J];现代电子技术;2009年08期

9 游素亚，杨静;图象边缘检测技术的发展与现状[J];电子科技导报;1995年08期

相关硕士学位论文 前10条

1 黎译繁;基于二维码识别的快递分拣系统[D];西安科技大学;2019年

2 杨乐;基于FPGA的移动目标视觉检测技术[D];中北大学;2019年

3 姜海洋;高清图像数据实时记录系统研究[D];中北大学;2019年

4 王国忠;基于CMOS传感器的高速图像采集装置的研究与设计[D];中北大学;2019年

5 武昊男;CMOS图像预处理方法研究与FPGA实现[D];中北大学;2019年

6 张敏;基于FPGA图像边缘检测算法的实现[D];中北大学;2019年

7 杨康;基于FPGA的视频图像采集与边缘检测系统设计[D];安徽大学;2019年

8 贺桢炜;基于FPGA的静态数字乳腺机时序控制系统设计[D];湖南大学;2018年

9 王跃霖;基于FPGA的动态目标检测与跟踪系统的研究[D];兰州交通大学;2018年

10 徐妮;条码识别技术在快递分拣中的应用[D];西安科技大学;2017年

本文编号：2888926