基于AM5728 DSP+ARM的物流机器人，实现自动化分拣投递
基于AM5728 DSP+ARM的物流机器人，实现自动化分拣投递
功能概述与应用领域
国内物流业起步较晚，发展水平较低，在信息技术的应用方面与发达国家有很大差距，发达国家已普遍使用的一些技术设备在国内还很少使用，我国在物流费用上的经济损失每年达数百亿元，实现物流信息化已成为我国现代物流发展的必然趋势。
快递物流的条形码识别系统的实施提升了物流企业的信息化水平，并可大大提高工作效率，降低成本，减少差错。
系统在物流卸货后的最前端，采用工业视觉识别技术对包件面单条形码自动扫描。
该技术利用智能相机对面单进行图像采集，将采集的图像传输至图像处理板卡中进行算法处理，得到条形码的数据，然后再将条码数据与计泡机上现有的重量与体积综合，最后通过2G/3G/4G技术将数据传输给数据服务器，方便分拣中心后期实现自动化分拣系统。
应用领域包括：韵达、顺丰、圆通、申通等快递公司物流的自动化分拣投递。
总体设计方案及关键模块
▼基于核心板的图像采集与处理硬件系统
分拣系统的视觉检测原理
视觉检测包含两部分:检测包裹的颜色、形状；包裹单上的条形码识别
1. 包裹的颜色、形状检测
首先，利用一台彩色相机对包裹进行识别，当包裹到达相机正下方，触发相机拍照并采集图像，处理器AM5728将采集的图像进行识别，并通过算法进行处理。
其中识别算法具体为：
❶ 对采集的图像进行去噪处理；
❷ 其次根据颜色特征对图像进行分割处理，将包裹所在区域与背景分离，根据分割出的包裹区域的边缘特征可计算出包裹的形状特征；
❸ 在图像中包裹所在区域，利用连通区域分析及包裹单的颜色特征、矩形形状特征，识别出包裹单的所在位置。根据去除包裹单区域后剩余的图像中包裹区域，判断包裹的颜色特征。
2. 条形码识别
采用四个相机同时在横向方向对包裹进行拍照处理。根据上步得到的形状特征判断相机拍照次数，使得每个包裹表面纵向区域均被相机拍到。
识别算法具体为：
❶ 对采集的图像进行去噪处理
❷ 检测所处理图像中是否存在条形码
❸ 对存在条形码区域的图像，进行条码区域精确定位及识别，并将结果输出到上位机界面。
固定式图像型智能相机的主要核心技术， 具备以下特点：
采用TI AM5728多核异构处理器设计的核心板
1、双ARM Cortex-A15+双C66xVLIW浮点 DSP C66X异构混合处理器
➢ 同时具有 2x [email protected]、2x C66x DSP@750MHz、2x Cortex-M4、2x PRU
➢ 采用工业级精密BTB 连接器进行连接，保证信号完整性，安装拆卸方便稳定可靠
➢ 最大支持 6 路视频输入，3路视频输出
➢ 最大支持 8 路 McASP
➢ 最大支持 2 路 CAN 接口
➢ 最大支持 10 路 UART
➢ 最大支持 3 路 LCD
➢ 最大支持 4 路 SPI
➢ 最大支持 3 路 MMC
➢ 最大支持 5 路 I2C
➢ 最大支持 2 路千兆网口
➢ 支持 1 路 SATA-2 接口
➢ 支持 1 路 USB 3.0
➢ 支持 2路 USB 2.0
➢ 支持 1 路 HDMI
➢ 支持 1 路 PCIe 3.0, 支持 1*2-lanes 或 2*1-lane 两种模式
➢ 支持 Linux 4.14.67、DSP RTOS 系统，支持实时 RT-Linux 系统
➢ 工作温度范围：-40℃~85℃（工业级）
2、多核异构开发平台
提供多种命令行与QT端开发例程，提供OpenCV、OpenCL、OpenGL开发历程、提供DSP、PRU环境搭建与开发历程
3、功能强大的DSP
信迈AM5728开发板集成实时计算的C66X数字信号处理器DSP，主频750MHZ，广泛应用在音频处理、视频处理、复杂数据算法处理等领域， 信迈提供OpenCV视觉库集成了OPENCV+DSP的边缘检测算法、人脸识别、OPENCV+OPENCL+OPENGL等参考DEMO,方便客户快速开发。
4、PRU可编程实时单元
开发板配备2个双核PRU-ICSS支持EtherCAT、EtherNET/IP、POWERLINK、PROFIBUS、PROFINET RT/IRT、SERCOS III，可实时现场总线协议和其他工业通信，能够为开发人员提供工业应用所必需的低时延和实时控制功能，PRU的实时性可以到ns级别。
5、丰富的多媒体功能
开发板集成SGX5443-D和GC320 2-D图形加速器适用于高级图形用户界面，同时Cortex-M4图形处理单元IPU2专用于IVA图像视频硬编解，支持H264、MPEG4等多种编码格式视频硬件解码播放，支持多路视频同时解码播放，多路同时解码总和能达到1080P 60帧；支持MJPEG图像硬件编解码；VPE支持硬件图像、视频缩放，颜色空间转换。
6、丰富的通讯接口
■ 双千兆以太网通信接口，支持Ethernet/IP 和 PROFINET 协议；
■ 支持 RS232/RS485总线与PLC、计算机等系统连接；
■ 支持板载 WiFi＆Bluetooth 一体模块以及4G通讯。
达到的技术性能指标
在物流业应用中，物品从揽件到分拔中心、从分拔中心到派件过程中的多个环节均需要对单据上的条码进行扫描。
而本文的读码器无须人工操作，通过在自动化流水线上安装固定式读码器，实现对条码的自动定位和解码。 基于固定式图像型智能相机，整个流程的效率、准确率都得到了大大的提高和保证。
参考方案为信迈的XM5728-IDK-V3开发板。