(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210342396.2 (22)申请日 2022.04.02 (71)申请人 北方工业大 学 地址 100144 北京市石景山区晋元庄路5号 (72)发明人 王晶　吴怡　王亚东　周萌　 史运涛　董哲　 (74)专利代理 机构 北京鸿元知识产权代理有限 公司 11327 专利代理师 张娓娓　袁文婷 (51)Int.Cl. G06F 21/62(2013.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06V 10/764(2022.01) G06V 10/774(2022.01)G06V 10/82(2022.01) G06V 10/94(2022.01) G16Y 10/25(2020.01) G16Y 20/20(2020.01) G16Y 40/20(2020.01) G16Y 40/30(2020.01) H04L 67/10(2022.01) H04L 67/12(2022.01) B07C 5/34(2006.01) B07C 5/36(2006.01) B07C 5/38(2006.01) (54)发明名称 基于端边云架构的分拣系统、 方法、 及可读 存储介质 (57)摘要 本发明提供一种基于端边云架构的分拣系 统、 方法、 及可读存储介质， 其中系统包括： 位于 终端层的物料传输装置、 数据采集装置、 物料抓 取装置， 位于边缘层的边缘计算模块， 位于云层 的云服务器模块； 物料传输装置用于对待分拣的 物料进行传输； 数据采集装置用于对待分拣的物 料进行数据采集； 边缘计算模块用于对数据采集 装置采集到的数据进行处理， 获取目标检测结 果； 云服务器模块用于对边缘计算模块传输的数 据进行计算处理， 并将处理的目标检测结果传输 至边缘计算模块； 物料抓取装置用于根据接收到 的所述边缘计算模块的目标检测结果， 对待分拣 的物料进行抓取以及转移。 本发 明能够解决人工 分拣和目前自动分拣系统中存在数据处理存在 巨大能耗 等问题。 权利要求书3页 说明书11页 附图3页 CN 114925387 A 2022.08.19 CN 114925387 A 1.一种基于端边云架构的分拣系统， 所述端边云架构包括终端层、 边缘层和云层， 其特 征在于， 所述分拣系统包括： 位于所述终端层的物料传输装置、 数据采集装置、 物料抓取装 置， 位于所述 边缘层的边 缘计算模块， 位于所述云层的云服 务器模块； 其中， 所述物料传输装置， 用于对待分拣的物料进行传输； 所述数据采集装置， 用于对待分拣的物料进行数据采集， 并将采集到的数据传输至所 述边缘计算模块； 所述边缘计算模块， 用于对所述数据采集装置采集到的数据进行处理， 获取目标检测 结果； 其中， 若目标检测结果达到预设结果， 将目标检测结果传输至所述物料抓取装置； 若 目标检测结果达不到预设结果， 将所述数据采集装置采集到的数据传输至所述云服务模 块， 并将所述云服 务模块的处 理的目标检测结果传输 至所述物料抓取装置； 所述云服务器模块， 用于对所述边缘计算模块传输的数据进行计算处理， 并将处理的 目标检测结果传输 至所述边缘计算模块； 所述物料抓取装置， 用于根据接收到的所述边缘计算模块的目标检测结果， 对待分拣 的物料进行抓取以及转移。 2.如权利要求1所述的基于端边云架构的分拣系统， 其特 征在于， 所述物料传输装置包括设备支 架、 设置在所述设备支 架上的传送带、 电机， 其中， 所述电机用于驱动所述传送带运转， 放置在所述传送带上的待分拣的物料随所述传送 带运转； 其中， 所述待分拣的物料为贴有不同标签、 不同材质的物体。 3.如权利要求2所述的基于端边云架构的分拣系统， 其特 征在于， 所述数据采集装置包括摄 像头、 光电传感器和电容式传感器， 其中， 所述摄像头， 用于拍摄放置在所述传送带上的待分拣的物料， 并将拍摄的图像传输至 所述边缘计算机模块； 所述光电传感器， 用于采集所述传送带上的待分拣的物料的位置数据， 并将采集到的 物料的位置数据传输 至所述边缘计算机模块； 所述电容式传感器， 用于采集所述传送带上的待分拣的物料的材质数据， 并将采集的 物料的材质数据传输 至所述边缘计算机模块。 4.如权利要求3所述的基于端边云架构的分拣系统， 其特 征在于， 所述边缘计算模块包括至少两个边缘计算节点， 用于承担所述边缘层的计算、 存储以 及通讯任务， 所述 边缘计算节点包括 树莓派微型计算机； 其中， 所述摄像头、 光电传感器、 电容式传感器通过USB接口、 I/O接口或者CSI接口与所述边 缘计算节点相连接； 所述边缘计算节点之间通过 无线网络通讯方式连接 。 5.如权利要求 4所述的基于端边云架构的分拣系统， 其特 征在于， 所述云服务器模块为一台计算机， 所述云服务器模块通过串口通讯方式与 所述边缘计 算节点相连。 6.如权利要求 4所述的基于端边云架构的分拣系统， 其特 征在于， 所述物料抓取装置包括机 械臂、 设置在所述机 械臂上的抓手、 以及存放槽， 其中， 所述机械臂与所述边缘计算模块相连接， 在接收到所述边缘计算模块的处理结果后，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114925387 A 2所述机械臂带动所述抓手抓取所述述传送带的目标物料， 并把抓取到所述目标物料放置到 所述存放槽中。 7.一种基于端边云架构的分拣方法， 采用权利要求1 ‑6任一项所述的基于端边云架构 的分拣系统对待分拣的物料进行自动分拣， 所述分拣方法包括： 通过数据采集装置采集对待分拣的物料的数据； 通过目标分拣算法对 采集到的数据进行处 理， 获取待分拣的目标检测结果； 根据所述目标检测结果对待分拣的物料进行自动分拣。 8.如权利要求7 所述的基于端边云架构的分拣方法， 其特 征在于， 在通过目标分拣算法对采集到的数据进行处理之前， 对采集到的数据进行预处理； 其 中， 所述预处 理包括： 数据清洗、 数据排序以及归一 化处理。 9.如权利要求8所述的基于端边云架构的分拣方法， 其特 征在于， 所述目标分拣算法采用Faster ‑RCNN， 其中， 通过训练后的Faster ‑RCNN对预处理后的数据进行处理， 获取待检测的目标检测结果； 其中， 所述Faster ‑RCNN包括主支和侧支， 所述主支输出主支目标检测结果， 所述侧支输出 侧支目标检测结果； 通过所述侧支对预处 理后的数据进行处 理， 获取所述侧支目标检测结果； 若所述侧 支目标检测结果达到预设目标， 所述侧支目标检测结果作为待检测的目标检 测结果； 若所述侧支目标检测结果达不到预设目标， 通过所述主支对预处理后的数据进行处 理， 获取所述主支目标检测结果， 所述主支目标检测结果作为待检测的目标检测结果。 10.如权利要求9所述的基于端边云架构的分拣方法， 其特 征在于， 所述通过所述侧支对预处 理后的数据进行处 理， 获取所述侧支目标检测结果， 包括： 通过浅层卷积层对预处 理后的数据进行 卷积处理， 获取侧支卷积特 征图； 通过侧支区域建议网络对所述侧支卷积特 征图进行处 理， 获取侧支区域建议结果； 通过侧支感兴趣区域池化层对所述侧 支卷积特征图、 所述侧 支区域建议结果进行池化 处理， 获取固定尺寸的建议特 征图； 通过侧支分类层对所述固定尺寸的建议特征图进行处理， 获取所述侧支目标检测结 果。 11.如权利要求9所述的基于端边云架构的分拣方法， 其特 征在于， 所述通过所述主支对预处 理后的数据进行处 理， 获取所述主支目标检测结果， 包括： 通过深层卷积层对预处 理后的数据进行 卷积处理， 获取主支卷积特 征图； 通过主支区域建议网络对所述主支卷积特 征图进行处 理， 获取主支区域建议结果； 通过主支感兴趣区域池化层对所述主支卷积特征图、 所述主支区域建议结果进行池化 处理， 获取固定尺寸的建议特 征图； 通过主支分类层对所述固定尺寸的建议特征图进行处理， 获取所述主支目标检测结 果。 12.如权利要求10或者1 1所述的基于端边云架构的分拣方法， 其特 征在于， 所述Faster ‑RCNN的训练过程包括： 通过构建的Faster ‑RCNN对预处理后的数据进行处理， 获取区域建议网络结果以及目权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114925387 A 3