本研讨提出了一种全功用原位代替的机场行李机器人智能集装体系，经过在现有行李转盘外挂增设智能化装载功用模块，并依照人工拣选工位安置机器人作业模块，完结机场行李装载的主动化和智能化。该处理计划不只适用于新改扩建机场，一起也为已运转机场行李装载主动化和智能化晋级供给了可能性。该体系的运用，可以更好的下降机场行李装载的人力本钱，进步行李装载功率和精确性，削减行李错装或漏装的状况，进步旅客满意度和机场功率。

  机场离港旅客的行李在值机柜台处理邮寄，经安全查看后由行李处理体系运送到分拣装载区，经过人工分拣装载到行李拖车或航空集装箱，再运输到机坪装上航空器。人工分拣装载形式下，需由人工辨认行李目的地、铺位信息、完结装筐行李的包筐别离，并在装载过程中调整行李姿势以提高行李拖车或航空集装箱的装载率。行李分拣装载作业因为其较高强度体力劳动的特性，正面对着从业人员作业志愿下降的应战。从业人员在履行分拣装卸使命的过程中，其身体肌肉和骨骼承受着较高的损害危险。此外，行李分拣装载过程中或许会呈现错装或漏装的状况，这不只会下降旅客的满意度，也会给航空公司带来额定的补偿本钱。因而，近年来国内外机场已开端探究能有用代替人工的主动装载处理计划。

  例如，荷兰阿姆斯特丹史基辅机场、英国希思罗机场已建成行李机器人主动装载设备并投用；澳大利亚悉尼、土耳其伊斯坦布尔、奥地利维也纳等机场也已在新改扩建时规划行李机器人主动装载体系；深圳宝安、广州白云、昆明长水等国内大型机场前期对行李机器人主动装载也进行了专题研讨[1][2]，合肥新桥、重庆江北、太原武宿等机场的新建行李处理体系已规划行李机器人主动装载体系运用。与此一起，国内外一些学者也开端对行李机器人算法、运动轨道等展开专题研讨[3][4]。

  现在国内外已建成或规划的行李机器人主动装载体系首要面向的是新改扩建机场，在已投运的机场中，因为受空间约束，机器人主动装载体系的运用面对应战。本研讨提出了一种立异处理计划，即针对大多数机场选用行李转盘作为分拣装载资源的场景，在无需很多改造行李转盘的前提下，经过外挂增设全功用模块，完结行李装载的智能化和主动化。该计划可以在不影响机场正常运转的前提下，完结机器人在原有人工拣选方位上的全功用代替，为机场行李装载供给一种高效、有用的晋级处理计划，提高运营功率。

  全功用原位代替机器人智能集装处理计划针对行李转盘（歪斜转盘或水平转盘）为集装资源的特征场景，外挂增设机器人智能集装相关功用模块，由机器人智能集装模块自主完结抵达分拣装载区的行李辨认、分类、位姿调整、包筐别离、主动缓存与智能堆码等悉数功用，将1个人工分拣装载作业区域替换成1套机器人作业模块，完结人工分拣装载的全功用原位代替。

  以单套装载转盘作为机器人智能集装单元规划，机器人作业模块根据拣装工位装备，其概念规划详见图1。

  机器人智能集装单元包含智能辨认模块、位姿调整模块、包筐别离模块、缓存模块、捡取模块、机器人作业模块、装载容器处理模块、监装处理模块、操控办理体系，其布局散布详见图2。

  智能辨认模块装备ATR/RFID读取器、2D/3D检测相机，在聚集运送线注进口下流跨装在转盘环路上方，用于获取行李条码信息和行李信息；包含行李条码、航班、航段、舱级符号、是否装筐、拉杆是否伸出、是否直立、标准尺度等信息的检测与辨认。

  位姿调整模块由行李侧移运送、旋转运送、翻转放倒设备组成，安装在转盘环路上方，用于完结行李的方位和姿势适应性调整，保证行李位姿满意主动装载要求。侧移运送设备用于将偏置运送的行李水平侧移到运送线中心；旋转运送设备水平旋转行李，完结行李水平姿势调整（如将行李脚轮调整到特定方向）；翻转放倒设备用于将直立/侧立行李笔直翻转后放倒运送。

  包筐别离模块由行李筐姿势调整、翻箱倒料、空筐主动堆码设备组成，安装在转盘环路上方，用于将装筐的行李从行李筐中倾翻别离，并将行李空筐主动堆码成垛。

  运用转盘作为机器人智能集装缓存体系，集成行李方位盯梢算法，完结不同舱级、不同航段、后装行李的缓存与待装行李循环运送；一起供给机器人作业模块与聚集运送体系间行李处理峰值消减调理。

  捡取模块由整幅面笔直分拣设备、排队缓存设备组成，跨装在转盘上方，用于完结将行李从转盘鳞板运送面笔直拣选到高层，排队等候进入机器人接取站。

  机器人作业模块由接取站、工业机器人、视觉体系组成，安装在转盘边的拣装作业区，用于将接取站的行李主动堆码到行李拖车或航空集装箱内。

  体系作业站供给人工操作界面，完结超规行李和高铺位行李等特别行李的补装行李信息录入，打印装箱清单。

  （1）行李辨认：行李辨认作业流程，详见图3中的流程①至流程③。行李经值机安检后，进入聚集运送体系①运送到装载转盘②；行李在转盘②上运送至智能辨认体系③。智能辨认体系③对行李检测辨认，获取行李条码信息、航段信息等；运用分类算法对行李是否装筐、是否拉杆伸出、是否软包、优先标识等进行辨认并分类，行李在转盘上运送过程中，操控办理体系经过方位盯梢技能获悉行李在转盘上精确方位。

  （2）正常行李主动装载：正常行李主动装载流程，详见图3中的流程④至流程⑦。行李在转盘上运送到行李捡取模块④时，假如行李为机器人装载的行李，行李捡取模块将行李从转盘上笔直分拣提高到机器人接取站⑤；行李抵达接取站⑤后，由视觉体系检测行李位姿，生成机器人接取指令；机器人⑥根据行李位姿，调整机器人夹具姿势接取行李，将行李转移装载到装载容器⑦。

  （3）特别行李处理：特别行李主动装载流程，详见图3中的流程⑧至流程.。假如行李是装筐行李、立姿运送行李、拉杆伸出等特征行李，行李在转盘上运送到行李捡取模块⑧，由行李捡取模块⑧将行李从转盘上笔直分拣提高到位姿调整体系⑨；假如仅需求调整位姿（立姿放倒），由位姿调整体系⑨调整行李位姿，经过回流运送线运送到注入运送⑩；假如是装筐行李，由包筐别离体系.抱夹行李筐后将行李倾翻到注入运送⑩；行李由注入运送⑩从头注入到行李捡取模块⑧，由行李捡取模块⑧下降到转盘运送。

  外挂施行机器人智能集装体系，无需因占地面积引发对原有转盘和聚集运送线的拆改。

  在福州长乐世界机场航站楼世界行李处理分拣区建立一套什物验证体系，旨在对根据全功用原位代替机器人智能集装体系的要害功用和功能做验证测验。

  福州机场行李体系机器人智能集装体系出产环境计划规划详见图4，机器人智能集装体系选用外挂施行方法，在原行李聚集运送线①运送面搭接导出运送设备②，将行李从原行李处理体系导出分流到安置在转盘上方的排队运送线③，完结行李从原行李体系导出，现场实景详见图5。

  行李排队运送体系③完结拉距处理，防止行李粘连、并包运送。行李经排队运送体系③后，进入智能辨认站④，对行李检测辨认，获取行李条码信息、航段信息等；运用分类算法对行李是否装筐、是否拉杆伸出、是否软包、优先标识等进行辨认并分类，现场实景详见图6。

  行李抵达分流节点⑤，根据智能辨认成果，不由机器人装载的行李（如麻袋、拉杆伸出、装筐、立姿运送等行李）分流运送到直通转盘运送线⑥；由机器人装载的行李运送到机器人接取站⑦。

  行李抵达机器人接取站⑦后，由视觉体系检测行李位姿，生成机器人接取指令。机器人⑧根据行李位姿，调整接取夹具姿势接取行李。假如是可直接装载到装载容器的行李，由机器人⑧将行李转移装载到装载容器⑨，现场实景详见图7。

  假如是轻小软等需后装的行李，由机器人⑧将行李转移开释到后装缓存运送线进口⑩；当需求装载轻小软行李时，轻小软行李从后装缓存出口.开释，汇流到行李分流点⑤后，再次运送到行李接取站⑦，由机器人⑧接取后装载到装载容器⑨。

  经什物验证，体系将行李从原有行李处理体系悉数导出运送到机器人智能集装体系，机器人智能集装体系完结ATR读取、OCR辨认、视觉分类辨认功用，可完结将指定航班中特定航段行李主动分流到机器人智能集装区，由机器人智能集装到AKE集装箱；不由机器人智能集装的行李分流运送到转盘交由人工处理。实测可完结180件/小时处理才能，满载率可到达80%。

  依照传统全人工装卸形式，转盘分拣作业区可分为多个拣装区，每个拣装区作为一个拣装工位分配1名拣装人员；行李装载作业量大的机场，拣装人员每天迟早2班倒，拣装人员上2天休2天，单个拣装工位需求装备4名拣装人员。

  全功用原位代替机器人智能集装体系中，1个拣装工位装备1台机器人，因而技能经济评价体现为机器人经济惯例运用的寿数期内， 1台机器人与4名工人的财政比照。

  根据每名工人每年全费用（薪酬、稳妥、训练、劳保等）9万元、年费用增长率5%，4名人员15年（机器人经济惯例运用的寿数期）全费用为776.8万元；1套机器人装载体系15年全费用约275万元（根据全功用完结，含动力、修理备件等）；根据上述费用比照，施行机器人智能集装财政出资收回期约6年，合理的机器人装载体系规划施行将带来显着的经济效益。

  上述经济评价适用于机场装载行李量大，机场拣装人员选用每天2班倒、上2天休2天的排班形式；机场装载作业量小，拣装作业人员使命不丰满，未按每拣位装备4名拣装人员的状况不适用上述经济评价。

  本文提出了一种根据全功用原位代替的机场行李智能装载体系，既适用于新改扩建机场行李处理体系，也适用于已运转机场行李装载智能化晋级。该体系经过在行李装载转盘外挂加装机器人智能集装设备，原位全功用代替拣装人员，经过削减拣装人员数量完结经济效益。经过在福州机场进行的什物验证，证明所提体系的相关功用、功能以及经济性目标均已到达职业运用的要求。因而，该体系具有在机场环境中推广运用的潜力，为机场行李装载供给了一种高效、经济的处理计划。

  [1]习峰,邓志平.关于在深圳机场运用行李转移机器人的研讨,四型机场,2019-05-15.

  [2]许剑夫.白云机场运用工业多轴机器人装卸邮寄转李的研讨,四型机场,2020-05-27.

  [3]洪振宇,赵冲,张志旭,张聪,彭松伟.机场行李装载机器人的轨道规划研讨,机械规划,2020,37(3).

  [4]张大勇,张倩倩,翟一鸣,刘佳瑜.根据改善粒子群算法的航空行李在线).