物流自动化领域基于相机技术的三维体积测量应用研究

时间：2017-03-23

一、机器视觉技术在物流自动化领域的应用

随着工业4.0智能浪潮的推动，自动化技术在我国发展*，人们对于机器视觉也有了更加深刻的认知。其越来越多地应用到各行各业，在物流自动化领域基本上主要包含条形码识别、缺陷检测、包裹体积测量、基于视觉定位的自动堆垛、自动分拣等技术应用。

本文仅对在包裹体积测量上的细分应用进行研究。目前物体三维测量技术主要包括接触式测量和非接触式测量。



二、激光三角法测量
 
激光三角法测量是目**种比较重要的非接触式位置测量手段。
 
激光三角法位移测量的原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被测物体表面，然后从另一角度对物体表面上的激光光斑进行成像，物体表面激光照射点的位置高度不同，所接受散射或反射光线的角度也不同，用CCD光电探测器测出光斑像的位置，就可以计算出主光线的角度，从而计算出物体表面激光照射点的位置高度。
 
当物体沿激光线方向发生移动时，测量结果就将发生改变，从而实现用激光测量物体的位移。




优点：
 
l  与被测物只有光点接触，对被测物没有干扰，测量精度高。
l  使用灵活，使用范围广泛。
l  测量范围大，分辨率较高。
l  具有实时处理能力，较好满足动态的需求。

三、 VIPAC  自动体积测量系统

VITRONIC 自动体积测量系统采用*特的基于摄像的激光测量技术，可以对任何运动中物体进行非接触式体积测量，可靠地比较实际测得的数据与填写的数据，即使在较高的输送速度和困难条件下也能出色完成任务。

VIPAC D1


组成:
 
一个传感器 体积测量软件的计算机
速度信号装置
触发器（软件或挡光板）
电缆单元
 
功能：
 
l  通过传输带传送测量物品体积而不需要与物品直接接触
l  能检测到托盘进行排除计算
l  认证过的体积测量安装在如交叉带和倾斜式分拣机等所有现有传送机上 提供三维体积测量
l  规则不规则均可测量
 
VIPAC D1 体积测量系统对形状固定的方形运动中物体进行非接触式体积测量，具有较高的测量精度并可以识别输送辅助装置。VIPAC D1 通过交叉皮带分拣机、托盘分拣机以及输送带提供经过认证的测量，且装有一个 Alibi 内存。
 
运行方式：
 
VIPAC D1决定测量对象的较大尺寸测量长度，基于此，该系统可以计算围绕物体的较小矩形框（物体较小外切面）的尺寸，该信息可以为以下功能实现提供基础：
 
l  自动计价和收入恢复
使用VIPAC D1和它额防干扰Alibi存储，能够实现自动计价和协调包数据到用户提供的信息里。
l  加载优化
体积数据是计算运输能力和优化车辆载重的基础信息，意味着设备利用率增加和路径规划可以进一步被优化，节省了运输成本而且也减少了CO2排放。
l  统计

记录的数据可以输入统计数据库来精简货物的内部流动。此外,可以用于监控数据价格结构和物流流程。


VIPAC D2


在D1基础上增加一个传感器，VIPAC D2 体积测量系统可以自动检测纸箱轮廓，为仓储系统的正常运行提供理想的基础，同时确保配送中心的高处理量。该系统可检测输送速度高达3 m/s的运输物体的尺寸和轮廓，可处理的包裹件较大尺寸为2500 mm x 1000 mm x 1000 mm（长x宽x高）。它能够识别和测量输送带任何回转位置上的方形和非方形物体。

功能：
 
安装在传输机传送带、交叉带分拣机和倾斜式托盘分拣机上的立方体物品三维体积测量 
l  非立方体物品测量
l  物品五面缺陷检测
 
基于激光技术的 VIPAC D2 针对每个对象捕捉几千个测量点，并计算出纸箱的长度、宽度、高度及其体积。除了测定体积以外，通过辅助的软件功能“轮廓检测”可以检测到与理想的纸箱形状的差异，如凸起、凹陷或损坏。为此，会计算纸箱的较小正方体并作为缺陷检测的基础。
 
原理：
VIPAC D2 使用激光时间测距原理：传感器发射出扇状激光束，并由对象反射。传感器测量反射回的激光束所用的时间。系统通过测得的时间、光速以及相移计算出与对象之间的间距。通过输送装置的相对移动，使对象通过扫描区域，形成对象的三维图像。
 
优势:
l  作为认证系统可以实现自动开票及具有法律效力的后续计费
l  提供可自由组合的附加功能，包括认证系统
l  可以轻松地作为独立系统安装或集成到 VIPAC 系统中
l  可以测量运动中的方形物体和其他物体的体积
l  提供较高的测量精度
l  可以选择详细检测物体的五个侧面是否存在缺陷
l  在检测缺陷的同时测量体积
l  提供不同的功能组合

VIPAC D3 
 


构成：
2套门红外扫描器（扇形扫描器）
增量式编码器
分析计算机 
显示设备
框架
电源接口230V交流电
触摸控制板

测量原理：
该系统的两个红外激光扫描仪（扇形扫描仪）以恒定的速度在线形导轨上沿测量区域移动，从而进行测量。通过增量式传感器持续追踪该运动。凭借较大的测量范围 (3500 mm x 2500 mm x 2800 mm) 可以测量多个货盘的组合。
 
该系统符合 OIML R129 和 MID 标准，装有一个集成的 Alibi 内存并可以集成来自称重和条形码读取器的数据。在集成的 PC 上可以运行用于灵活自定义接口的辅助软件。不需进行认证校准的系统可选用很多其他附加功能,例如不使用叉车和电动叉车,将叉车和电动叉车称重相结合，通过一个 USB 摄像机记录损坏等等。
 
功能:
 
通过在测量区域上的2台门扫描仪获取持续的负载三维图片；
通过这个图片，系统软件确定一个或多个托盘的长、宽、高和被测物品的实际体积。
 
优势：
 
l  可用于所有透光物品；
l  对不规则物品**部分（4cm）可高精度测量；
l  可将托盘和叉车排除；
l  灵活的接口配置；
l  根据建筑环境拥有多种安装选择。

词条
词条说明
物流自动化领域基于相机技术的三维体积测量应用研究
一、机器视觉技术在物流自动化领域的应用随着工业4.0智能浪潮的推动，自动化技术在我国发展*，人们对于机器视觉也有了更加深刻的认知。其越来越多地应用到各行各业，在物流自动化领域基本上主要包含条形码识别、缺陷检测、包裹体积测量、基于视觉定位的自动堆垛、自动分拣等技术应用。本文仅对在包裹体积测量上的细分应用进行研究。目前物体三维测量技术主要包括接触式测量和非接触式测量。二、激光三角法测量激光三

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