[發(fā)明專(zhuān)利]貨物體積測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710116670.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107314741A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱向東;沈閱;范鐵彬;劉英偉;周偉;仝照國(guó);王寶軍;趙海龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 秦皇島燕大燕軟信息系統(tǒng)有限公司;秦皇島港股份有限公司第九港務(wù)分公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 北京挺立專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙)11265
• 代理人: 劉陽(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及貨物體積測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種貨物體積測(cè)量方法。

背景技術(shù)

隨著貨物所有人對(duì)重載列車(chē)散雜貨運(yùn)輸質(zhì)量的不斷加強(qiáng)，C80型列車(chē)車(chē)廂中貨物以及車(chē)體形態(tài)的測(cè)量精度要求越來(lái)越高。擔(dān)負(fù)著接卸任務(wù)的卸車(chē)機(jī)房，作為貨物進(jìn)入堆場(chǎng)的最重要環(huán)節(jié)，因此，可以認(rèn)為貨物最終數(shù)量的認(rèn)定是通過(guò)卸車(chē)機(jī)房所翻卸出的物料多少而判定的。通常，在卸車(chē)機(jī)房的入口及出口都會(huì)安裝有軌道衡以及圖像采集設(shè)備，在列車(chē)進(jìn)入卸車(chē)機(jī)房翻卸時(shí)，提供相應(yīng)的過(guò)衡重量以及影像數(shù)據(jù)，作為質(zhì)量判別依據(jù)。

在目前的實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，除了法定計(jì)量器具軌道衡之外，借助于攝像頭的圖像監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)控，是唯一的列車(chē)貨物形態(tài)檢測(cè)方式。該方式受限于圖像采集設(shè)備的分辨率、感光度、鏡頭畸變、安裝位置等因素，造成該方法的準(zhǔn)確性較差，獲得的貨物形態(tài)為圖片，無(wú)法實(shí)現(xiàn)定量判定。同時(shí)受到環(huán)境因素的影響較大，如霧霾、照度、粉塵，水氣等現(xiàn)象的存在，使得該種方式的檢測(cè)結(jié)果不理想。如何采用現(xiàn)代技術(shù)，快速、準(zhǔn)確地對(duì)進(jìn)入卸車(chē)機(jī)房的C80車(chē)輛車(chē)廂貨物進(jìn)行檢測(cè)，是目前干散貨物流管理從粗放式管理轉(zhuǎn)化為數(shù)字化、自動(dòng)化管理升級(jí)過(guò)程中急需解決的一個(gè)重要問(wèn)題。基于上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了貨物體積測(cè)量方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種貨物體積測(cè)量方法。

貨物體積測(cè)量方法，包括以下步驟：

S1、利用安裝在卸車(chē)機(jī)房重車(chē)入口及空車(chē)出口上方二維激光掃描儀獲取重車(chē)及空車(chē)輪廓的角度及距離信息，在采集過(guò)程中，二維激光掃描儀激光發(fā)射機(jī)構(gòu)垂直于地面，確保激光發(fā)射與回波平面與車(chē)輛行進(jìn)方向成90度角，每條掃描輪廓間距不低于1cm，掃描頻率不低于30Hz；

S2、采集控制系統(tǒng)中定位車(chē)行進(jìn)狀態(tài)信息，確定車(chē)輛行進(jìn)方向及位置的信息；

S3、對(duì)步驟S1中所得到的重車(chē)及空車(chē)輪廓角度及距離信息、角度回波信息以及步驟S2中所得的車(chē)輛行進(jìn)方向及位置的信息進(jìn)行重構(gòu)處理；

S4、利用點(diǎn)云濾波方法對(duì)步驟S3中獲取的重車(chē)及空車(chē)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出貨物車(chē)廂三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

S5、借助微積分算法，利用構(gòu)建三角平面的方法分別對(duì)重車(chē)及空車(chē)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的點(diǎn)進(jìn)行處理，分別得出重車(chē)及空車(chē)的體積信息。

優(yōu)選的，所述步驟S2中的采集周期不低于100毫秒，采集精度為毫米級(jí)精度。

優(yōu)選的，所述步驟S3中的重構(gòu)處理具體指：利用三角函數(shù)算法對(duì)重車(chē)及空車(chē)輪廓位置及角度回波信息進(jìn)行重構(gòu)處理，提取出同一回波在二維空間中的位置信息，同時(shí)結(jié)合車(chē)輛行進(jìn)方向的位置信息，將同一時(shí)序中所獲取到的空間三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)處理為同一空間特征點(diǎn)，并保存至計(jì)算機(jī)內(nèi)存中指定地址位置。

優(yōu)選的，所述步驟S4中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理方法具體指：根據(jù)預(yù)先指定的車(chē)輛尺寸信息以及貨物高度范圍數(shù)據(jù)，將車(chē)輛輪廓以及車(chē)內(nèi)貨物輪廓區(qū)域的點(diǎn)與處于以上點(diǎn)之外的無(wú)關(guān)區(qū)域點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分，最后從步驟S3中獲取的重車(chē)及空車(chē)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確提取出車(chē)廂以及貨物的獨(dú)立點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述步驟S5中構(gòu)建三角平面方法具體指：針對(duì)重車(chē)及空車(chē)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的每個(gè)點(diǎn)分別構(gòu)建出三角面，并將該點(diǎn)作為所構(gòu)建出的立方柱體頂面正方形的中心，對(duì)信息采集數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、規(guī)整、網(wǎng)格化和差分處理，完成處理后，采集數(shù)據(jù)形成規(guī)整的曲面網(wǎng)格，利用高度擬合整定方法，微積細(xì)分體積數(shù)據(jù)，積和成完整的車(chē)箱體積，得出體積數(shù)據(jù)；使用同理的方法得出重車(chē)和空車(chē)數(shù)據(jù)，重車(chē)與空車(chē)的差值為貨物的體積。

本發(fā)明提出的貨物體積測(cè)量方法，通過(guò)物體對(duì)激光的反射原理，使用二維激光掃描儀對(duì)通過(guò)卸車(chē)機(jī)房入口及出口的C80車(chē)輛實(shí)時(shí)掃描檢測(cè)，通過(guò)對(duì)回波的處理形成被測(cè)車(chē)輛輪廓數(shù)據(jù)，再通過(guò)擬合車(chē)輛行進(jìn)方向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)，配合定位車(chē)行進(jìn)節(jié)拍，將車(chē)輛車(chē)廂輪廓與位置信息實(shí)時(shí)匹配，形成車(chē)廂三維點(diǎn)云模型，其解決了現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)車(chē)輛無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)的問(wèn)題，可替代傳統(tǒng)圖像監(jiān)控方式，且與現(xiàn)有的圖像采集技術(shù)相比，本發(fā)明不受限于前端圖像采集設(shè)備的分辨率、感光度、鏡頭畸變、安裝位置以及環(huán)境因素造成的不利影響，獲取到的數(shù)據(jù)為直接測(cè)量數(shù)據(jù)，其具有結(jié)果準(zhǔn)確度高、實(shí)時(shí)、客觀、形象的優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提出的貨物體積測(cè)量方法的框圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解說(shuō)。

實(shí)施例

本發(fā)明提出的貨物體積測(cè)量方法，包括以下步驟：