[發明專利]體積測量系統及方法

在審

• 申請號: 201910058580.2
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109540241A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 余峰
• 申請（專利權）人: 艾信智慧醫療科技發展（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01F17/00
• 分類號: G01F17/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

1.一種體積測量系統，用于測量物品的體積，物品均為長方體狀，其特征在于，所述系統包括：

傳送帶，用于物品在傳送方向上運輸；

激光發射裝置，設置于所述傳送帶上方以朝下發射激光，激光照射到物品上時，在物品上形成落點；

拍攝裝置，與所述激光發射裝置在傳送方向上間隔設置，并與激光發射裝置位于同一高度，以在激光照射到物品上時對物品進行拍攝，并輸出拍攝圖像；拍攝裝置光軸與傳送帶或物品的交點即為拍攝圖像的圖像中心，所述拍攝裝置的光軸與激光發射裝置發出的激光相平行；

數據處理裝置，與所述拍攝裝置數據連接以獲取并處理所述拍攝圖像；所述數據處理裝置包括面積測算器以識別并計算拍攝圖像上的物品面積；

所述數據處理裝置還包括用以測算物品高度的高度測算器，所述高度測算器包括用以測量落點至圖像中心相對拍攝裝置的角度的角度測算部、用以獲取激光發射裝置距離傳送帶的垂直距離的第一測距部、和用以獲取拍攝裝置與激光發射裝置之間距離的第二測距部；

所述數據處理裝置還包括與所述高度測算器及面積測算器通訊連接的體積測算器，通過獲取物品高度和物品面積以計算獲得物品的體積。

2.根據權利要求1所述的一種體積測量系統，其特征在于，所述激光發射裝置發出的激光具有若干個，并在水平面上呈垂直于傳送方向排列的列狀。

3.根據權利要求2所述的一種體積測量系統，其特征在于，所述拍攝裝置包括圖像傳感器單元，所述圖像傳感器單元用以識別列狀激光中照射在物品形成的最亮的點，并將該最亮的點作為落點，所述圖像傳感器單元采用ccd感光元件。

4.根據權利要求1所述的一種體積測量系統，其特征在于，拍攝圖像上設置有若干個像素點，相鄰像素點在傳送方向上的距離一致，所述角度測算部通過計算落點至圖像中心之間的像素點個數以獲得落點至圖像中心相對拍攝裝置的角度。

5.一種基于權利1-4中任一項所述的體積測量系統的體積測量方法，其特征在于，所述測量方法包括：

確認物品被放置于朝傳送方向運動的傳動帶上；

獲取激光發射裝置距離傳送帶的垂直距離F；

在激光照射于物品上時，對物品進行拍攝；

獲取拍攝圖像并標定圖像中激光照射形成點為落點；

獲取落點至圖像中心相對拍攝裝置的角度θ；

獲取拍攝裝置與激光發射裝置之間的距離h；

通過h/tanθ獲得激光發射裝置與物品表面之間的距離M；

通過F－M確定物品高度E；

計算并獲取拍攝圖像中物品的面積S；

根據V＝S*E確定物品的體積V。

6.根據權利要求5所述的一種體積測量方法，其特征在于，所述“獲取落點至圖像中心相對拍攝裝置的角度θ”步驟具體為：

實驗獲得像素的弧度值R和弧度誤差T；

獲取圖像中心到落點的像素個數N；

根據N*R+T獲取落點至圖像中心相對拍攝裝置的角度θ。

7.根據權利要求6所述的一種體積測量方法，其特征在于，所述“實驗獲得像素的弧度值R和弧度誤差T”步驟具體為：

獲取兩個測試物品，并對兩個測試物品的長度、寬度和高度進行測量；

在所述體積測量系統中對兩個測試物品進行測量以分別獲得落點至圖像中心的像素個數N₁、N₂；

根據方程E＝F－h/tan(N*R+T)將N₁與N₂的值分別代入以獲得像素的弧度值R和弧度誤差T。

8.根據權利要求4所述的一種體積測量方法，其特征在于，所述激光發射裝置發出的激光具有若干個，并呈沿垂直于傳送方向排列的列狀，所述“標定拍攝圖像中激光照射形成點為落點”具體包括：識別拍攝圖像中激光發射裝置發出的激光所照射的光點，判斷亮度最大的光點為落點。

9.根據權利要求4所述的一種體積測量方法，其特征在于，所述“計算物品底面積S”步驟具體包括：

以拍攝圖像為平面建立坐標系；

在拍攝圖像中識別物品輪廓；

標記物品輪廓中位于最外側的四個點，并依次記為A、B、C和D，其中AB所在直線垂直于BC所在直線，依次獲取A、B、C三點坐標為(x₁，y₁)、(x₂，y₂)、(x₃，y₃)；

根據坐標兩點間距離公式分別計算得出AB和BC的距離L和W；

計算物品面積S＝L*W。