[發明專利]體積測量裝置、系統、方法和程序

有效

• 申請號: 201980076211.4
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN113167569B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 橫田大輝;高岡真則;青木教之;河野研二
• 申請（專利權）人: 日本電氣通信系統株式會社
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B21/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 孫志湧;李蘭

要提供一種可以有助于以低成本且高效地測量原材料堆的體積而不影響工廠的操作的體積測量裝置等。所述體積測量裝置包括：點群轉換部件，所述點群轉換部件將來自拍攝原材料場的深度傳感器的深度信息轉換成點群數據；原材料堆檢測部件，所述原材料堆檢測部件使用與原材料堆的安息角有關的安息角信息，從所述點群數據中檢測與原材料堆有關的點群；以及原材料堆體積計算部件，所述原材料堆體積計算部件基于與所述原材料堆有關的所述點群，計算所述原材料堆中的能夠從所述深度傳感器拍攝的所述原材料堆未遮擋部分的體積；使用至少與所述原材料堆有關的所述點群，估計所述原材料堆中的無法從所述深度傳感器拍攝的所述原材料堆遮擋部分的體積；并且計算所述原材料堆的體積，所述原材料堆的體積是計算出的所述原材料堆未遮擋部分的所述體積和估計的所述原材料堆遮擋部分的所述體積之和。

相關申請的描述

本發明要求2018年11月21日提交的日本專利申請JP2018-218148的優先權，并且所述日本專利申請的完整內容以引用的方式并入本申請中并在本申請中闡述。

技術領域

本發明涉及一種用于測量原材料場中的原材料堆的體積的體積測量裝置、系統、方法和程序。

背景技術

在玻璃工廠和煉鋼廠中，將作為玻璃的原材料的硅砂以及作為鋼的原材料的鐵礦石存儲在三面由墻壁包圍的原材料場(原材料存放處)的室內和室外。圖17是從上方觀察三面由墻壁12包圍的原材料場10的圖像視圖。上面堆積有原材料的每個原材料堆11被墻壁12三面包圍。根據工廠的運轉，原材料的剩余量會隨時改變。目前，工人經常在視覺上管理這種原材料的剩余量。

為了維持高生產率，重要的是要迅速而準確地掌握原材料的剩余量。也就是說，需要一種用于實時自動地管理剩余量的系統。當構造原材料的剩余量管理系統時，可以想到使用深度傳感器(深度測量傳感器)作為用于測量剩余量的傳感器。作為使用深度傳感器來管理原材料堆的形狀的技術，存在專利文獻(PTL)1至(PTL)3中描述的技術。在PTL 1至PTL3中描述的技術中，通過以下方式測量原材料堆的形狀：將深度傳感器(諸如激光掃描儀)、2D(二維)激光測距儀和立體相機附接到諸如堆垛器或取料機等場地機器。在使用這種深度傳感器的系統中，為了通過從多個視點拍攝測量物體來獲取三維數據，通常使用多個深度傳感器。

[PTL 1]JP2010-286436A1

[PTL 2]JP2011-157187A1

[PTL 3]JP2012-193030A1

[PTL 4]JP2016-61674A1

[NPTL 1]C.BRADFORD BARBER等，“凸包的Quickhull算法”，ACM關于數學軟件的交易，1996年12月第22號第4期，第469-483頁。(https://www.cise.ufl.edu/～ungor/courses/fall06/papers/QuickHull.pdf)

發明內容

本申請的發明人給出了以下分析。

在PTL 1至PTL 3描述的技術中，因為深度傳感器被安裝到場地機器上，所以它支持在測量原材料堆的形狀的同時執行諸如原材料的接收、遞送等工作。因此，通過將深度傳感器安裝到場地機器上進行測量可能會影響工廠的操作。

而且，雖然近年來深度傳感器的價格一直在下降，但是在工業應用中滿足足夠的測量范圍、精度和細度的那些傳感器仍然很昂貴。即使從可維護性的角度來看，也不希望使用多個深度傳感器。如果系統由單個深度傳感器構成，則將產生一個問題，其中位于前側的物體在三維空間中隱藏了位于后側的物體，從而出現了不可見區域(遮擋)。例如，當從正面方向拍攝原材料堆時，原材料堆的背面方向部分被隱藏，并且無法獲取背面方向部分的深度信息。