CN107014295A - 体积测量装置、使用方法及带有体积测量功能的传送装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及体积测量技术领域，公开了一种体积测量装置、使用方法及带有体积测量功能的传送装置，包括发光测距装置，发光测距装置包括第一平面光源和第二平面光源，第一平面光源和第二平面光源沿待测物品的传送方向前后间隔并排设置；第一平面光源发出的第一光面和第二平面光源发出的第二光面在待测物品的传送面上相交，从而在传送面上形成一条光线，光线与待测物品的传送方向垂直；图像采集装置，用于采集所述第一光面及第二光面与待测物品相交的图像，其图像采集范围的直径不小于第一平面光源和第二平面光源之间的距离。本发明示例的体积测量装置，具有成本低，安装方便，适用性强的优点。

Description

体积测量装置、使用方法及带有体积测量功能的传送装置

技术领域

本发明涉及体积测量技术领域，特别涉及一种体积测量装置、使用方法及带有体积测量功能的传送装置。

背景技术

在物流行业中，货物的重量和提价是主要的计费衡量参数，现有的货物重量测量可以通过各种称量设备进行称量，但是货物体积的测量仍然只能通过较为原始的卷尺进行测量和计算获的。

虽然国外的一些体积测量设备在国内企业又一定的采用，但是这些体积测量设备普遍投资过高，不便于部署等缺陷。因此，在物流行业急需一种成本低廉，使用方便的体积测量装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种体积测量装置、使用方法及带有体积测量功能的传送装置，具有成本低廉，容易部署，使用方便的优点。

为了实现发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种体积测量装置，其结构包括：

发光测距装置，所述发光测距装置包括第一平面光源和第二平面光源，所述第一平面光源和所述第二平面光源沿待测物品的传送方向前后间隔并排设置；所述第一平面光源发出的第一光面和所述第二平面光源发出的第二光面在所述待测物品的传送面上相交，从而在所述传送面上形成一条光线，所述光线与所述待测物品的传送方向垂直；

图像采集装置，用于采集所述第一光面及第二光面与所述待测物品相交的图像，其图像采集范围的直径不小于所述第一平面光源和所述第二平面光源之间的距离，且所述图像采集范围的直径不小于所述光线的长度。

第一光面和第二光面分别为第一平面光源和第二平面光源发出的光线沿平面分布形成的光面，具有良好的平面性，在没有待测物品经过时，第一光面和第二光面在待测物品的传送面上相交形成一条光线；当待测物品经过时，第一光面和第二光面在待测物品的上表面形成两条平行的光线。

图像采集装置的图像采集范围在待测物品传送方向上的采集范围不小于第一平面光源和第二平面光源之间的距离，图像采集装置的图像采集范围在与待测物品传送方向相垂直的方向上的采集范围不小于待测物品的宽度。

进一步地，所述第一光面和所述第二光面之间的夹角为锐角。第一光面和第二光面形成的夹角可以设置为0°-90°(不包含0°和90°)之间的任一角度，通过该事先设定好的角度结合第一光面和第二光面在待测物品上表面上形成的两条平行线之间的距离计算出箱体的高度。

进一步地，所述第一光面或所述第二光面之一与所述待测物品的传送面相垂直；或者，所述第一光面和所述第二光面对称布置。第一光面或第二光面之一与待测物品的传送面相垂直，两个光面与待测物品上表面的两平行光线之间的距离形成一直角三角形，根据直角三角形的三角函数关系，很方便的确定待测物品的高度。第一光面和第二光面沿相交所成的夹角的角平分线对称布置，根据第一光面或第二光面与角平分线及待测物品上表面的两个平行光线间的距离，可以方便的确定待测物品的高度。

进一步地，所述发光测距装置为红外发射装置或激光发射装置。所述发光测距装置可以为红外发射装置，所述第一平面光源为第一红外发射管，所述第二平面光源为第二红外发射管。所述发光测距装置还可以为激光发射装置，所述第一平面光源为第一激光发射管，所述第二平面光源为第二激光发射管。采用红外发射装置或激光发射装置，进行平面光源的照射，使得光源在箱体表面可见度好，容易识别。进一步地，所述图像采集装置设置在所述第一平面光源和所述第二平面光源之间的上方。图像采集装置设置在两个平面光源之间的上方，使得图像采集装置的位置的设置更合理，更能全面的采集箱体和传送装置上的光线信息。

进一步地，所述图像采集装置为相机。

根据本发明的另一个方面，提供了一种测量体积的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：待测物品以速度v进行传送；

S2：所述待测物品经过所述第一平面光源和第二平面光源，所述第一光面和第二光面与所述待测物品上表面相交，在所述待测物品的上表面形成两条平行的光线，所述光线的两端分别延伸至所述待测物品的传送面上；

S3：所述图像采集装置获取S2中的两条所述光线之间的距离W，并采集所述光线在待测物品两侧和传送面上的边界点，获取待测物品的宽度W′；

S4：根据待测物品的高度H、宽度W′和图像采集装置每次采集图像时待测物品的位移L，获取待测物品的体积。

进一步地，所述S4包括：

通过三角函数确定所述待测物品的高度H；

所述图像采集装置的频率为f，所述图像采集装置每次采集图形时所述待测物品位移的距离为L：L＝f×v，第i次待测物品向前位移的距离为L_i；

待测物品的体积V为：其中，m为待测物品完全通过第一平面光源和第二平面光源之间的区域时图像采集装置采集图像的次数，m为正整数。

进一步地，第一光面或第二光面之一与所述待测物品的传送面相垂直，待测物品的高度H为：H＝W/tanα；第一光面和第二光面对称布置，待测物品的高度H为：H＝W/2tan(α/2)，其中，其中，α为第一光面和第二光面的夹角。

根据本发明的另一个方面，提供了一种带有体积测量功能的传送装置，包括传送带，所述传送带包括待测物品的传送面，还包括上述的体积测量装置，所述发光测距装置和图像采集装置均位于所述传送带的上方。

进一步地，所述传送带的宽度大于所述待测物品的宽度。传送带上表面的宽度大于待测物品的宽度，使得光线照射在待测物品上表面时，光面通过待测物品两侧投射到传送带上，便于图像采集装置采集待测物品和传送带的边界，进而确定待测物品的宽度。

本发明的有益效果是：

1、本发明示例的体积测量装置，具有成本低，安装方便，适用性强的优点。

2、本发明示例的体积测量装置，第一光面和第二光面分别为第一平面光源和第二平面光源发出的光线沿平面分布形成的光面，具有良好的平面性，在没有待测物品经过时，第一光面和第二光面在待测物品的传送面上相交形成一条光线；第一光面和第二光面对称布置，两个光面相交形成的夹角为一确定的角度，当待测物品经过时，第一光面和第二光面在待测物品的上表面形成两条平行的光线。通过图像采集装置采集两条平行的光线之间的距离，并结合两光面相交的夹角计算出待测物品的高度；通过图像采集装置采集光线在待测物品与传送带的边界点确定待测物品的宽度；通过图像采集装置的拍摄和传送带的传输速度确定待测物品的长度；进而可以确定待测物品的体积。

3、本发明示例的体积测量装置，采用两个红外发射装置或激光发射装置进行平面光源的照射，使得光源在待测物品表面可见度好，容易识别。

4、本发明示例的带有体积测量功能的传送装置，传送带上表面的宽度大于待测物品的宽度，使得光线照射在待测物品上表面时，光面通过待测物品两侧投射到传送带上，便于图像采集装置采集待测物品和传送带的边界，进而确定待测物品的宽度。

5、本发明示例的体积测量装置测量体积的方法，可以方便高效的测定待测物品的高度，自动化程度高，克服传统的采用卷尺进行测量待测物品体积的效率低下的问题。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的俯视图；

图3是本发明实施例2的结构示意图。

图中：1-机架，2-传送带，3-箱体，4-第一红外发光管，5-第二红外发光管，6-数码相机，7-光线a，8-光线c，9-光线d。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1和图2所示，一种体积测量装置，其结构包括：机架1，传送带2安装在机架1上，传送带2以一确定的速度传送装有货物的箱体3，传送带2的上表面宽度大于箱体3的宽度。

第一红外发光管4和第二红外发光管5通过支架固定在传送带2的上方，第一红外发光管4和第二红外发光管5沿传送带2的传送方向前后间隔且并排设置，第一红外发光管4和第二红外发光管5发出的光为光面，第一红外发光管4和第二红外发光管5发出的光面在传送带2的上表面相交融合成一条光线a7，光线a7与传送带2的传送方向垂直；两个光面相交形成的夹角α为任一确定的锐角，该夹角α可以设置为0°-90°(不包含0°和90°)之间的任一角度。并且两个光面对称布置，与传送带之间的夹角相等，因此，其中一个光面与角平分线之间的夹角为α/2.

当装有货物的箱体3通过第一红外发光管4和第二红外发光管5时，第一红外发光管4和第二红外发光管5的光面分别在箱体3的上表面形成两条平行的光线c8和光线d9。

数码相机6通过固定支架设置在传送带2的上方，且位于第一红外发光管4和第二红外发光管5之间的上方，数码相机6拍摄图像的范围不小于第一红外发光管4和第二红外发光管5之间的间隔，且不小于传送带2的宽度，数码相机6的拍摄频率为f。

通过该事先设定好的角度α结合第一红外发光管4和第二红外发光管5在箱体3上表面上形成的光线c8和光线d9之间的距离计算出箱体3的高度。

第一发光管和第二发光管照射的光面在传送装置的上表面相交，相交形成的直线为一条光线，两个光面相交的所形成的夹角设定为某一确定角度，并且两个光面与传送装置之间的夹角相等。当装有货物的箱体通过第一发光管和第二发光管时，第一发光管和第二发光管的光面在箱体的上表面形成两条平行的光线，通过图像采集装置采集两条平行的光线之间的距离，并结合两光面相交的夹角计算出箱体的高度；通过图像采集装置采集光线在箱体与传送装置的边界点确定箱体的宽度；通过图像采集装置的拍摄和传送装置的传输速度确定箱体的长度；进而可以确定箱体的体积。

实施例2

如图2和图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，第一红外发光管4发出的光面与传送带2相垂直，第一红外发光管4和第二红外发光管5发出的光面以及两个光面之间的箱体3上表面的组合的横截面为一直角三角形，第一红外发光管4和第二红外发光管5发出的光面的夹角α为该直角三角形的一个锐角边，更方便计算箱体的高度。

实施例3

如图1和图2所示，一种体积测量装置的使用方法，包括以下步骤：

S1，第一红外发光管4和第二红外发光管5发出的光面在传送带2的上表面相交成一光线a7，两光面相交的夹角α为一已知角度，并且两个光面与传送装置之间的夹角相等，数码相机的拍摄的频率为f；

S2，传送带2以速度v传送装有货物的箱体3；

S3，箱体3经过第一红外发光管4和第二红外发光管5，第一红外发光管4和第二红外发光管5发出的光面照射到箱体3的上表面，形成两条平行的光线c8和光线d9，光线c8和光线d9分别从箱体3的两侧延伸至传送带2的上表面；

S4，数码相机6采集并获取S3中光线c8和光线d9之间的间距W，并采集光线c8和光线d9照射在箱体3两侧和传送带2上的边界点，获取箱体的宽度W′；

S5，计算箱体体积：

箱体3的高度H为：H＝W/2tan(α/2)；

数码相机6每次采集图形时箱体3向前位移的距离为L：L＝f×v，其第i次箱体向前位移的距离为L_i；

箱体3的体积V为：其中，m为箱体完全通过红外收发管区域时相机采集图像的次数，m为正整数。

实施例4

如图2和图3所示，本实施例与实施例3的不同之处在于，S1中，第一红外发光管4发出的光面与传送带2相垂直，根据直角三角形的三角函数关系，确定箱体3的高度H为：H＝W/tanα。

上述实施例中的发光管不仅可以采用红外发光管，还可以采用激光发射装置，采用激光发射管和代替红外发光管进行平面光源的照射，使得光源在箱体和传送带表面可见度好，容易识别。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (11)

1.一种体积测量装置，其特征在于，包括：

发光测距装置，所述发光测距装置包括第一平面光源和第二平面光源，所述第一平面光源和所述第二平面光源沿待测物品的传送方向前后间隔并排设置；所述第一平面光源发出的第一光面和所述第二平面光源发出的第二光面在所述待测物品的传送面上相交，从而在所述传送面上形成一条光线，所述光线与所述待测物品的传送方向垂直；

图像采集装置，用于采集所述第一光面及第二光面与所述待测物品相交的图像，其图像采集范围的直径不小于所述第一平面光源和所述第二平面光源之间的距离，且所述图像采集范围的直径不小于所述光线的长度。

2.根据权利要求1所述的体积测量装置，其特征在于，所述第一光面和所述第二光面之间的夹角为锐角。

3.根据权利要求1所述的体积测量装置，其特征在于，所述第一光面或所述第二光面之一与所述待测物品的传送面相垂直；或者，

所述第一光面和所述第二光面对称布置。

4.根据权利要求1～3任一所述的体积测量装置，其特征在于，所述发光测距装置为红外发射装置或激光发射装置。

5.根据权利要求1～3任一所述的体积测量装置，其特征在于，所述图像采集装置设置在所述第一平面光源和所述第二平面光源之间的上方。

6.根据权利要求1所述的体积测量装置，其特征在于，所述图像采集装置为相机。

7.一种如权利要求1～6任一所述的体积测量装置测量体积的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：待测物品以速度v进行传送；

S2：所述待测物品经过所述第一平面光源和第二平面光源，所述第一光面和第二光面与所述待测物品上表面相交，在所述待测物品的上表面形成两条平行的光线，所述光线的两端分别延伸至所述待测物品的传送面上；

S3：所述图像采集装置获取S2中的两条所述光线之间的距离W，并采集所述光线在待测物品两侧和传送面上的边界点，获取待测物品的宽度W′；

S4：根据待测物品的高度H、宽度W′和图像采集装置每次采集图像时待测物品的位移L，获取待测物品的体积。

8.根据权利要求7所述的测量体积的方法，其特征在于，所述S4包括：

通过三角函数确定所述待测物品的高度H；

所述图像采集装置的频率为f，所述图像采集装置每次采集图形时所述待测物品位移的距离为L：L＝f×v，第i次待测物品向前位移的距离为L_i；

待测物品的体积V为：其中，m为待测物品完全通过第一平面光源和第二平面光源之间的区域时图像采集装置采集图像的次数，m为正整数。

9.根据权利要求8所述的测量体积的方法，其特征在于，第一光面或第二光面之一与所述待测物品的传送面相垂直，待测物品的高度H为：H＝W/tanα；或者，

第一光面和第二光面对称布置，待测物品的高度H为：H＝W/2tan(α/2)，其中，α为第一光面和第二光面的夹角。

10.一种带有体积测量功能的传送装置，包括传送带，所述传送带包括待测物品的传送面，其特征在于，还包括权利要求1～6任一所述的体积测量装置，所述发光测距装置和图像采集装置均位于所述传送带的上方。

11.根据权利要求10所述的带有体积测量功能的传送装置，其特征在于，所述传送带的宽度大于所述待测物品的宽度。