CN106152936A - 一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人值守，无需整形，可快速测量，测量精度高的用于测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统及方法，该系统包括行走机构、控制系统及软件系统。行走机构用于带动激光扫描仪从一边到另一边对卡车进行完整的扫描；控制系统用于控制行走机构的运行或停止，以及激光扫描仪的工作或停止；软件系统用于收集激光扫描仪的数据，形成点云，再经过变换及过滤等，形成卡车的三维模型，进而计算出其体积。所述的测量方法为货物体积＝载货时的体积-空载时的体积×微调系数。其中微调系数用于调节因卡车载重变化而引起的车辆轮胎等的下沉所带来的影响。

Description

一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统以及方法

技术领域

本发明涉及车辆测量领域，特别涉及一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统，还涉及一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的方法。

背景技术

现有技术中，多数加工型企业的原料都通过卡车运输，特别是造纸厂、板材厂等采用计重收购时，存在种种弊端：

供应商刻意掺水，提高计重的重量，导致收购成本增加；

虽然增加了含水检测环节以去除水份，但该环节毕竟主要靠人工操作，由此带来的职业道德问题令人防不胜防，抽样、化验过程成为腐败现象高发区；

由于水份增加，导致木材更容易发霉变质，不仅存放周期变短，而且品质有所降低；

最终制成的半成品或成品需要烘干，水份过多导致烘干成本也有所增大；

由于全国造纸厂、板材厂众多，而木材生长周期长、产量低，导致木片属于卖方市场，因此不能无理由地克扣水份的重量。

为消除计重收购带来的诸多弊病，该行业早已有企业尝试采用量方收购代替计重收购，即按体积收购。然而，由于木片形状不规则，流动性差，装运堆头没有规则，对其进行体积测量并不容易。目前全国只有极少数几家企业采用量方收购代替计重收购，而这极少数的几家企业又全部采用的是人工量方的方式，即用人工来测量体积。人工量方虽能避免一些计重收购带来的问题，但也产生了一些新的问题，其结果其实并不尽如人意，所以难以得到推广。主要原因有：

1)测量不准确：需要先用人工将货物不规则的堆头整理为规则的几何图形，再进行人工测量和计算，但在堆头整理过程中，因货物的松散程度已经发生了改变，故经过整理后的体积已经跟原来的体积有所差异了；此外人工测量时的读数及计算过程也可能产生很大的误差；

2)人力消耗大：如上所述，堆头需要人工整形，并需要人工测量和计算，这个工作量较大，会耗费大量的人力；

3)存在人为干预测量结果的可能：由于仍是人工操作，仍会带来职业道德问题。而为了减少职业道德风险的发生，势必需要冗余的人工去监督，这又进一步加大了人力的消耗。即便如此，这些措施也只是增大了供应商的行贿成本，而不能根除这些职业道德现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无人值守，无需整形，可以快速测量，测量精度高，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷的测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统及方法，

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统，它包括行走机构、控制系统及软件系统；行走机构用于带动激光扫描仪从一边到另一边对卡车进行完整的扫描；

行走系统包括轨道支撑架、装有齿条的轨道、装有齿轮和滚轮的小车；小车上装有依次电连接的电机、限位开关、激光扫描仪和编码器；小车由电机驱动，沿着齿条在轨道上运行，由滚轮支撑小车的重量；小车到达指定位置后由控制系统控制其停止运行，或由限位开关控制其停止运行；编码器用于确定小车的运行位置；

控制系统包括控制箱和急停开关；其中，控制箱用于接收软件系统的指令来控制小车以及激光扫描仪的运行或停止；急停开关用于在紧急情况下快速停止小车的运行；

软件系统包括控制模块及测量模块；其中，控制模块用于发出控制小车的运行或停止，以及激光扫描仪的工作或停止的指令；测量模块用于收集激光扫描仪的数据，形成点云，再经过变换及过滤等，形成卡车的三维模型，进而计算出其体积。

作为优选，各机构之间的连接电缆通过坦克链走线。

为解决上述技术问题，本发明同时提供了一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的方法，它包括以下步骤：

1)车辆载货时，对卡车体积进行测量，记录载货时的测量结果；

2)车辆空载时，对卡车体积进行测量，记录空载时的测量结果；

3)货物体积的计算公式为：货物体积＝载货时的体积-空载时的体积×微调系数。

作为优选，对卡车的体积进行测量时，先用激光扫描仪对卡车进行切片扫描，再用行走机构带动激光扫描仪从一边移到另一边，以此完成对卡车进行完整的扫描。其中微调系数用于调节因卡车载重变化而引起的车辆轮胎等的下沉所带来的影响。

采用以上技术方案的有益效果是：本发明车载散货三维体积测量系统，用激光扫物体轮廓，从而形成其三维模型，进而计算出其体积。主要适用于板材厂、造纸厂等行业在收购木片等时的体积测量，也适用于煤炭、粮食、沙石等类似行业用卡车装载散货时的体积测量，在测量的过程中无需对车辆的堆头进行整形，只需揭开覆盖的篷布即可，由上方的激光扫描仪进行测量扫描，系统可以全天候运行，不受风雨影响，占地面积小，可以在原有的地磅上重新建设。

附图说明

图1本发明一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统的主结构示意图；

图2本发明一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统的侧面结构示意图；

图3是图1所示行走机构的结构示意图。

其中，1、支撑架，2、激光扫描仪，3、行走机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统，它包括行走机构、控制系统及软件系统；行走机构用于带动激光扫描仪从一边到另一边对卡车进行完整的扫描；行走系统包括轨道支撑架、装有齿条的轨道、装有齿轮和滚轮的小车；小车上装有依次电连接的电机、限位开关、激光扫描仪和编码器；小车由电机驱动，沿着齿条在轨道上运行，由滚轮支撑小车的重量；小车到达指定位置后由控制系统控制其停止运行，或由限位开关控制其停止运行；编码器用于确定小车的运行位置；控制系统包括控制箱和急停开关；其中，控制箱用于接收软件系统的指令来控制小车以及激光扫描仪的运行或停止；急停开关用于在紧急情况下快速停止小车的运行；软件系统包括控制模块及测量模块；其中，控制模块用于发出控制小车的运行或停止，以及激光扫描仪的工作或停止的指令；测量模块用于收集激光扫描仪的数据，形成点云，再经过变换及过滤等，形成卡车的三维模型，进而计算出其体积。作为优选，各机构之间的连接电缆通过坦克链走线。

本发明同时提供了一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的方法，它包括以下步骤：

1)车辆载货时，对卡车体积进行测量，记录载货时的测量结果；

2)车辆空载时，对卡车体积进行测量，记录空载时的测量结果；

3)货物体积的计算公式为：货物体积＝载货时的体积-空载时的体积×微调系数。

作为优选，对卡车的体积进行测量时，先用激光扫描仪对卡车进行切片扫描，再用行走机构带动激光扫描仪从一边移到另一边，以此完成对卡车进行完整的扫描。其中微调系数用于调节因卡车载重变化而引起的车辆轮胎等的下沉所带来的影响。

采用以上技术方案的有益效果是：本发明车载散货三维体积测量系统，用激光扫物体轮廓，从而形成其三维模型，进而计算出其体积。主要适用于板材厂、造纸厂等行业在收购木片等时的体积测量，也适用于煤炭、粮食、沙石等类似行业用卡车装载散货时的体积测量，在测量的过程中无需对车辆的堆头进行整形，只需揭开覆盖的篷布即可，由上方的激光扫描仪进行测量扫描，系统可以全天候运行，不受风雨影响，占地面积小，可以在原有的地磅上重新建设。

图1、图2、图3出示了本发明的具体实施方式：一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统，包括行走机构3、控制系统和软件系统。其实施步骤为：

1)建设支撑架1。首选需要在地面上定位、挖洞，并浇灌水泥墩，再在水泥墩上安装支撑架1。要保证支撑架1的位置及水平度。

2)在支撑架1上安装轨道。轨道上安装有齿条。

3)做一个行走机构3的小车。两端装有齿轮及滑轮，小车上还需要安装电机及电机的控制箱、限位开关和编码器。

4)安装坦克链并走线。首先在轨道上安装好坦克链，并将坦克链与小车连接起来。然后从小车开始，再沿着坦克链，再沿着某一根支撑架1走线，将电缆及通讯线连接到室内。

5)安装激光扫描仪2及控制系统。首先在小车上安装好激光扫描仪2，要调节好其与轨道平行及垂直方向的角度。然后在室内安装好控制系统。控制系统的两端分别与行走机构3的小车、激光扫描仪2、编码器，以及室内的电脑相连。

本系统由后台的控制软件进行控制，控制着行走机构3的运行和停止以及激光扫描仪2的工作和停止。测量过程中，将首先控制行走机构3从一边行走到另外一边，以扫描完整的车身，再显示扫描的结果、计算出其体积并保存至文件和数据库，为使该系统适用于多种场合，本控制软件采用了大量的参数设置的方式来满足不同的需要。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统，其特征在于：它包括行走机构、控制系统及软件系统；行走机构用于带动激光扫描仪从一边到另一边对卡车进行完整的扫描；

行走系统包括轨道支撑架、装有齿条的轨道、装有齿轮和滚轮的小车；小车上装有依次电连接的电机、限位开关、激光扫描仪和编码器；小车由电机驱动，沿着齿条在轨道上运行，由滚轮支撑小车的重量；小车到达指定位置后由控制系统控制其停止运行，或由限位开关控制其停止运行；编码器用于确定小车的运行位置；

控制系统包括控制箱和急停开关；其中，控制箱用于接收软件系统的指令来控制小车以及激光扫描仪的运行或停止；急停开关用于在紧急情况下快速停止小车的运行；

软件系统包括控制模块及测量模块；其中，控制模块用于发出控制小车的运行或停止，以及激光扫描仪的工作或停止的指令；测量模块用于收集激光扫描仪的数据，形成点云，再经过变换及过滤等，形成卡车的三维模型，进而计算出其体积。

2.根据权利要求1所述的测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统，其特征在于：各机构之间的连接电缆通过坦克链走线。

3.一种使用权利要求1所述的系统来测量堆装在卡车上的散装货物体积的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)车辆载货时，对卡车体积进行测量，记录载货时的测量结果；

2)车辆空载时，对卡车体积进行测量，记录空载时的测量结果；

3)货物体积的计算公式为：货物体积＝载货时的体积-空载时的体积×微调系数。

4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于：对卡车的体积进行测量时，先用激光扫描仪对卡车进行切片扫描，再用行走机构带动激光扫描仪从一边移到另一边，以此完成对卡车进行完整的扫描。