CN114370823A - 直圆柱物料的径向尺寸的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，属于测量技术领域，包括以下步骤：提供测距仪，通过所述测距仪对所述直圆柱物料的外周面进行测量，获取环境参数，所述环境参数包括所述测距仪的测量方向及所述直圆柱物料轴线相对于所述测距仪的位置关系，获取测量参数，所述测量参数包括所述测距仪在所述测量方向上与所述直圆柱物料圆周面之间距离，根据所述环境参数及所述测量参数得到所述直圆柱物料的径向尺寸。本发明能够通过测距仪与直圆柱物料之间的距离以及测距仪与直圆柱物料之间的相对位置关系，可以计算得到直圆柱物料的径向尺寸，无需人工测量或视觉测量，方便、快捷、抗干扰性好。

Description

直圆柱物料的径向尺寸的获取方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种直圆柱物料的径向尺寸的获取方法。

背景技术

运输链在仓储物流场景中使用十分普遍，其中设置有鞍座的运输链主要运输一些直圆柱物料，如钢卷、铝卷、铜卷等。径向尺寸作为直圆柱物料的一个重要特征参数，表征物料基本几何形态；在数字化仓储中，径向尺寸可作为直圆柱物料的一个重要规格、型号标识，在自动化、无人化生产作业中发挥了重要作用，智能仓储系统需要依据实际径向尺寸信息确定直圆柱物料轴线位置以调整吊具夹取位置。目前，直圆柱物料径向尺寸的测量方法有：人工测量、机器视觉测量等。人工测量耗费大量人力且不能在运输链正常运转时进行测量，同时，运输链所处环境往往比较恶劣，例如高温、高寒、空气质量差等，不宜采用人工测量；机器视觉测量易受环境光照、背景物等影响，测量精度较差。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，用于解决现有技术中直圆柱物料径向尺寸困难等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，包括以下步骤：

提供测距仪，通过所述测距仪对所述直圆柱物料的外周面进行测量，

获取环境参数，所述环境参数包括所述测距仪的测量方向及所述直圆柱物料轴线相对于所述测距仪的位置关系，

获取测量参数，所述测量参数包括所述测距仪在所述测量方向上与所述直圆柱物料圆周面之间距离，

根据所述环境参数及所述测量参数得到所述直圆柱物料的径向尺寸。

可选地，所述测距仪及所述测距仪的测量方向固定设置，当所述测距仪对所述直圆柱物料进行测量时，所述测距仪的测量方向与所述直圆柱物料的圆周面相交。

可选地，提供两个相交的夹持平面，当所述测距仪对所述直圆柱物料进行测量时，所述直圆柱物料沿两个所述夹持平面的交线夹持在两个所述夹持平面之间，所述直圆柱物料的圆周面分别两个所述夹持平面相切，

通过所述交线与所述测距仪之间的相对位置关系，以及两个所述夹持平面之间的夹角，得到所述直圆柱物料轴线相对于所述测距仪的位置关系。

可选地，两个所述夹持平面交线所在的方向为第一方向，两个所述夹持平面之间夹角的角平分线所在的方向为第二方向，

还提供底面，所述底面与所述第二方向垂直且分别与两个所述夹持平面相交，所述测距仪与所述测量座底面在所述第二方向上的距离为Z，

所述测距仪的测量方向与所述第一方向垂直，所述测距仪在所述测量方向上与所述直圆柱物料圆周面之间距离为L，所述测量方向在所述测距仪所在的位置上与所述第二方向之间的夹角为a，

垂直于所述第一方向及所述第二方向的方向为第三方向，所述夹持平面与所述第三方向之间的夹角为b，所述底面在两个所述夹持平面之间的部分在所述第三方向上的尺寸为W，所述测距仪与两个所述夹持平面的交线在所述第三方向上的距离为X，

根据所述W、X、Z、a、b、L获得所述直圆柱物料的径向尺寸。

可选地，所述直圆柱物料的半径为R，

可选地，提供用于约束所述直圆柱物料的测量座，所述夹持平面及所述底面设置在所述测量座上，在对所述直圆柱物料进行测量时，所述测量座与所述测距仪之间相对位置保持固定。

可选地，所述直圆柱物料的圆周面与所述底面相切，则所述直圆柱物料的半径R满足：

可选地，所述直圆柱物料的半径R满足：

可选地，所述测距仪为激光测距仪。

可选地，所述直圆柱物料在运输链上进行输送，所述直圆柱物料在所述运输链的作用下，沿所述直圆柱物料的轴线方向通过所述测距仪的测量范围。

如上所述，本发明提供的直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，具有以下有益效果：由于采用测距仪对直圆柱物料的圆柱面进行检测，通过测距仪与直圆柱物料圆柱面之间的距离以，可以计算得到直圆柱物料的径向尺寸，无需人工测量或视觉测量，方便、快捷、抗干扰性好。

附图说明

图1显示为本发明实施例中测距仪与运输链的结构示意图。

图2显示为本发明实施例中直圆柱物料的半径R的计算示意图。

图3显示为本发明实施例中直圆柱物料的径向尺寸的获取方法的流程示意图。

附图标记说明：测距仪1、直圆柱物料2、斜面3、底面4、运输链5。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1及图2所示，本实施例提供一种直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，包括以下步骤：

S1、提供测距仪，通过测距仪对直圆柱物料的外周面进行测量，

S2、获取环境参数，环境参数包括测距仪的测量方向及直圆柱物料轴线相对于测距仪的位置关系，

S3、获取测量参数，测量参数包括测距仪在测量方向上与直圆柱物料圆周面之间距离，

S4、根据环境参数及测量参数得到直圆柱物料的径向尺寸。

本实施例中，测距仪及测距仪的测量方向固定设置，当测距仪对直圆柱物料进行测量时，测距仪的测量方向与直圆柱物料的圆周面相交。当测距仪1设置后，环境参数即为已知参数。通过测距仪获取测量参数，并根据环境参数及获取的测量参数，即可计算得到直圆柱物料的径向尺寸，无需人工测量或视觉测量，方便、快捷、抗干扰性好。本实施例中，测距仪1为激光测距仪1，激光测距仪1抗干扰性好，不受环境光照、背景物等影响，测量精度高。

本实施例中，提供两个相交的夹持平面，当测距仪对直圆柱物料进行测量时，直圆柱物料沿两个夹持平面的交线夹持在两个夹持平面之间，直圆柱物料的圆周面分别两个夹持平面相切，两个夹持平面将直圆柱物料的轴线约束在两个夹持平面之间夹角的角平分线上。通过交线与测距仪之间的相对位置关系，以及两个夹持平面之间的夹角，得到直圆柱物料轴线相对于测距仪的位置关系。

具体的，两个夹持平面交线所在的方向为第一方向，两个夹持平面之间夹角的角平分线所在的方向为第二方向。还提供底面，底面与第二方向垂直且分别与两个夹持平面相交，测距仪与测量座底面4在第二方向上的距离为Z。测距仪的测量方向与第一方向垂直，测距仪在测量方向上与直圆柱物料圆周面之间距离为L，测量方向在测距仪所在的位置上与第二方向之间的夹角为a。垂直于第一方向及第二方向的方向为第三方向，夹持平面与第三方向之间的夹角为b，底面4在两个夹持平面之间的部分在第三方向上的尺寸为W，测距仪与两个夹持平面的交线在第三方向上的距离为X。根据W、X、Z、a、b、L，即可获得直圆柱物料的径向尺寸。

具体的，本实施例中，直圆柱物料的半径为R，

R的计算公式为：

具体的，直圆柱物料在运输链上进行输送，运输链上设置有若干个测量座，测量座上分别放置有直圆柱物料。直圆柱物料在运输链的作用下，沿直圆柱物料的轴线方向依次通过测距仪的测量范围进行测量。本实施例中设置有用于约束直圆柱物料的测量座，测量座随运输链一起运动。运输链的输送轨迹相对于测距仪，保持相对固定，当测距仪与对直圆柱物料进行测量时，测距仪与测量座之间的相对位置保持固定。及测距仪与直圆柱物料的轴线在第二方向上的距离为固定参数。

本实施例中，测量座为平底鞍座，平底鞍座上开设有截面为等腰梯形的槽，槽的两个斜面3即为两个夹持面，槽的底部即为底面4，底面4对应于梯形较短的一条平行边。

夹持平面及底面4设置在测量座上，在对直圆柱物料进行测量时，测量座与测距仪之间相对位置保持固定。

如果直圆柱物料的圆周面与底面4相切，则直圆柱物料的半径R满足：

则，直圆柱物料的半径R可以表达为：

具体的，如图2所示，测量座底面4在沿直圆柱物料2的轴线方向的正视图中为一线段，以该线段中点O为坐标原点，以第二方向及第三方向建立平面直角坐标系。

直圆柱物料2的计算过程如下：

直圆柱物料2的半径为R，点C为直圆柱物料2截面上的圆心。点A为激光测距仪1在直圆柱物料2表面上的激光指向点，即激光测距仪1测量方向与直圆柱物料2圆周面的交点。

因此，点A坐标可以表达为：(X-L sin a,Z-L cos a)，

点C坐标可以表达为：

而点A与点C之间的长度为直圆柱物料2的半径R，

因此，可以得到：

以上方程只有R未知，为一元二次方程，求出此方程的唯一正根，即为直圆柱物料2半径R，实际应用中可编写计算机程序来快速求解。

上述公式为直圆柱物料2圆柱面与测量座上等腰梯形槽的斜面3相切的情况，当直圆柱物料2的圆柱面与斜面3及底面4同时相切时，

点C坐标可表达为：(0,R)

则直圆柱物料2的半径R可表达为：

使用原始方程求解直圆柱物料2半径R亦不受影响。

如上所述，本发明提供的直圆柱物料的径向尺寸测量方法，具有以下有益效果：由于采用测距仪1对直圆柱物料2的圆柱面进行检测，通过测距仪1与直圆柱物料2之间的距离，可以计算得到直圆柱物料2的径向尺寸，无需人工测量，方便、快捷。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供测距仪，通过所述测距仪对所述直圆柱物料的外周面进行测量，

获取环境参数，所述环境参数包括所述测距仪的测量方向及所述直圆柱物料轴线相对于所述测距仪的位置关系，

获取测量参数，所述测量参数包括所述测距仪在所述测量方向上与所述直圆柱物料圆周面之间距离，

根据所述环境参数及所述测量参数得到所述直圆柱物料的径向尺寸。

2.根据权利要求1所述的直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，其特征在于：所述测距仪及所述测距仪的测量方向固定设置，当所述测距仪对所述直圆柱物料进行测量时，所述测距仪的测量方向与所述直圆柱物料的圆周面相交。

3.根据权利要求1所述的直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，其特征在于：

提供两个相交的夹持平面，当所述测距仪对所述直圆柱物料进行测量时，所述直圆柱物料沿两个所述夹持平面的交线夹持在两个所述夹持平面之间，所述直圆柱物料的圆周面分别两个所述夹持平面相切，

通过所述交线与所述测距仪之间的相对位置关系，以及两个所述夹持平面之间的夹角，得到所述直圆柱物料轴线相对于所述测距仪的位置关系。

4.根据权利要求3所述的直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，其特征在于：

两个所述夹持平面交线所在的方向为第一方向，两个所述夹持平面之间夹角的角平分线所在的方向为第二方向，

还提供底面，所述底面与所述第二方向垂直且分别与两个所述夹持平面相交，所述测距仪与所述测量座底面在所述第二方向上的距离为Z，

所述测距仪的测量方向与所述第一方向垂直，所述测距仪在所述测量方向上与所述直圆柱物料圆周面之间距离为L，所述测量方向在所述测距仪所在的位置上与所述第二方向之间的夹角为a，

垂直于所述第一方向及所述第二方向的方向为第三方向，所述夹持平面与所述第三方向之间的夹角为b，所述底面在两个所述夹持平面之间的部分在所述第三方向上的尺寸为W，所述测距仪与两个所述夹持平面的交线在所述第三方向上的距离为X，

根据所述W、X、Z、a、b及L，获得所述直圆柱物料的径向尺寸。

5.根据权利要求4所述的直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，其特征在于：所述直圆柱物料的半径为R，

6.根据权利要求4所述的直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，其特征在于：提供用于约束所述直圆柱物料的测量座，所述夹持平面及所述底面设置在所述测量座上，在对所述直圆柱物料进行测量时，所述测量座与所述测距仪之间相对位置保持固定。

7.根据权利要求5所述的直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，其特征在于：所述直圆柱物料的圆周面与所述底面相切，则所述直圆柱物料的半径R满足：

8.根据权利要求7所述的直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，其特征在于：所述直圆柱物料的半径R满足：

9.根据权利要求1所述的直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，其特征在于：所述测距仪为激光测距仪。

10.根据权利要求1所述的直圆柱物料的径向尺寸的获取方法，其特征在于：所述直圆柱物料在运输链上进行输送，所述直圆柱物料在所述运输链的作用下，沿所述直圆柱物料的轴线方向通过所述测距仪的测量范围。

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