ES2857727T3 - Tara de carretilla elevadora - dimensionamiento dinámico de palé - Google Patents

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Abstract

Método de dimensionamiento de un cargamento (49) mientras se sostiene en una extremidad de carga de un vehículo (44), el método comprendiendo las siguientes etapas: - obtener (S110) datos del modelo tridimensional que comprenden un conjunto de puntos que representan las superficies del vehículo (44) que transporta el cargamento (49); - determinar (S120), usando los datos del modelo tridimensional, la posición de un punto de referencia (PR) de una primera rueda del vehículo; - obtener (S130) la posición de un punto de división (42) en relación a la posición del punto de referencia (PR) de la primera rueda; - determinar (S140) una dirección de manejo del vehículo; - determinar (S150) el plano de división (CC'C") que pasa a través del punto de división y perpendicular a la dirección de conducción, y determinar datos del modelo tridimensional del cargamento restando, de los datos del modelo tridimensional del vehículo (44) que transporta el cargamento (49), los puntos, entre el conjunto de puntos, posicionados del lado del plano de separación opuesto al lado del plano de separación que comprende el punto de referencia de la primera rueda; - determinar (S160) el volumen de los datos del modelo tridimensional del cargamento.

Description

DESCRIPCIÓN
Tara de carretilla elevadora - dimensionamiento dinámico de palé
Campo técnico
La invención se refiere a un método y un sistema para dimensionar dinámicamente objetos de cargamento, tales como paquetes, cajones y palés, mientras se transportan en un vehículo, en un flete o en un entorno de transferencia en tránsito del cargamento a menos del porte de carga. El término "dimensionamiento" en el presente contexto, se refiere al proceso de determinación del volumen que ocupa un objeto de cargamento con el fin de evaluar, por ejemplo, los costos de envío y almacenamiento. Un sistema de dimensionamiento es un aparato que realiza este proceso de dimensionamiento automáticamente.
El concepto de los sistemas de dimensionamiento desde el punto de vista de que los costos de envío no deben determinarse exclusivamente en base al peso de un objeto sino también a sus dimensiones para justificar la cantidad de espacio tomado en un depósito o en un transporte tal como un aeroplano, un buque, un vagón de tren o un camión. En la práctica, esto significa que, además de ser ponderado en una balanza, los objetos de cargamento también se miden, ya sea manualmente o con un aparato de dimensionamiento automático, para determinar su llamado peso dimensional, también conocido como peso volumétrico o peso cúbico, que se basa en la longitud l, el ancho w y la altura h de un objeto de embarque y un factor de densidad D fijado por la empresa de transporte. Cuando se acepta un objeto para su envío, su peso dimensional Wdim =l x w x h x D y su peso real (determinado por el peso del objeto en una balanza) se comparan entre sí y el precio del envío se basa en el más grande de los dos valores de peso. El fundamento de esto es que las mercaderías de peso liviano que ocupan un gran volumen deben cotizarse de acuerdo con la cantidad de espacio que ocupan en lugar del peso para promover el empaquetado compacto de mercadería y uso eficiente del espacio de cargamento disponible en vehículos de transporte y en almacenes de depósito.
En su camino desde el remitente hasta el destinatario, los objetos frecuentemente atraviesan varios centros de distribución donde se transfieren de un vehículo de transporte a otro, lo que puede involucrar diferentes modos de transporte, incluyendo aviones, buques, ferrocarriles, camiones, mensajerías y carretillas elevadoras. En cada transferencia se determinan las dimensiones de los objetos y frecuentemente sus pesos, para realizar un uso óptimo del espacio de cargamento disponible, evitando así el riesgo de sobrecarga.
Técnica anterior
El peso dimensional de un objeto puede determinarse al tomar mediciones manualmente e ingresar los datos en un sistema informático, que es el procedimiento usado comúnmente en locales minoristas de organizaciones de servicios postales y empresas de envío de paquetes. Sin embargo, en las grandes instalaciones donde se procesan muchos envíos a ritmo acelerado y fuera de la vista del cliente, dichos métodos manuales son propensos a errores y pueden generar costos mayores o costos menores al cliente. En respuesta a este problema, se han desarrollado varios métodos y soluciones para determinar el peso dimensional de los objetos en las instalaciones de distribución y en los depósitos, incluyendo sistemas de categorización por láser o escaneado por láser.
Los sistemas de dimensionamiento de la técnica anterior, adaptados para medir dinámicamente el peso dimensional de los objetos mientras se transporta en un vehículo móvil, para lo cual pueden citarse como ejemplos los documentos EP 3203264 A1 y e P 2439487 A1, generalmente contienen una pluralidad de escáneres, cada uno de los cuales tiene una fuente de luz láser, un dispositivo reflector y un receptor de luz dispuesto dentro de una unidad de escáner compacto. Un haz de láser modulado emitido por la fuente de luz se barre mediante la unidad deflectora en un modo similar a un ventilador sobre el objeto, de modo tal que el punto de incidencia del haz de láser se mueve sobre la superficie del objeto a lo largo de la línea de escaneo. La luz reflejada que vuelve del objeto se enfoca ópticamente sobre el sensor de luz. En determinados momentos de tiempo, en base a la demora de tiempo o el cambio de fases entre la luz emitida y la luz recibida, se calcula la distancia recorrida por la luz. La distancia de recorrido junto con la dirección espacial conocida del haz de láser en el mismo momento permite que se determine la posición del punto de incidencia sobre la superficie del objeto en coordenadas espaciales. La totalidad de los puntos de la superficie determinados de esta manera por uno o más escáneres de un sistema de dimensionamiento pueden agruparse en la llamada nube de puntos, que representa un modelo virtual tridimensional de la superficie del objeto. A partir de este modelo tridimensional se puede determinar la longitud l, el ancho w y la altura h, y de este modo el peso dimensional D para cualquier objeto sin importar su forma y su orientación con relación a los escáneres. Además de determinar el cambio de fase o la demora de tiempo de la luz que vuelve desde el objeto de destino y calcular los contornos de la superficie de los objetos en estudio, los buscadores de rango láser, incluyendo aquellos usados en los sistemas de peso dimensional, también miden la intensidad de la luz devuelta. Los datos de intensidad también pueden usarse para teñir la superficie del modelo virtual tridimensional en tonos monocromáticos correspondientes a niveles de intensidad. En base al modelo tridimensional con tinte de superficie, las imágenes en escala de grises del objeto desde cualquier ángulo de visión expuestos a los rayos del escáner pueden sintetizarse luego bajo demanda.
En una configuración típica, los sistemas de dimensionamiento de la técnica anterior están dispuestos en un depósito a lo largo de un trayecto que recorre una carretilla elevadora. Los escáneres están instalados en diferentes posiciones a lo largo del recorrido de la carretilla elevadora: en lados opuestos del trayecto, suspendidos desde el cielorraso del depósito, para obtener la velocidad y la dirección de la carretilla elevadora, y de un lado del trayecto cerca del piso del depósito, para medir la altura del palé y el cargamento transportado por la carretilla elevadora. La información recolectada por el sistema de dimensionamiento sirve para establecer los datos del modelo tridimensional para el camión y el cargamento. Mediante la utilización de técnicas de procesamiento de imágenes de la técnica anterior, la carretilla elevadora así como cualquier inmediación del depósito registrado por los escáneres puede retirarse del modelo tridimensional. Luego se producen imágenes bidimensionales de diferentes ángulos de visión y se usan para computar el peso dimensional del cargamento.
En los sistemas de dimensionamiento de la técnica anterior mencionados con anterioridad, un aspecto fundamental para determinar exactamente el peso dimensional del cargamento es lograr una separación efectiva - un proceso llamado tara -, entre las áreas correspondientes a la carretilla elevadora y las áreas correspondientes al cargamento.
Una solución consiste en colocar marcadores o reflectores en la carretilla elevadora y/o en el palé, de acuerdo con una disposición conocida, por ejemplo, en la torre del camión en puntos específicos. Luego se retiran los objetos del modelo tridimensional que corresponden al camión, identificados gracias a la posición de los marcadores. Al final de este proceso, el modelo tridimensional se refiere solamente al cargamento. Sin embargo, se requiere una fase de instalación para equipar cada carretilla elevadora con las marcas de identificación necesarias. Este es el motivo por el que esta solución no es práctica para grandes instalaciones en las que las flotas pueden comprender cientos de camiones diferentes con vehículos que se reemplazan regularmente.
Otra solución conocida, descrita por ejemplo en el documento patente US 2018/0053305 A1, se basa en el análisis de color de las imágenes capturadas de la carretilla elevadora y el palé. Por ejemplo, se eliminan los pixeles de las imágenes tomadas que tienen un color comprendido dentro del rango de colores asociados con la carretilla elevadora. Sin embargo, esta solución no es confiable si el cargamento presenta superficies con colores que son demasiado similares a las de la carretilla elevadora, lo cual es, en condiciones reales, bastante limitante. Más aún, también requiere el uso de disposiciones de escaneado que son capaces de discernir los colores con un buen nivel de consistencia y precisión: dado que la posición relativa del camión respecto de la disposición de escaneado no es fija, y las condiciones de iluminación pueden variar en gran medida, pueden ocurrir varios fenómenos ópticos adversos tales como reflejo especular o contaminación de color cruzado, en un entorno de flete típico real.
Los sistemas de dimensionamiento adicionales adaptados para medir dinámicamente las dimensiones de los objetos transportados en un vehículo en movimiento se conocen a partir de los documentos WO 2017/042747 A2 y US 2017/228885 A1.
Por consiguiente, es deseable proporcionar medios para dimensionar de manera confiable un cargamento mientras se transporta en un vehículo, adaptado para desplegarse de manera eficiente en un flete o entorno de transferencia en tránsito del cargamento de menos del porte de carga, sin requerir modificación de dichos vehículos, ni estar basado en cualquier suposición sobre el color o la forma del cargamento.
Este objetivo se cumple mediante el método establecido en la reivindicación independiente 1. Los detalles y aspectos adicionales desarrollados del método se definen en las reivindicaciones dependientes 2 a 7. En la reivindicación 8 se describe un sistema de dimensionamiento diseñado para llevar a cabo el método. En la reivindicación 9 se cubre un programa informático a través del cual el método puede ser ejecutado por un sistema computarizado. En la reivindicación 10 se cubre un soporte para almacenar un programa para ordenador a través del cual el método puede ser ejecutado por un sistema computarizado.
Sumario de la invención
Con ese fin, de acuerdo con un primer aspecto, la presente invención se refiere a un método de dimensionamiento de un cargamento mientras se sostiene en una extremidad de carga de un vehículo. El cargamento comprende, por ejemplo, uno o una pluralidad de paquetes o cajas. Durante el transporte, el cargamento es sostenido normalmente por un elevador de palés mediante una disposición de carga posicionada en la extremidad de carga del vehículo.
En una configuración típica, el vehículo puede ser una carretilla elevadora. La disposición de carga puede comprender horquillas - también designadas por los términos cuchillas o púas - acopladas a una torre - también designada por el término "mástil" -, para que el operador pueda controlar los movimientos verticales del palé y el cargamento. La disposición de carga también puede permitirle al operador inclinar la torre para orientar el palé relativamente al suelo. Inclinar el cargamento relativamente hacia el suelo es apropiado en particular para compensar la tendencia de un cargamento a angular las cuchillas hacia el suelo y/o permitir operar el vehículo en suelo que no sea plano.
El término "dimensionamiento" en el presente contexto, se refiere al proceso de determinación del volumen que ocupa el cargamento con el fin de evaluar, por ejemplo, los costos de envío y almacenamiento. El método de acuerdo con la invención puede llevarse a cabo mientras el vehículo está en movimiento, normalmente, en un entorno de flete o transferencia en tránsito del cargamento de menos del porte de carga.
El método comprende las siguientes etapas:
• obtener datos de un modelo tridimensional que comprenden un conjunto de puntos que representan las superficies del vehículo que transporta el cargamento;
• determinar, usando los datos del modelo tridimensional, la posición de un punto de referencia de una primera rueda del vehículo;
• obtener la posición de un punto de división en relación con la posición del punto de referencia de la primera rueda;
• determinar una dirección de manejo del vehículo;
• determinar el plano de división que pasa a través del punto de división y perpendicular a la dirección de conducción, y determinar datos de un modelo tridimensional del cargamento restando, de los datos del modelo tridimensional del vehículo que transporta el cargamento, los puntos, entre el conjunto de puntos, posicionados del lado del plano de división opuesto al lado del plano de división que comprende el punto de referencia de la primera rueda;
• determinar el volumen de los datos del modelo tridimensional del cargamento.
Los datos del modelo tridimensional que representan las superficies del vehículo que transporta el cargamento son, por ejemplo, una estructura de datos almacenada en una memoria de ordenador, que comprende el grupo de puntos - también designados con el término "nube de puntos" o "nube de pixeles"-, en los que cada punto se describe en un espacio tridimensional con un triplete de coordenadas (x,y,z). Cada punto de los datos del modelo tridimensional también puede asociarse con un valor de medición. El valor de medición puede relacionarse, en particular, con un valor de intensidad, por ejemplo el valor de medición del tinte de la superficie del vehículo en tonos monocromáticos correspondientes a los niveles de intensidad.
Los datos del modelo tridimensional pueden obtenerse de un escáner tridimensional, por ejemplo, un escáner como se describe en la solicitud de patente publicada EP 3203264 A1.
Como consecuencia, el modelo tridimensional es una representación de las superficies del vehículo, según lo visto por el dispositivo de medición que tiene provistos los datos del modelo tridimensional. Las transformaciones geométricas en el espacio tridimensional, tales como traslación y rotación, pueden aplicarse al modelo tridimensional, en la memoria del ordenador, usando álgebra lineal convencional.
El punto de referencia se refiere a un punto específico de la primera rueda que puede identificarse usando los datos del modelo tridimensional.
La dirección de conducción puede expresarse mediante un vector en un espacio tridimensional, orientado en la dirección de la delantera del vehículo, mientras que el cargamento se dimensiona usando el método de acuerdo con la invención.
En la configuración típica en la que el vehículo es una carretilla elevadora, el punto de división está ubicado en un punto de contacto entre el palé y la torre, mientras que el palé está nivelado prudentemente en relación al suelo. El punto de división está ubicado donde el palé toque la torre, cuando el palé está totalmente engranado a la horquilla y de este modo no puede ya moverse más cerca de la torre.
Con la carretilla elevadora en movimiento de acuerdo con la dirección de conducción, la torre orientada relativamente hacia el suelo y el palé nivelado, el plano de división puede definirse como el plano que pasa a través del punto de división y ortogonal a la dirección de conducción. En esta configuración, el plano de división se coloca delante de la dirección de conducción de la torre.
Dado que la primera rueda está posicionada del lado el plano de división opuesto al lado del cargamento, y dado que la relación espacial - notablemente la distancia - entre el punto de división y el punto de referencia de la primera rueda es razonablemente constante, restar, de los datos del modelo tridimensional del cargamento, los puntos posicionados del lado del plano de división opuesto al lado del plano de división que comprende el punto de referencia de la primera rueda, permite obtener un modelo tridimensional que comprende solo puntos relacionados con el palé y el cargamento.
Mediante el uso de un punto de referencia sobre la rueda para identificar qué partes de los datos del modelo tridimensional pertenecen al cargamento, el método no requiere ninguna modificación del vehículo, tal como el pegado de marcadores. Más aún, no se realiza suposición sobre los colores y las formas del cargamento: de este modo, el método funciona cualesquiera sean los colores de los camiones o el cargamento, y también son, en consecuencia, más consistentes. En particular, identificar el punto de referencia sobre la rueda es altamente confiable, ya que se encuentran disponibles algoritmos consistentes y probados para reconocer dichas clases de formas. El método entonces puede desarrollarse fácilmente en grandes instalaciones en las que las flotas pueden comprender cientos de camiones diferentes, de modelos, formas y colores diferentes.
El punto de referencia de la primera rueda puede determinarse mediante la identificación de un punto de contacto del vehículo con el suelo. Esta solución es parcialmente confiable ya que un punto de contacto con el suelo constituye una característica particularmente fácil de identificar que claramente destaca en los datos del modelo tridimensional del vehículo que transporta el cargamento.
El punto de referencia es, por ejemplo, la masa o el centro geométrico de la primera rueda. Los algoritmos de segmentación consistentes pueden usarse entonces para proporcionar un modo fácil y eficiente de identificación de un punto bien definido en los datos del modelo tridimensional del vehículo que transporta el cargamento.
El punto de referencia puede ser alternativamente un patrón conocido reconocible en la primera rueda, que puede identificarse usando los datos del modelo tridimensional, tales como un marcador visible o una parte geométrica conocida de la primera rueda.
El vehículo puede comprender al menos una segunda rueda, reconociéndose la primera rueda de al menos una segunda rueda, en los datos del modelo tridimensional del vehículo, por identificación de una característica específica para la primera rueda. Mediante la utilización de una característica específica de la primera rueda es posible discriminar entre la primera rueda y la segunda rueda, sin requerir información externa sobre la orientación del vehículo o la geometría del vehículo. La característica específica de la primera rueda puede relacionarse, por ejemplo, con el diámetro o el radio de la primera rueda. Dado que es común en las carretillas elevadoras tener al menos una rueda que tenga un diámetro más grande comparado con otras - normalmente la rueda delantera ubicada cerca de la torre, el uso de esta característica como la característica específica de la primera rueda, proporciona una solución efectiva y confiable para identificar la posición del punto de referencia, sin requerir búsquedas de características más complicadas. A partir del conocimiento de la posición de la rueda delantera con relación a la rueda trasera, también puede inferirse la dirección de manejo. De este modo, no se requiere el uso de un sensor externo para determinar la dirección de manejo del vehículo.
La posición del punto de división relativamente con la posición del punto de referencia de la primera puede obtenerse al:
• obtener información de identidad de la carretilla elevadora o de un tipo asociado con la carretilla elevadora;
• obtener, de acuerdo con la información de identidad, de una memoria, información de relación necesaria para determinar el punto de división en relación a la posición del punto de referencia de la primera rueda.
Dado que la información de relación necesaria para determinar la posición del punto de división en relación a la posición del punto de referencia de la primera rueda es específica para cada modelo de carretilla elevadora, almacenar y recuperar dicha información de relación permite que el método sea aplicado a varios tipos o modelos de carretilla elevadora, sin requerir ninguna modificación de dichos camiones. La información de relación puede medirse durante una fase de ajuste para cada camión de transporte o para cada modelo similar de carretilla elevadora, y usarse para llenar registros de la base de datos.
En una realización, el vehículo es una carretilla elevadora que comprende cuatro ruedas. Como consecuencia, considerado desde una vista lateral longitudinal del vehículo, pueden identificarse dos ruedas en los datos del modelo tridimensional. En esta configuración, la primera rueda es una de las dos ruedas. La rueda posicionada bajo la torre de la carretilla elevadora, que puede definirse como la torre frontal, puede ser más pequeña que la otra rueda que puede verse en la vista lateral longitudinal del vehículo. Ventajosamente, en esta última configuración, la primera rueda puede ser la rueda delantera posicionada bajo la torre de la carretilla elevadora, como se observa en la vista lateral longitudinal del vehículo, dado que es fácil de identificarla considerando su diámetro reducido.
En otra realización, el vehículo es una carretilla elevadora que comprende tres ruedas, donde la rueda trasera está posicionada en una posición centrada en la parte posterior del vehículo, en relación a la rueda delantera. Considerado desde una vista lateral longitudinal del vehículo, la rueda delantera puede identificarse en los datos del modelo tridimensional, y la rueda trasera también puede identificarse, incluso si es solo parcialmente visible de dicha vista lateral longitudinal. La rueda posicionada bajo la torre de la carretilla elevadora, que puede definirse como la torre frontal, puede ser más pequeña que la otra rueda que puede verse en la vista lateral longitudinal del vehículo. Ventajosamente, en esta configuración, la primera rueda puede ser la rueda delantera posicionada bajo la torre de la carretilla elevadora, como se observa en la vista lateral longitudinal, dado que es fácil de identificarla considerando su diámetro reducido, y su visibilidad completa en la vista lateral longitudinal.
De acuerdo con un segundo aspecto, la invención se refiere también a un sistema de dimensionamiento para llevar a cabo el método de acuerdo con el primer aspecto. El sistema de dimensionamiento está dispuesto para dimensionar un cargamento mientras se mantiene a una extremidad de carga de un vehículo. Comprende unidades de escáner dispuestas para determinar datos del modelo tridimensional que comprenden un conjunto de puntos que representan las superficies del vehículo que transporta el cargamento. El sistema de dimensionamiento comprende, además, una unidad de procesamiento configurada para:
• determinar, usando los datos del modelo tridimensional, la posición de un punto de referencia de una rueda del vehículo;
• obtener la posición de un punto de división en relación a la posición del punto de referencia de la rueda;
• determinar una dirección de manejo del vehículo;
• Determinar el plano de división que pasa a través del punto de división y perpendicular a la dirección de conducción, y determinar datos de un modelo tridimensional del cargamento restando, de los datos del modelo tridimensional del vehículo que transporta el cargamento, los puntos, entre el conjunto de puntos, posicionados del lado del plano de separación opuesto al lado del plano de separación que comprende el punto de referencia de la rueda;
• determinar el volumen de los datos del modelo tridimensional del cargamento.
De acuerdo con un tercer aspecto, la presente invención también se refiere a un programa informático que puede descargarse de una red de comunicación y/o almacenarse en un medio. Este programa informático comprende instrucciones para producir la implementación del método de acuerdo con el primer aspecto, cuando dicho programa es ejecutado por el procesador.
De acuerdo con un cuarto aspecto, la presente invención se refiere también a medios de almacenamiento de información, que almacenan un programa informático que comprende un conjunto de instrucciones que producen la implementación del método de acuerdo con el primer aspecto, cuando la información almacenada se lee de dicho medio de almacenamiento de información y se ejecuta mediante un procesador.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, la invención se explicará en mayor detalle a través de ejemplos y referencias a los dibujos adjuntos, en los que
La Fig. 1 ilustra un ejemplo de la acción de barrido de uno de los escáneres de láser usados para llevar a cabo el método;
La Fig. 2 ilustra una disposición de escáner de un sistema de dimensionamiento usado para escanear objetos sobre una carretilla elevadora en movimiento;
La Fig. 3 ilustra, esquemáticamente, una carretilla elevadora, desde una vista superior, en una primera configuración espacial;
La Fig. 4 ilustra la carretilla elevadora, desde una vista lateral, en la primera configuración espacial;
La Fig. 5 ilustra, esquemáticamente, la carretilla elevadora, desde una vista superior, en una segunda configuración espacial;
La Fig. 6 representa un diagrama de flujo del método de acuerdo con la invención;
La Fig. 7 ilustra, esquemáticamente, una carretilla elevadora, desde una vista lateral, en una tercera configuración espacial;
La Fig. 8 ilustra, esquemáticamente, desde una vista lateral, el modelo tridimensional de la carretilla elevadora en la tercera configuración espacial rotada para compensar la inclinación del palé en relación al suelo.
Descripción de las realizaciones
La tecnología subyacente a la presente invención se describe en la solicitud de patente publicada EP 3203264 A1. La Figura 1 ilustra esquemáticamente un escáner láser 1 de un tipo que puede usarse para llevar a cabo el método de la presente invención. Sus componentes principales son un emisor 2 de un haz colimado 3 de la radiación láser modulada, un deflector de haz dinámico 4, 5 para mover el haz de colimación 3 en barridos con forma de ventilador 6 sobre el objeto 7 (en el que el último puede estar en descanso o en movimiento), un sensor de radiación 8 (dispuesto aquí en una unidad emisora/receptora combinada 2, 8) para recibir la radiación reflejada desde el objeto 7 y convertirla en una señal eléctrica.
Después de salir del emisor 2, el haz de láser 3 encuentra el prisma espejo hexagonal 4 que en la disposición de la Figura 1, rota alrededor de un eje vertical 9 y hace que el haz de láser 3 realice barridos continuos similares a un ventilador en el plano horizontal. Un segundo deflector 5 aquí en la forma de un espejo plano 5 que gira alrededor de un eje horizontal 10 desvía el haz de láser de barrido 3 en el área del objeto 7. Como resultado del movimiento de giro del espejo 5, el barrido reflejado 11 del haz de láser 3 gira del mismo modo hacia atrás y hacia adelante, de modo tal que una superficie de un objeto 7 que se expone al movimiento combinado de barrido y giro del haz de láser 3 puede ser capturado por el escáner. Sin embargo, se debe tener en cuenta que la disposición del deflector 4, 5 así como el movimiento combinado de barrido/giro descrito e ilustrado en la presente memoria solo pretenden ser un ejemplo práctico de una disposición de escáner y no deben interpretarse como limitaciones de la invención.
La Figura 2 muestra un sistema de dimensionamiento 40 dispuesto en un depósito a lo largo del trayecto 45 que pasa la carretilla elevadora 44. El sistema de dimensionamiento 40 comprende, además, una unidad de procesamiento 30, normalmente un sistema informático o una plataforma de hardware específico incorporado, adaptado para implementar el método de acuerdo con la invención, y en particular para determinar el volumen del cargamento como se explica más adelante.
Normalmente, cuando la carretilla elevadora 44 pasa a través del sistema de dimensionamiento 40, el cargamento 49 se lleva sobre el suelo sobre el palé 50. Cuatro escáneres 41 a, 41 b, 41 c, 41 d están montados en diferentes posiciones a lo largo del trayecto 45 de la carretilla elevadora. Los escáneres 41b y 41 están dispuestos en lados opuestos del trayecto 45, por ejemplo suspendidos del cielorraso del depósito, y forman una disposición de cabezal dual. El escáner 41 c en cooperación con el escáner 41 b sirve para medir la velocidad la dirección de manejo de la carretilla elevadora 44. El escáner 41a está montado sobre un lado del trayecto 45 cerca del piso del depósito y sirve para medir la altura del palé y el cargamento transportado por la carretilla elevadora. La información de escaneado, incluyendo los valores de intensidad, recolectada por el sistema de dimensionamiento 40 sirve para establecer los datos del modelo tridimensional para el camión y el cargamento. Usando técnicas de procesamiento de imágenes de la técnica anterior, cualquiera de los alrededores del depósito registrados por los escáneres pueden retirarse del modelo tridimensional en cualquier etapa antes de emitir una imagen bidimensional.
La Figura 3 muestra, desde una vista superior XY, una configuración espacial SC1 del escáner 41 b en relación al trayecto 45 seguido de la carretilla elevadora 44 a través del sistema de dimensionamiento 40. Un eje central AA' del escáner 41 b también está representado. En el ejemplo de la Figura 3, el eje central AA' es sensiblemente perpendicular - el ángulo O es igual a 90° en la Figura 3 - a la dirección de manejo N del vehículo sobre el trayecto 45. Un primer punto de contacto PoC1, un segundo punto de contacto PoC2, un punto de división 42 y el correspondiente plano de división CC'C" también están representados en la Figura 3 y se introducirán y discutirán más adelante en esta descripción.
La Figura 4 muestra, desde una vista lateral YZ, la carretilla elevadora 44, como se observa mediante el escáner 41a posicionado de acuerdo con la configuración espacial SC1 ilustrada en la Figura 3. La extremidad de carga de la carretilla elevadora 44 ilustrada en las figuras 3, 4 y 5, es la parte delantera del vehículo - representado a la derecha de las figuras - o dicho de otro modo, en la dirección de manejo N. La rueda trasera 46 de la carretilla elevadora 44 está en contacto con el suelo en el primer punto de contacto PoC1, la rueda delantera 47 de la horquilla 44 - es decir, la rueda más cercana a la torre 48 que eleva el palé 50 - en el segundo punto de contacto PoC2. Los puntos de contacto son características particularmente fáciles de identificar ya que claramente sobresalen la nube de puntos cuando se ve a través del escáner 41 b.
La rueda delantera de la horquilla 44 puede distinguirse de la rueda trasera 46 mediante identificación de las características geométricas específicas a la rueda delantera 47. Normalmente, el diámetro de la rueda delantera es más grande que el diámetro de la rueda trasera 46. A partir del conocimiento de la posición de la rueda delantera en relación a la rueda trasera, también puede inferirse la dirección de manejo.
Usando los datos del modelo bidimensional, se determina la posición de un punto de referencia PR de una de las ruedas. Si se considera la rueda delantera como la rueda de referencia, el punto de referencia PR puede ser el centro geométrico o de masa de la rueda delantera. En este caso, luego se determina la posición del centro de la rueda delantera 47, usando algoritmos de segmentación de la técnica anterior con la nube puntual como se ve a través del escáner 41 b y desde el conocimiento de la posición del segundo punto de contacto PoC2.
El punto de separación 42 está ubicado en un punto de contacto entre el palé 50 y el trinche montado en la torre 48. El plano de división CC'C" es el plano que pasa a través del punto de división 42 y perpendicular a la dirección de manejo N. El plano de división CC'C" es perpendicular al suelo. La posición del punto de división 42 en relación al punto de referencia Pr es constante para todo vehículo del mismo tipo.
En el ejemplo ilustrado en la Figura 4, el escáner 41a que está posicionado de acuerdo con la configuración espacial SC1, la posición del punto de división 42 en relación a la posición del centro de la rueda delantera 47 se determina usando un valor de compensación yOFF. El valor de compensación yOFF corresponde a la distancia, en el eje longitudinal Y paralelo al suelo, entre la coordenada yR en el eje Y del centro en masa de la rueda delantera 47 y la coordenada yP en el eje Y del punto de división 42 donde el palé 50 y la torre 48 se juntan. El valor de compensación yOFF permanece constante para la carretilla elevadora 44.
Dado que el valor de compensación yOFF es específico para cada modelo de carretilla elevadora. Como consecuencia, puede obtenerse el valor de compensación yOFF para las carretillas elevadoras 44, usando un identificador 51 acoplado a la carretilla elevadora 44, para recolectar información de identificación y búsqueda del correspondiente valor de compensación yOFF en una base de datos. El valor de compensación yOFF puede medirse durante una fase de ajuste para cada camión del flete o para cada modelo similar de carretilla elevadora, y usarse para poblar registros de la base de datos. El valor de compensación yOFF puede medirse mediante instrumentos mientras que la carretilla elevadora 44 no transporta el cargamento o está en espera de un objeto de tamaño conocido. El identificador 51 es, por ejemplo, una etiqueta RFID, un código de barras o un transmisor de baliza. También es posible acoplar el identificador 51 al palé 50, en tanto el sistema de dimensionamiento 40 pueda acceder a la información de relación necesaria para identificar la carretilla elevadora 44 o al menos su modelo conociendo el palé actual transportado a través del trayecto 45.
Como se muestra en la Figura 5 correspondiente a una vista lateral YZ de la carretilla elevadora 44, como se ve mediante el escáner 41a posicionado de acuerdo con otra configuración espacial ejemplificativa SC2, el trayecto 45 seguido por la carretilla elevadora puede producir que la dirección de manejo N del trayecto 45 no sea perpendicular al eje central AA' del escáner 41, pero forme, con el eje central AA', un ángulo O' no sensiblemente igual a 90° o 180°.
El ángulo O puede determinarse en particular a partir de la información proporcionada por el escáner 41 c en cooperación con el escáner 41 b. En la configuración espacial en la que el ángulo O es sensiblemente diferente de 90° o 180°, y cuando el valor de compensación yOFF se usa para determinar la posición del punto de división 42, los datos del modelo tridimensional para el camión y el cargamento se rotan alrededor del eje z de modo tal que el vector normal N del trayecto 45 es perpendicular al eje central AA', antes de determinar la posición del punto de división 42.
Como se muestra en la Figura 7 correspondiente a una vista lateral YZ de la carretilla elevadora 44, como se ve mediante el escáner 41a posicionado de acuerdo con otra configuración espacial ejemplificativa SC3, el palé 50 no se mantiene paralelamente al suelo. Cuando el valor de compensación yOFF se usa para determinar la posición del punto de división 42, el modelo tridimensional del camión y el cargamento se rota alrededor del eje perpendicular de la rueda delantera, como se ilustra en la figura 8, para compensar la inclinación del palé 50 al suelo, antes de determinar la posición del punto de división 42. El ángulo del lado inferior del palé puede obtenerse usando el sistema de dimensionamiento 40, como se describe en mayor detalle en la solicitud de patente publicada EP 3203 264 A1. Como consecuencia, la nube puntual de la carretilla elevadora 44 en la memoria se rota de modo que el palé 50 esté nivelado al suelo y recto.
Una vez que el plano de división CC'C'" que pasa a través del punto de división 42 y perpendicular a la dirección de conducción N se ha determinado, se determinan los de un modelo tridimensional del cargamento restando, de los datos del modelo tridimensional del vehículo 44 que transporta el cargamento 49, los puntos, entre el conjunto de puntos, posicionados del lado del plano de separación opuesto al lado del plano de separación que comprende el punto de referencia de la rueda. Entonces puede determinarse el volumen del modelo de cargamento, usando algoritmos de computación volumétrica de la técnica anterior.
En el ejemplo de la figura 3, el plano de división CC'C' es paralelo a la torre 48, y perpendicular al suelo, y delinean una región donde la carretilla elevadora es de una región de la que son el palé y el cargamento elevado. Los datos del modelo tridimensional se determinan restando, de los datos del modelo tridimensional del vehículo 44 que transporta el cargamento 49, la totalidad de las geometrías posicionadas en el lateral del plano de división donde está colocada la rueda delantera - a la izquierda en las figuras.
Finalmente, la Figura 6 delinea el método de la invención en la forma de un diagrama de flujo. El sistema de dimensionamiento 40 está adaptado para implementar la etapa del método de acuerdo con la invención.
El método de dimensionamiento de un cargamento mientras se sostiene en una extremidad de carga de un vehículo, comprende los pasos de:
• en un paso S110, obtener datos del modelo tridimensional que comprenden un conjunto de puntos que representan las superficies del vehículo que transporta el cargamento;
• en un paso S120, determinar, usando los datos del modelo tridimensional, la posición de un punto de referencia de una rueda del vehículo;
• en un paso S130, obtener la posición de un punto de división en relación a la posición del punto de referencia de la rueda;
• en un paso S140, determinar una dirección de manejo del vehículo;
• en un paso S150, determinar el plano de división que pasa a través del punto de división y perpendicular a la dirección de conducción, y determinar datos de un modelo tridimensional del cargamento restando, de los datos del modelo tridimensional del vehículo que transporta el cargamento, los puntos, entre el conjunto de puntos, posicionados del lado del plano de separación opuesto al lado del plano de separación que comprende el punto de referencia de la rueda;
• en un paso S160, determinar el volumen del modelo de cargamento.
Listado de signos de referencia
1; 41a, 41b, 41c, 41d unidad de escáner
2 emisor
haz de láser
, 5 deflector
barrido como ventilador del haz de láser objeto escaneado
receptor, sensor
eje de rotación de 4
0 eje de rotación de 5
1 barrido como ventilador, balanceando hacia atrás y hacia adelante 0 unidad de procesamiento
0 sistema de dimensionamiento
2 punto de división
4 carretilla elevadora
5 trayecto de la carretilla elevadora
6 rueda posterior
7 rueda frontal
8 torre
9 cargamento en palés
0 palé

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Método de dimensionamiento de un cargamento (49) mientras se sostiene en una extremidad de carga de un vehículo (44), el método comprendiendo las siguientes etapas:
• obtener (S110) datos del modelo tridimensional que comprenden un conjunto de puntos que representan las superficies del vehículo (44) que transporta el cargamento (49);
• determinar (S120), usando los datos del modelo tridimensional, la posición de un punto de referencia (Pr ) de una primera rueda del vehículo;
• obtener (S130) la posición de un punto de división (42) en relación a la posición del punto de referencia (Pr ) de la primera rueda;
• determinar (S140) una dirección de manejo del vehículo;
• determinar (S150) el plano de división (CC'C") que pasa a través del punto de división y perpendicular a la dirección de conducción, y determinar datos del modelo tridimensional del cargamento restando, de los datos del modelo tridimensional del vehículo (44) que transporta el cargamento (49), los puntos, entre el conjunto de puntos, posicionados del lado del plano de separación opuesto al lado del plano de separación que comprende el punto de referencia de la primera rueda;
• determinar (S160) el volumen de los datos del modelo tridimensional del cargamento.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el punto de referencia de la primera rueda se determina mediante identificación de un punto de contacto del vehículo con el suelo.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el punto de referencia es el centro de masa o geométrico de la primera rueda.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 1 a 3, en donde el vehículo comprende al menos una segunda rueda, reconociéndose la primera rueda de al menos una segunda rueda, en los datos del modelo tridimensional del vehículo, mediante la identificación de una característica específica para la primera rueda.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la característica específica para la primera rueda se refiere al diámetro o radio de la primera rueda.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, en donde la dirección de manejo del vehículo se determina de acuerdo con la posición de la primera rueda en relación a la segunda rueda.
7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la posición del punto de división (42) en relación a la posición del punto de referencia de la primera rueda se obtiene por:
• obtener información de identidad de la carretilla elevadora (44) o de un tipo asociado con la carretilla elevadora (44);
• obtener, de acuerdo con la información de identidad, de una memoria, información de relación necesaria para determinar el punto de división (42) en relación a la posición del punto de referencia de la primera rueda.
8. Sistema de dimensionamiento (40) para llevar a cabo el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, dispuesto para dimensionar un cargamento (49) mientras se sostiene en una extremidad de carga de un vehículo (44), en el que el sistema comprendiendo:
• unidades de escáner (41a, 41b, 41c, 41d) dispuestas para determinar datos del modelo tridimensional que comprenden un conjunto de puntos que representan las superficies del vehículo (44) que transporta el cargamento (49);
• una unidad de procesamiento (30) configurada para:
+ determinar, usando los datos del modelo bidimensional, la posición de un punto de referencia (Pr ) de una rueda del vehículo;
+ obtener la posición de un punto de división (42) en relación a la posición del punto de referencia de la rueda; determinar una dirección de manejo del vehículo;
+ determinar el plano de división que pasa a través del punto de división y que es perpendicular a la dirección de conducción, y determinar datos de un modelo tridimensional del cargamento restando, de los datos del modelo tridimensional del vehículo (44) que transporta el cargamento (49), los puntos, entre el conjunto de puntos, posicionados del lado del plano de división opuesto al lado del plano de división que comprende el punto de referencia de la rueda;
+ determinar el volumen de los datos del modelo tridimensional del cargamento.
9. Programa informático que comprende instrucciones para producir la implementación del método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, cuando dicho programa es ejecutado por un procesador.
10. Soporte para almacenar un programa informático que comprende un conjunto de instrucciones que producen la implementación del método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, cuando la información almacenada se lee de dicho soporte y es ejecutada por un procesador.
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