JP2017167123A - 測定領域内を移動する車両によって運ばれる物体を寸法測定するための装置および方法 - Google Patents

測定領域内を移動する車両によって運ばれる物体を寸法測定するための装置および方法 Download PDF

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Abstract

【課題】測定領域内を移動するフォークリフト車両によって移送されるパレット上の物体の寸法を測定するためのシステムを提供する。
【解決手段】複数のスキャナを備え、測定領域の第1の側に配置される少なくとも第1のスキャナ201と、測定領域の第1の側と反対の第2の側に、第1のスキャナと向かい合って配置される少なくとも第2のスキャナ202と、を備える。第1のスキャナおよび第2のスキャナは、デュアルヘッドスキャナ装置を形成し、物体の寸法を取得するように構成される。さらに、測定領域の第1の側に配置され、第1のスキャナと平行に向けられる少なくとも第3のスキャナ203を備え、第1のスキャナおよび第3のスキャナは、物体の速度および方向を取得するように構成される。第1および第2のスキャナの配置は、寸法測定されるべき物体が移動可能な測定領域の幅を規定し、第1および第3のスキャナの配置は、測定領域の長さを規定する。
【選択図】図2

Description

[0001]本発明は、物体を動的に寸法測定するためのシステムおよび方法に関し、物体は、好ましくはパレット上に配置され、測定領域に沿って移動するフォークリフト車両によって移送される。測定領域内において、フォークリフト車両によって移送されている物体は、複数のスキャナの配置によって寸法測定される。
[0002]産業上、製品の寸法測定は、トレーラまたは倉庫において貨物が占める空間の大きさを見積もることを伴う。このアプローチは、輸送産業のための製品の一貫性、在庫管理、収益増大、および、航空車両、鉄道車両、陸上輸送車両への積載、ならびに、貨物管理を含む様々な用途のために正確に使用される。
[0003]物体(例えば、パレットなどに載置されたその小荷物または小包)の寸法測定は、当該物体が占める面積または容積を測定し取得することを伴う。寸法測定のための効率的でコスト効果が高い価格設定には、物体の容積重量としても知られる容積測定重量が考慮される。これは、そのような物体の保管、取り扱い、出荷および請求書発行において特に有益な価値を提供する。これは、大きな容積を占める軽量物品を重量のみに基づいて価格設定すると、いわゆるトラック1台未満(LTL)産業における不適正な価格設定になるという事実に起因している。
[0004]従来、寸法測定は、物体を手動で測定し、その後、データをコンピュータシステムに手動で入力するといったプロセスによって手動的に実施されていた。しかしながら、そのような手動的な方法は、常に、ヒューマンエラーを生じやすく、消費者に対して過剰請求または過小請求をもたらすおそれがある。次いで、長い時間をかけて、LTL産業は、倉庫において物体を寸法測定するための様々な自動的な方法および解決策(例えば、レーザ測距およびスキャニングシステムをコンベア上に有し、小荷物の寸法を測定することが含まれる)を具現化してきた。あるいは、パレット上に載置され、フォークリフト車両によって移送される物体を寸法測定する場合、フォークリフト車両は、移送経路内または当該移送経路の脇の特定領域(スキャニングシステムが頭上に取り付けられる)において物体の寸法を静的に測定するために停止する。その移送中に物体の寸法を測定するために、フォークリフト車両自体にセンサが取り付けられることもある。
[0005]米国特許第6,611,787号は、コンベアに沿って移動する物体の重量および寸法を測定するための装置および方法を開示している。この装置は、寸法測定対象物を移動させるコンベアベルトに沿って配置された3つの同一の超音波センサを備えている。3つのセンサの各々は、物体の寸法、すなわち、長さ、幅および高さのうちの1つの特徴を決定するように構成される。また、この特許は、センサを通過するように物体を移動させるために無人搬送車(AGV)を使用することに言及している。しかしながら、物体のための経路に沿ったセンサの方法または配置は、明示的には開示されていない。欠点を示すこの特許の一態様は、寸法測定するために物体を移動させるコンベアベルトを使用することである。これは、特に、寸法測定の工程中に倉庫内での作業の流れが遅くなることを暗示している。なぜなら、物体を運ぶ車両は、寸法測定の前にコンベアベルト上に物体を載置するために停止し、次いで、それらを降ろしてトラックに積み込むために停止しなければならないからである。
[0006]さらに、そのようなコンベア指向のシステムは、コンベアの下流において結束される小さな小荷物について効果的になり得るが、それらは、フォークリフト車両によってパレット上で移送されなければならないような大きな物体を寸法測定する場合には、時間的に非効率であることを示している。
[0007]移動式製品寸法測定システムが米国特許第7,757,946号に開示されている。このシステムでは、寸法測定対象物を運ぶ車両が筐体、すなわち、寸法検出装置が搭載されたトンネルを通過することができる。このシステムは、トンネルを通って移動するパレットを有する車両の寸法および重量を測定するために設けられる。
[0008]このトンネル式寸法測定システムは、コンベアベルトを採用する欠点を克服するものの、そのような寸法測定用トンネル通路のある特定の欠点は、これらのシステムが床に設置され、それが床スペースの障害物になってしまうということである。そのような床設置は、移動車両によってダメージを受けがちであり、それは、倉庫作業の遅延にもつながり得る。
[0009]一方、米国特許第6,115,114号は、寸法測定対象物を運ぶフォークリフト車両が、取り付けられたレーザスキャナセンサシステムの下を通過し得る装置および方法を開示している。このシステムは、トンネルまたは所定の床設置された通路の使用について記載されていない。それは、移動するフォークリフト車両の頂部に中央線に沿って取り付けられた3つの再帰反射器を使用し、そして、レーザスキャニングセンサがこれらの再帰反射器に関連して取り付けられる。
[0010]再帰反射器は、小荷物の容積測定のための基準および空間の基準を提供する。
しかしながら、再帰反射器は、フォークリフト車両の修正を必要とする。
[0011]このことを考慮すれば、移送機械の修正を伴わないスキャニングシステムを開発することが役立つであろう。
[0012]本発明の目的は、フォークリフト車両の動作中に、フォークリフト車両によって移送される物体の寸法を測定するシステムおよび方法を提供することである。
[0013]本発明のさらなる目的は、時間効率の良い測定を確保できるように、寸法測定サイクル中にフォークリフト車両が停止する必要がなく、測定領域に沿って移動しているフォークリフト車両によって移送される物体の寸法を測定するシステムおよび方法を提供することである。
[0014]本発明のさらなる目的は、合理的な制限の範囲内で任意の速度および方向で測定領域内を移動しているフォークリフト車両によって移送される物体の寸法を測定するシステムおよび方法を提供することである。
[0015]上述の目的を考慮して、本発明は、フォークリフト車両によって移送される物体を動的に寸法測定するための独立請求項にしたがったシステムおよびその対応する方法を開示している。
[0016]本発明によれば、一態様では、フォークリフト車両が測定領域内で動作している状態で当該フォークリフト車両によって移送されるパレット上の物体の寸法を測定するためのシステムが提供される。本明細書で記載される物体は、小荷物、荷物、販売品などであってもよく、本発明では、物体と称される。
[0017]寸法測定システムは、複数のレーザスキャナセンサヘッドの調整可能な配置を備え、それらは、本明細書ではスキャナと称される。複数の好ましくは同一のスキャナは、測定領域の両側に配置された少なくとも3つのスキャナを備えている。
[0018]第1のスキャナは、測定領域の第1の側に配置され、第2のスキャナは、測定領域の、第1の側と反対の第2の側に、第1のスキャナと向かい合って配置される。第1のスキャナおよび第2のスキャナは、デュアルヘッドスキャナ装置を形成し、2つのスキャナのこのデュアルヘッドスキャナ装置の組み合わせは、物体の3次元画像を提供するために、物体の寸法を取得するように構成される。第3のスキャナは、測定領域の第1の側に配置され、第1のスキャナと平行に向けられる。第3のスキャナは、第1のスキャナとともに、移動するフォークリフト車両によって移送される物体の速度および方向を取得するように構成される。
[0019]複数のスキャナの各々は、スキャナの各々を動作させるように構成された演算処理手段を備えている。システムは、第1のスキャナの動作を第2のスキャナと同期させて、物体の寸法データを取得するように構成された同期手段と、物体の速度および方向を取得するために第1のスキャナの動作を第3のスキャナと関連付けるように構成された相関手段と、を備えている。
[0020]第1および第2のスキャナの配置は、測定領域の幅を規定し、その範囲内でフォークリフト車両が任意の方向に移動することができる。さらに、第1および第3のスキャナの配置は、測定領域の長さを規定する。
[0021]本発明の有利な特徴は、移動するフォークリフト車両を見渡す多数のスキャナを設けることによって、全ての側からの物体の視野が提供されることである。さらに、寸法測定システムは、フォークリフト車両の修正を伴わない。さらに、システムは、フォークリフト車両が両側から測定領域内に入る機会を提供する。
[0022]本発明によるシステムは、さらに、測定領域内において測定領域の床から所定の高さのところに配置された第4のセンサを備えている。第4のスキャナは、さらに、壁を有する取付具を備え、その結果、第4のスキャナは、好ましくは第4のスキャナの取付具の壁に直交するように向けられた平面における視野を提供するように向けられる。さらに、第4のスキャナの視野は、フォークリフト車両上のパレットによって運ばれる物体の底面に向けられる。第4のスキャナを配置することの有利な特徴によって、第4のスキャナは、フォークリフト車両によって移送されるパレット上の物体の底面の視野を取得することができる。好ましくは、この特徴によって、パレット上の物体の下方からの完全な視野を取得することができ、特に、物体がパレットを完全に覆っている場合には、パレットの風袋重量を測定することが困難になる場合がある。さらに、フォークリフト車両は、物体を持ち上げて、それを後方に向けて傾け、次いで、それを適所に留まるようにパレットに載置する。したがって、第4のスキャナは、パレット上に配置された物体の高さおよび傾きを取得するように構成される。
[0023]有利な実施形態では、測定領域の第2の側の第2のスキャナは、測定領域の幅を調節可能に規定するために、調節可能に配置される。
[0024]好ましくは、第1のスキャナ、第2のスキャナおよび第3のスキャナは、測定領域の上方に取り付けられたレールに調節可能に固定される。
[0025]さらに、フォークリフト車両は、その重量を記録するために、パレットによって持ち上げられる物体を秤量するためのフォークリフトスケールを有して構成される。したがって、寸法測定システムは、物体の寸法、物体の重量、物体の高さおよび傾き、ならびに、測定領域内を移動するフォークリフト車両の速度および方向を取得する。
[0026]例示的な実施形態では、フォークリフト車両上のパレットによって運ばれる物体は、物体上に存在する機械読み取り可能なコードによって寸法測定する前、当該測定の中、または、当該測定後に識別される。この識別コードは、物体の識別データを取得するために、識別手段によって読み取られてもよい。
[0027]本発明による寸法測定システムは、フォークリフト車両上に、および/または、測定領域の近傍に設置された視覚信号ユニットを備えていてもよい。視覚信号ユニットは、寸法測定されるべき物体を移送するフォークリフト車両の運転者に対する視覚表示を提供する。視覚信号ユニットの有利な実施形態は、寸法測定されるべき物体の寸法測定の成功、失敗または完了についての視覚表示を提供する3つ以上の視覚表示信号を有する信号機を備えている。代替的に、視覚信号ユニットは、フォークリフト車両の運転者に対するメッセージを提供する表示ユニットを備えている。
[0028]本発明による物体の寸法を測定するための方法は、フォークリフト車両が合理的な速度および方向で測定領域内を移動する際に、フォークリフト車両によって移送される物体を動的に寸法測定することによって、LTL環境における良好な時間効率を示すようになっている。
[0029]測定領域内を移動するフォークを有するフォークリフト車両によって移送されるパレット上の物体の寸法を測定するための本発明による方法は、次の工程を備えている。
・複数のスキャナの配置によって測定領域を規定する工程
・第1の側に第1のスキャナを用意する工程
・第1の側と反対の第2の側に、第1のスキャナと向かい合うように第2のスキャナを用意する工程であって、第1のスキャナと第2のスキャナとの距離によって測定領域の幅が規定される工程
・第1の側に、第1のスキャナと平行に第3のスキャナを用意する工程であって、第1のスキャナと第3のスキャナとの距離によって測定領域の長さが規定される工程と、
・フォークリフト車両のフォーク上のパレット上に物体を配置する工程
・フォークリフト車両を測定領域内に移動させる工程
・第1および第2のスキャナによって物体の寸法を決定する工程
・物体を運ぶフォークリフト車両の速度および方向を第1および第3のスキャナによって決定する工程
・フォークリフト車両上で運ばれるパレット上の物体の寸法を決定する工程であって、
第1および第2のスキャナによって測定された寸法データを補正するために、速度および方向のデータが使用される工程。
[0030]本明細書で開示される他の特徴および利点は、添付図面とともに読めば、例示的な実施形態の次の詳細な説明から明らかになるであろう。
レーザスキャナヘッドを使用する測定原理を示す典型的なスキャナヘッド内にある構成部品を示す図である。 本発明による、測定領域内を移動するフォークリフト車両によって移送されるパレット上の物体を寸法測定するためのレーザスキャナヘッドの例示的な配置を示す例示的な寸法測定システムの概略図である。 本発明による例示的な寸法測定システムの概略上面図である。 本発明による、レーザスキャナヘッドがオーバヘッドレールに取り付けられる例示的な寸法測定システムの概略側面図である。 本発明による寸法測定システムに存在する構成部品間の例示的な相互接続のブロック図を示している。 本発明による例示的な寸法測定システムの一部としての第1のスキャナおよび第2のスキャナから生成される視野を示している。 測定領域内を移動するフォークリフト車両によって運ばれる物体について寸法測定を実施するための例示的な方法のブロック図を示している。 本発明による寸法測定システムのための例示的なスキャンサイクルのフロー図を示している。
[0031]図1は、物体の寸法を測定するためのスキャナ装置を使用した測定原理を示す典型的なレーザスキャナヘッド1(本明細書では、上述したようにスキャナと呼ぶ)内に存在する構成部品を概略的に示している。欧州特許第0705445号に記載されているように、スキャナは、照明装置として動作するレーザ送信機2aと、受信装置として動作する光検出器2bと、を備えている。スキャナのハウジングは、レーザ送信機2aと光検出器2bとを有する送信/受信装置2と、回転ポリゴン六角形ミラー3と、を収容する。回転ポリゴン六角形ミラーは、レーザ送信機2aから放出される変調光と、広いスキャニング区域4にわたって光検出器2bによって受け取られた光と、についてスキャニングスイープを実施する。光線のスイープは、平面を形成する。スキャナは、さらに、スキャナの動作を制御するため、および、光線が物体まで、あるいは、物体から移動するのにかかる時間を計算するために、プロセッサ(図示せず)を備えている。
[0032]回転ポリゴン六角形ミラー3は、連続的に変化する反射面を入射レーザ光線に提供するので、入射レーザ光線は、物体に渡ってスイープし、物体上に照射ラインを生成する。
[0033]図2は、寸法測定システム200の概略図であり、測定領域205内を移動するフォークリフト車両208によって移送されるパレット207上の物体209を寸法測定するための複数のスキャナ装置の例示的な配置を示している。寸法測定システム200は、測定領域205内に設けられた3つの同一のスキャナ、すなわち、第1のスキャナ201,第2のスキャナ202および第3のスキャナ203の配置を備えている。第1のスキャナ201、第2のスキャナ202および第3のスキャナ203は、測定領域205の天井218(図4)から、好ましくは0度から60度の範囲、好ましくは、30〜40度の角度で配置される。
[0034]第1のスキャナ201、第2のスキャナ202および第3のスキャナ203は、測定領域205の上に配置されている。第4のスキャナ204が床219から所定距離のところに、好ましくは、測定領域205の床219から所定の高さで配置されている。第4のスキャナ204は、壁2251を有する取付具225を備えている。第4のスキャナ204は、取付具225を側壁226に固定することによって測定領域205内において側壁226に取り付けられている。
[0035]図4,5,6にさらに明確に示されるように、第1のスキャナ201、第3のスキャナ203および第4のスキャナ204は、測定領域205の同一側Aに配置されており、一方、第2のスキャナ202は、測定領域205の他方側Bに配置されている。さらに、図4は、例示的な寸法測定システム200の概略側面図を示している。図4では、スキャナ201,202,203は、測定領域205の上方に取り付けられたレール211に取り付けられるように示されている。
[0036]第1のスキャナ201および第2のスキャナ202は、いわゆるデュアルヘッドスキャナ装置を構成し、寸法を検出するように構成されるとともに、測定領域205内においてフォークリフト車両208によって移送される物体209の三次元画像を提供するように構成される。第3のスキャナ203は、第1のスキャナ201と協働して、フォークリフト車両208の速度及び方向を測定するように構成され、第4のスキャナ204は、フォークリフト車両208によって運ばれる物体209の高さおよび傾きを取得するように構成される。全部で4つの好ましくは同一のスキャナは、半導体レーザによって、可視スペクトル領域の変調レーザ光線を放出するように構成される。変調レーザ光線は、好ましくは、10〜100MHzの範囲の周波数を有するパターンを備えている。4つの同一のスキャナは、例えば660nmの波長で可視変調光線を放出する。
[0037]フォークリフト車両208は、測定を実行している状態で、中央線206に対して約±25度の角度内で任意の方向に、また、測定領域205内を合理的な任意の速度で自由に移動する。このようにして、フォークリフト車両208は、両側から、すなわち、図3に方向Iによって示されるように第1のスキャナ201から第3のスキャナ203へ、あるいは、図3に方向IIで示されるように第3のスキャナ203から第1のスキャナ201へ測定領域内に入ることができる。フォークリフト車両208は、さらに、フォークリフト車両208を停止させることなく、フォークリフト車両208によって移送される物体209の重量を測定する一体型フォークリフトスケール227(図2)を備えている。第1のスキャナ201と第3のスキャナ203との協働に基づく速度および方向の測定結果、ならびに、第4のスキャナ204に基づく物体209の高さおよび傾きの測定結果が、寸法測定プロセスへの入力として補正係数の形態で使用される。この補正係数は、物体209の最終的な寸法測定結果を得るために適用される。方向および傾きの測定結果は、物体209の三次元画像を回転させるために使用される。高さの測定結果は、高さゼロのところで物体209を運ぶパレット207の風袋重量を測定するために使用される。速度の測定結果は、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202によって記録されたスキャン画像同士の間の補正距離を決定するために使用される。
[0038]さらに図3に示されるように、中央線206は、本発明の理解のために視覚的に例示する目的のみで描かれている。中央線206は、測定領域205を2つの部分、すなわち、部分A側と部分B側とに分割する。
[0039]第1のスキャナ201、第2のスキャナ202、第3のスキャナ203および第4のスキャナ204は、互いに対して空間的な配置で取り付けられる。図3は、例示的な寸法測定システム200の概略上面図を示している。図3では、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202は、部分A側および部分B側において、それぞれ、中央線206に対して直交するライン224に沿って、互いに向かい合うように示されている。好ましくは、それらは、フォークリフト車両208によって使用される道の幅2051に及ぶように互いに向かい合って配置される。さらに、図4は、レール211によって測定領域205の頭上に取り付けられる第1のスキャナ201、第2のスキャナ202および第3のスキャナ203を示している。したがって、フォークリフト車両によって使用される道の幅に及ぶようにするために、測定領域205の幅2051を調節可能にすることが容易になる。このため、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202は、測定領域205における物体209の異なる視野を得るためのデュアルヘッドスキャナ装置として構成される。ライン224は、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202から伝達されるレーザ光線の視野によって接する継ぎ目を示しており、好ましくは、中央線206に対して垂直に向けられる。
[0040]上述したように、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202は、移動するフォークリフト車両208によって運ばれる物体209をデュアルヘッドスキャナ装置によって観察するために、中央線206に対して直交するライン224に沿って互いに向かい合って位置決めされる。これによって、測定されるべき物体209の上方からではあるが異なる角度からの視野、すなわち、両側からの視野が可能になり、その結果、高さを取得することができる。
[0042]第3のスキャナ203は、第3のスキャナ203が部分A側において第1のスキャナ201と平行になるように第1のスキャナ201から所定距離のところ、好ましくは、1〜1.5mのところに配置される。好ましくは、第3のスキャナ203は、第1のスキャナ201から0.5〜2mの所定距離のところ、好ましくは、第1のスキャナ201から1〜2mのところに配置される。第4のスキャナ204は、中央線206に沿って見て、第1のスキャナ201と第3のスキャナ203との間に配置される。図2および図4に示されるように、第1のスキャナ201、第2のスキャナ202および第3のスキャナ203は、測定領域205のフォークリフト車両208が移動する床219から同一高さのところに位置決めされる。代替実施形態では、第1のスキャナ201、第2のスキャナ202および第3のスキャナ203は、図4に示されるように、側壁226またはレール211に取り付けられてもよい。第4のスキャナ204は、床219から所定の高さのところに取り付けられる。この高さは、第1のスキャナ201、第2のスキャナ202および第3のスキャナ203の高さよりも低い。好ましくは、第4のスキャナ204は、測定領域205の床219から10〜50cmの高さのところに取り付けられる。特に、この高さは、第4のスキャナ204が、フォークリフト車両208によって移送されるパレット207上に配置された物体209の底面を見ることができる高さである。
[0043]図3に示されるように、寸法測定システム200は、さらに、視覚信号ユニット210,210’(例えば、信号機)、または、寸法測定の状態を伝えるためにフォークリフト車両の運転者にメッセージを提供する表示ユニット214’を備えていてもよい。
[0044]図3による例示的な寸法測定システム200は、さらに、識別手段216,216’を備えている。識別手段216,216’は、測定領域205に入るフォークリフト車両208によって運ばれる物体209を識別するためにある。これは、物体およびその行き先の固有の識別子を知るために必要である。この要求は、測定領域の内部または外部に位置する識別手段216,216’によって読み取られることができる、物体に適用されるバーコードまたはマトリクスコード228(図2)を有することによって達成され得る。代替形態として、物体上のRFIDタグを読み取るRFIDリーダも使用可能である。識別手段216または216’は、複数のスキャナのうちの1つ、すなわち、第1のスキャナ201、第2のスキャナ202、第3のスキャナ203または第4のスキャナ204に統合されてもよい。
[0045]図3による寸法測定システム200は、さらに、測定結果を表示するために、フォークリフト車両208の運転者に対して視認可能な表示ユニット214,214’を備えていてもよい。寸法測定システム200およびフォークリフト車両208に統合されたスケール(図示せず)から受け取ったデータを表示および/またはさらに処理するために、リモート処理ユニット223が遠隔場所に設置されてもよい。
[0046]図5は、診断システム内にある構成部品間の例示的な相互接続のブロック図を示している。図5に示されるように、制御ライン222、視覚信号ユニット210および表示ユニット214を介して、第1のスキャナ201、第2のスキャナ202、第3のスキャナ203、第4のスキャナ204およびリモート処理ユニット223の間に物理的な配線が示されている。第1のスキャナ201は、通常、マスタスキャナとして機能するように割り当てられ、一方、第2のスキャナ202、第3のスキャナ203および第4のスキャナ204は、スレーブスキャナとして機能するように割り当てられる。第4のスキャナ204は、スレーブスキャナとして機能して、配線221を介して、第4のスキャナ204が測定した物体209の高さおよび傾きを送信する。第3のスキャナ203は、スレーブスキャナとして機能して、配線220を介して、測定領域205内のフォークリフト車両208の速度および方向を送信する。第2のスキャナ202は、スレーブスキャナとして機能して、配線217を介して、測定領域205内のフォークリフト車両208の速度および方向を送信する。第1のスキャナ201は、配線222を介して追加的なリモート処理ユニット223に測定結果を送信し、および/または、測定結果を表示ユニット214に表示する。第1のスキャナ201は、視覚信号ユニット210にも接続される。上述したように、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202は、フォークリフト車両208によって移送されるパレット207上の物体209の寸法を取得するために、デュアルヘッドスキャナとして機能する。第1のスキャナ201は、第3のスキャナ203および第4のスキャナ204によって測定された測定結果のための補正係数を備えることによって、最終的な寸法測定結果を提供する。
[0047]システムの全てのスキャナは、好ましくは、実質的に同一であるから、マスタスキャナおよびスレーブスキャナの役割は、それらの間で容易に交換され得る。第1のスキャナ201、第2のスキャナ202、第3のスキャナ203および/または第4のスキャナ204の演算処理手段は、デュアルヘッドスキャナ装置の動作を同期させるために、同期手段、すなわち、シンクロナイザを備えている。
[0048]第1のスキャナ201と第2のスキャナ202とを備えるデュアルヘッドスキャナ装置が図6に示されている。第1のスキャナ201は、第1の回転ポリゴン六角形ミラーユニット2011と第1のクロック2012とを備えている。第2のスキャナ202は、第2回転ポリゴン六角形ミラーユニット2021と第2のクロック2022とを備えている。図から分かるように、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202は、互いに対してスキャンするように、同じスキャンラインのところを見下ろすように位置決めされている。照明と第1のスキャナ201および第2のスキャナ202からの受光との干渉を避けるために、第1の回転ポリゴン六角形ミラーユニット2011および第2の回転ポリゴン六角形ミラーユニット2021は、物体209を間欠的にスキャンするように同期される。この同期によって、2つのスキャナが、単一のスキャナと比較して、所定距離の2倍の数のスキャンラインを作り出すことが確保される。通常、ポリゴンのこの同期は、第1のスキャナ201と第2のスキャナ202との間の有線通信217(図5)を使用して達成され得る。代替的に、これは、非同期通信ネットワークとして周知の予測不能な時間遅延を使用するネットワーク215越しに、第1のスキャナ201の第1のクロック2012と、第2のスキャナ202の第2のクロック2022と、を同期させることによっても達成され得る。
[0049]好ましくは、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202の回転ポリゴン六角形ミラーユニットは、2500rpmで回転する。
[0050]搬送経路の上に配置される単一のスキャナと比べた、スキャンラインの数を2倍にすることの追加的な利点は、寸法測定されるべき物体の動作時に単一のスキャナがより少ないスキャンラインを作り出すことである。これを克服するために、デュアルヘッドスキャナ装置の2つのスキャナが、測定されるべき物体の搬送経路の上に採用され、その結果、より多くのスキャンライン、したがって、物体の寸法測定のより高い精度が達成される。
[0051]さらに、演算処理手段は、フォークリフト車両208の速度および方向を取得するために、スキャナ201の動作を第3のスキャナ203と関連付けるための相関手段、すなわち、相関器を備えている。また、演算処理手段は、直線から(例えば、中央線206に沿って)乖離しているフォークリフト車両の方向から生じる誤差について、および、第4のスキャナ204によって取得された高さおよび傾きについて、デュアルヘッドスキャナ装置によって測定された寸法を補正するための補正手段を備えている。
[0052]同期手段、相関手段および補正手段は、好ましくは、演算処理手段内で実行されるソフトウェアとして具現化される。
[0053]例示的な実施形態では、測定結果は、測定領域205の近傍の表示ユニット214に表示される。他の例示的な実施形態では、測定結果は、リモート処理ユニット223に表示されてもよい。
[0054]他の例示的な実施形態では、測定結果は、フォークリフト車両208内の表示ユニット214’(図2)に測定結果を表示することによって、フォークリフト車両208の運転者に利用可能とされる。
[0055]さらに、図6は、寸法測定システム200の一部分として第1のスキャナ201および第2のスキャナ202によって形成されたデュアルヘッドスキャナ装置から生成される視野を示している。上述したように、各スキャナは、回転ポリゴン六角形ミラーユニットを備えている。回転ポリゴン六角形ミラーユニットは、受光したレーザ光線を広げるとともに、ファン状の光線で受信機に向けて広がった光を受光するために使用される。したがって、寸法測定されるべき物体208は、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202からのファン状スキャン212,213によって示されるように、1つの軸線方向にそれぞれスキャンされる。
[0056]図7は、測定領域205内を移動するフォークリフト車両208によって運ばれるパレット207上に配置された物体209についての寸法測定を実施するための例示的な方法700のフローチャートを示している。方法700は、ステップ701,702,703によって測定領域を規定する工程を備えている。方法700は、ステップ701で、フォークリフト車両208によって運ばれる物体209の寸法を測定するために、デュアルヘッドスキャナ装置において測定領域205の両側に第1のスキャナ201および第2のスキャナ202を配置する工程を備えている。方法700は、さらに、ステップ702のように、フォークリフト車両208によって運ばれる物体209の速度および方向を測定するために、測定領域205において第3のスキャナ203を、第1のスキャナ201の視野と同じ向きで第1のスキャナ201と同一側に配置する工程を備えている。方法700は、さらに、フォークリフト車両208によって運ばれる物体209の高さおよび傾きを測定するために、測定領域205において第4のスキャナ204を第1のスキャナ201と同一側に、好ましくは、第1のスキャナ201と第3のスキャナ203との間に配置するステップ703を備えている。
[0057]ステップ704,705によれば、方法700は、さらに、フォークリフト車両208によって物体209を持ち上げる工程と、測定領域205を通ってその目的場所まで物体209を移送する工程と、を備えている。物体209がスキャナ201,202,203,204のもとでフォークリフト車両208によって移送される間に、物体の寸法が検出される。物体を持ち上げた直後に、または、フォークリフト車両の移動中に、ステップ706において物体208の重量が取得され、記憶される。
[0058]測定領域205内においてフォークリフト車両208が検出されると、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202は、スキャンサイクルを開始して、物体の寸法を取得する(ステップ707)。物体が第1のスキャナ201と第3のスキャナ203との間を移動する際に、第1のスキャナ201および第3のスキャナ203によってスキャン画像がそれぞれ取得される(ステップ709)。スキャン画像は、測定領域205内を移動しているフォークリフト車両208の時間的推移を決定するために、相関手段(図示せず)によって関連付けられる。第1のスキャナ201と第3のスキャナ203との距離は既知であるから、相関手段によって決定される時間的推移の測定結果は、移動するフォークリフト車両208の速度および方向を提供する。
[0059]上述したように、第4のスキャナ204は、フォークリフト車両208上の物体209の高さおよび傾きを取得するために、第1のスキャナ201と第3のスキャナ203との間にあり、測定領域205の床から所定の高さのところに配置されている。第4のスキャナ204は、平面(好ましくは、第4のスキャナ204の取付具225の壁2251に対して直交するように方向付けられる)における視野を提供するように方向付けられる。第4のスキャナ204の視野は、フォークリフト車両208によって移送されるパレット207上の物体209の底面に向けて方向付けられ、その後、ステップ708によって示されるように、その高さおよび傾きを決定する。
[0060]第1のスキャナ201、第2のスキャナ202、第3のスキャナ203および第4のスキャナ204によって決定された測定結果は、ステップ710によって示されるように、移動するフォークリフト車両208上の寸法測定されるべき物体209の補正寸法を決定するために使用される。
[0061]次いで、物体209の寸法および重量の測定結果は、ステップ711によって示されるように、リモート処理ユニット223に送られる。物体の計算された補正寸法を使用してさらに処理を行うことは、好ましくは、リモート処理ユニット223によって実行されてもよく、あるいは、マスタスキャナ内の上述の演算処理手段によって達成されてもよい。
[0062]例示的な方法700は、測定領域205内での寸法測定の前または後に、フォークリフト車両208によって運ばれる物体209を識別する工程を備えていてもよい。
これは、物体およびその行き先の固有の識別子を知るために必要である。この要求は、測定領域205の内部または外部に位置する識別手段216,216’によって読み取られることができる、物体209に適用されるバーコードまたはマトリクスコード228を有することによって達成され得る。代替形態として、物体上のRFIDタグを読み取るRFIDリーダも使用可能である。また、例示的な方法700は、測定領域205の近傍の表示ユニット210に測定結果を表示する工程を備えていてもよい。これに加えて、または、代えて、測定結果は、有線222または無線接続を介してリモート処理ユニット223に送信される。測定結果は、上記リモート処理ユニットにおいて表示されてもよく、および/または、さらに処理されてもよい。
[0063]代替の例示的な方法700は、例えばフォークリフト車両209上/内に設置されてもよい表示画面214’によって、フォークリフト車両208の運転者のために測定結果を表示する工程を備えている。
[0064]図8は、本発明による寸法測定システムのための例示的なスキャンサイクル800を示している。図8によれば、ステップ801において、寸法測定されるべき物体209を運ぶフォークリフト車両208は、測定領域205に向けて移動される。例えばマスタスキャナすなわち第1のスキャナ201のプロセッサで実行されるプログラムは、ステップ802によって示されるように、測定領域205内で検出された対象が物体209を移送するフォークリフト車両208であるか否かを決定する。
[0065]さらに、寸法測定システム200の視覚信号ユニット210は、3つの信号色によって、近づいているフォークリフト車両208の運転者に視覚信号を出力することができる。視覚信号ユニット210が青信号を表示する場合、それは、寸法測定システム200の測定領域205は測定準備ができており(ステップ803)、スキャンサイクルを開始可能である(ステップ804)ことを表す。視覚信号ユニット210が黄信号を表示する場合、それは、寸法測定システム200の測定領域205が測定領域205内のフォークリフト車両208についての寸法測定結果の決定を実施中であることを表す。好ましくは、視覚信号ユニット210が赤信号を表示する場合には、それは、測定プロセスが完全に、または、成功的に実施されなかったこと、および、結果として得られた物体209の寸法測定結果が成功的に決定されなかったことを表す。視覚信号ユニット210が青信号を再度表示する場合、それは、測定プロセスが完全に実施され、結果として得られた物体209の容積重量が成功的に決定されたことを表す。
[0066]次いで、方法800は、ステップ805を備えている。ステップ805では、第1のスキャナ201および第2のスキャナ202によって物体209をスキャニングすることによって、フォークリフト車両208によって運ばれる物体209の寸法が決定され、ステップ805’で結果が記憶される。フォークリフト車両208が前進する際、フォークリフト車両208は、第4のスキャナ204の前を通過する。このとき、図8のステップ806,806’によって示されるように、物体208の高さおよび傾きが測定され、記憶される。方法800は、さらに、ステップ808を備えている。ステップ808では、フォークリフト車両208によって運ばれる物体209の速度および方向が第3のスキャナ203によって決定され、ステップ807’で記憶される。この方法によれば、ステップ806,807は、ステップ808によって示されるようにフォークリフト車両208上で移動している状態で、物体209の最終的な寸法を決定するための補正係数を提供するために、第4のスキャナ204および第3のスキャナ203によって計算された測定結果の記憶806’,807’を伴う。補正係数は、フォークリフト車両の移動の、考慮された角度のもとで中央線206に沿った方向からの乖離を考慮に入れる。さらに、フォークリフト車両208上のパレット207上に配置された物体209の僅かに傾いた配置が考慮される。補正係数の数学的な計算は、好ましくは、単純な三角関数に基づく。これらのステップに加えて、ステップ808で取得される寸法測定結果は、追加的な結果を提供するためにさらに処理されてもよい。
[0067]例示的な方法では、フォークリフト車両208は、図3に示されるように、上述した側と反対側から、すなわち、方向IIから測定領域に向けて移動される。
[0068]本発明の趣旨または本質的な特徴から逸脱することなく、本発明は、他の特定の形態で実施され得ることが当業者によって理解されるであろう。また、上述した寸法測定システムは、他の技術、例えば、レーザ測距器技術または三角測量技術に基づいて動作する測定器を用いて構成されてもよい。したがって、ここで開示された実施形態は、あらゆる点において、例示的であり、限定的ではないと捉えられる。本発明の範囲は、上述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、その意味、範囲および均等物内にある全ての変更は、本発明に包含されることが意図されている。
1…レーザスキャナヘッド
2…送信機/受信装置
2a…レーザ送信機
2b…光検出器
3…回転ポリゴン六角形ミラーユニット
4…スキャニング区域
200…寸法測定システム
201…第1のスキャナ
202…第2のスキャナ
203…第3のスキャナ
204…第4のスキャナ
205…測定領域
206…測定領域の中央線
207…パレット
208…フォークリフト車両
209…寸法測定されるべき物体
210,210’…視覚信号ユニット
211…オーバヘッドレール
212…第1のスキャナ201からのファン状スキャン
213…第2のスキャナ202からのファン状スキャン
214,214’…表示ユニット
215…同期通信ネットワーク
216…識別手段
216’…識別手段
217…スキャナ202と第1のスキャナ201との間の接続配線
218…天井
219…床
220…第2のスキャナ202と第3のスキャナ203との間の接続配線
221…第3のスキャナ203と第4のスキャナ204との間の接続配線
222…リモート処理ユニット223と視覚信号ユニット210と表示ユニット214との間の接続配線
223…リモート処理ユニット
224…中央線206に直交するライン
225…第4のスキャナ204の取付具
2251…第4のスキャナ204の取付具の壁
226…測定領域205の側壁
227…フォークリフトスケール
228…機械読み取り可能な識別コード
230…フォークリフト車両のフォーク
700…測定領域内を移動するフォークリフト車両によって移送されるパレット上の物体についての寸法測定を実施するための例示的な方法
710〜711…方法700を実施するステップ
800…寸法測定システムのための例示的なスキャンサイクル
801〜809…方法800を実施するステップ
2011…第1のスキャナ201の第1の回転ポリゴン六角形ミラーユニット
2012…第1のスキャナ201の第1のクロック
2021…第2のスキャナ202の第2回転ポリゴン六角形ミラーユニット
2021…第1回転ポリゴン六角形ミラーユニット
2012…第2のスキャナ202の第2のクロック

Claims (15)

  1. 測定領域(205)内を移動するフォークリフト車両(208)によって移送されるパレット(207)上の物体(209)の寸法を測定するためのシステム(200)であって、
    複数のスキャナの調節可能な配置を備え、
    前記配置は、
    前記測定領域(205)の第1の側に配置される少なくとも第1のスキャナ(201)と、
    前記測定領域(205)の第1の側と反対の第2の側に、前記第1のスキャナ(201)と向かい合って配置される少なくとも第2のスキャナ(202)と、
    を備え、
    前記第1のスキャナ(201)および前記第2のスキャナ(202)は、デュアルヘッドスキャナ装置を形成し、前記物体(209)の寸法を取得するように構成され、
    前記配置は、さらに、前記測定領域(205)の前記第1の側に配置され、前記第1のスキャナ(201)と平行に向けられる少なくとも第3のスキャナ(203)を備え、
    前記第1のスキャナ(201)および前記第3のスキャナ(203)は、前記物体(209)の速度および方向を取得するように構成され、
    前記複数のスキャナの各々は、前記複数のスキャナの各々を作動させるように構成された演算処理手段を備え、
    前記システムは、
    前記第1のスキャナ(201)の動作を前記第2のスキャナ(202)と同期させて、前記物体(209)の寸法を取得するように構成された同期手段と、
    前記物体(209)の速度および方向を取得するために前記第1のスキャナ(201)の動作を前記第3のスキャナ(203)と関連付ける相関手段と
    を備え、
    前記複数のスキャナの前記配置は、前記測定領域(205)を規定し、
    前記第1および第2のスキャナ(201,202)の配置は、寸法測定されるべき前記物体(209)が移動可能な前記測定領域(205)の幅(2051)を規定し、
    前記第1および第3のスキャナ(201,203)の配置は、前記測定領域(205)の長さ(2052)を規定する
    システム。
  2. 請求項1に記載のシステムであって、
    さらに、前記測定領域(205)内において前記測定領域の床(219)から所定の高さのところで前記測定領域(205)の前記第1の側に配置される少なくとも第4のスキャナ(204)を備え、
    前記第4のスキャナ(204)は、前記フォークリフト車両(208)によって移送される前記パレット(207)上の前記物体(209)の高さおよび傾きを取得するように構成される
    システム。
  3. 請求項2に記載のシステムであって、
    前記第4のスキャナ(204)は、さらに、壁(2251)を有する取付具(225)を備え、その結果、前記第4のスキャナ(204)は、好ましくは前記第4のスキャナ(204)の前記取付具(225)の前記壁(2251)と直交する方向に向けられた平面において視野を提供するように方向付けられ、その結果、前記第4のスキャナの前記視野は、前記フォークリフト車両(208)上の前記パレット(207)によって移送される前記物体(209)の底面に向けて方向付けられる
    システム。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のシステムであって、
    前記測定領域(205)の前記第2の側(B)の前記第2のスキャナ(202)は、前記測定領域(205)の幅(2051)を調節可能に規定するために、調節可能に配置される
    システム。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のシステムであって、
    前記第1のスキャナ(201)は、第1の回転ポリゴン六角形ミラーユニット(2011)と第1のクロック(2012)とを備え、
    前記第2のスキャナ(202)は、第2の回転ポリゴン六角形ミラーユニット(2021)と第2のクロック(2022)とを備え、
    前記第1のスキャナ(201)および第2のスキャナ(202)は、前記デュアルヘッドスキャナ装置を形成し、
    前記第1の回転ポリゴン六角形ミラーユニット(2011)および前記第2の回転ポリゴン六角形ミラーユニット(2021)は、前記物体(20)を間欠的にスキャンするように同期され、
    前記ポリゴン(2011,2021)の同期は、前記第1のスキャナ(201)と前記第2のスキャナ(202)との間の有線通信(217)を使用することによって、または、各スキャナ(201,202)内に設けられた前記第1のクロック(2012)と前記第2のクロック(2022)との協働を使用することによって、予測不能な時間遅延を有するネットワーク、すなわち、非同期通信ネットワーク(215)越しに達成される
    システム。
  6. 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のシステムであって、
    前記第1のスキャナ(201)、前記第2のスキャナ(202)および前記第3のスキャナ(203)は、前記測定領域(205)の上方に取り付けられたレール(211)に調節可能に固定される
    システム。
  7. 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のシステムであって、
    前記フォークリフト車両(208)は、該フォークリフト車両(208)によって移送される前記パレット(207)上の前記物体(209)を秤量するためのフォークリフトスケール(227)を備える
    システム。
  8. 請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のシステムであって、
    前記フォークリフト車両(208)によって移送される前記パレット(207)上の前記物体(209)は、寸法測定されるべき前記物体(209)を識別するための機械読み取り可能な識別コード(228)を備え、
    前記システム(200)は、前記物体(209)の識別データを取得するために識別手段(216,216’)を備える
    システム。
  9. 請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載のシステムであって、
    さらに、寸法測定されるべき前記物体(209)を移送する前記フォークリフト車両(208)の運転者に視覚表示を提供するために、前記フォークリフト車両(208)上に、および/または、前記測定領域(205)の近傍に設置される視覚信号ユニット(210’,210)を備える
    システム。
  10. 請求項9に記載のシステムであって、
    前記視覚信号ユニット(210,210’)は、寸法測定されるべき前記物体(209)の寸法測定の成功、失敗または完了についての視覚表示を提供する3つ以上の視覚表示信号を有する信号機(210’)を備える
    システム。
  11. 請求項9に記載のシステムであって、
    前記視覚信号ユニット(210,210’)は、前記フォークリフト車両(208)の運転者にメッセージを提供する表示ユニット(214’)を備える
    システム。
  12. 測定領域(205)内を移動するフォークリフト車両(208)によって移送されるパレット(207)上の物体(209)の寸法を測定するための方法(700)であって、
    複数のスキャナの配置によって前記測定領域(205)を規定する工程を備え、
    前記複数のスキャナは、
    第1の側(A)に配置される第1のスキャナ(201)と、
    前記第1の側と反対の第2の側(B)に前記第1のスキャナ(201)と向かい合って配置される第2のスキャナ(202)と
    を備え、
    前記測定領域(205)の幅(2051)は、前記第1のスキャナと前記第2のスキャナとの距離によって規定され、
    前記複数のスキャナは、さらに、前記第1の側(A)に前記第1のスキャナ(201)と平行に配置される第3のスキャナ(203)を備え、
    前記測定領域(205)の長さ(2052)は、前記第1のスキャナ(201)と前記第3のスキャナ(203)との距離によって規定され、
    前記方法は、さらに、
    前記フォークリフト車両(208)のフォーク(230)上の前記パレット(207)上に前記物体(209)を配置する工程と、
    前記フォークリフト車両(208)を前記測定領域(205)内へ移動させる工程と、
    前記物体(209)の寸法を前記第1のスキャナ(201)および前記第2のスキャナ(202)によって決定する工程と、
    前記物体(209)を移送する前記フォークリフト車両(208)の速度および方向を前記第1のスキャナ(201)および前記第3のスキャナ(203)によって決定する工程と、
    前記フォークリフト車両(208)によって移送される前記パレット(207)上の前記物体(209)の寸法を決定する工程と
    を備え、
    前記速度および方向は、前記第1のスキャナ(201)および前記第2のスキャナ(202)によって測定される前記寸法を補正するのに使用される
    方法。
  13. 請求項12に記載の方法であって、
    前記第1のスキャナ(201)、前記第2のスキャナ(202)および前記第3のスキャナ(203)に対して第4のスキャナ(204)を、好ましくは前記測定領域(205)の前記第1の側(A)に、前記測定領域(205)の床(219)から所定の高さのところに配置する工程と、
    前記フォークリフト車両(208)によって移送される前記物体(209)の高さおよび傾きを測定する工程と、
    をさらに備え、
    前記高さおよび傾きは、前記第1のスキャナ(201)および前記第2のスキャナ(202)によって測定される前記寸法を補正して、前記物体(209)の最終的な寸法を取得するのに使用される
    方法。
  14. 請求項12または請求項13に記載の方法であって、
    相関手段が存在し、
    前記第1のスキャナ(201)および前記第3のスキャナ(203)の前記相関手段は、前記フォークリフト車両(208)が前記測定領域(205)内で前記第1のスキャナ(201)と前記第3のスキャナ(203)との間を移動している間に前記第1のスキャナ(201)および前記第3のスキャナ(203)によって取得された前記フォークリフト車両(208)のスキャン画像間の時間差を関連付ける
    方法。
  15. 請求項12ないし請求項14のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記フォークリフト車両(208)上で移動する前記パレット(207)上の前記物体(209)の決定された寸法は、遠隔的に(214)表示されるか、または、前記フォークリフト車両(208)に存在する表示ユニット(214’)に表示される
    方法。
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