KR101004021B1 - Weighing method using distance measuring unit - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 점 거리 측정수단을 이용해서 적재물을 임의의 블록으로 분할하는 단계와; 분할된 각 블록의 부피를 구하는 단계와; 모든 블록의 부피를 더하여 적재물의 총 부피를 구하는 단계 및; 이 총 부피에다 적재물의 평균밀도를 곱하여 무게를 얻는 단계;를 포함하는 저장고 내 적재물 무게 측정방법에 관한 것으로, 외란에 의한 오차가 없어 적재물을 보다 정확하게 측량할 수 있을 뿐 아니라, 적재물의 부피, 높이, 표면의 형태 등 다양한 정보를 취득할 수 있어 보다 효율적인 재고관리를 할 수 있다. The present invention comprises the steps of: dividing a load into an arbitrary block using point distance measuring means; Obtaining a volume of each divided block; Adding the volumes of all blocks to obtain the total volume of the load; The total volume is multiplied by the average density of the load to obtain a weight; relates to a method for measuring the weight of the load in the storage, including, there is no error due to disturbances can be measured more accurately, as well as the volume, height of the load Various types of information such as surface shape can be obtained for more efficient inventory management.
Description
본 발명은 예컨대 큰 호퍼형 저장고 내에서 재고의 표면이 부정형(不定形)의 모양을 가진 입자형 적재물의 부피 그리고 궁극적으로 무게를 구하는 측정방법에 관한 것으로, 특히 저장고 내의 적재물이 부정형의 모양을 가지고 있어 레이저 거리센서와 같은 점 거리 측정수단을 이용해서 그 표면을 스캔(여기서는 다수의 점을 설정하고 이들 점까지의 거리를 측정하는 것을 의미한다)하여 부정형의 모양을 근사적으로 추출한 다음, 그 적재물의 총 부피를 알아내고서 여기에다 적재물의 평균밀도를 곱하여 무게로 환산하는, 점 거리 측정수단을 이용한 저장고 내 적재물 무게 측정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a measuring method for determining the volume and ultimately the weight of a particulate load in which the surface of the stock has an irregular shape, for example, in a large hopper type reservoir, in particular the load in the reservoir has an irregular shape. Scan the surface using a point distance measuring means such as a laser distance sensor (which means setting multiple points and measuring the distance to these points) to approximately extract the irregular shape, and then The present invention relates to a method for measuring the weight of a load in a store using a point distance measuring means, which finds the total volume of and multiplies the average density of the load and converts it to weight.
이때, 상기 표면을 스캔하는 방법은, 적재물의 표면을 임의의 블록으로 분할하여 분할된 각 블록의 부피를 직접 구하는 것으로, 이로써 각 블록의 부피를 계산하고 모든 블록의 부피를 더하여 적재물의 총 부피를 구한 후, 전술한 바와 같이 평균밀도를 곱하여 무게를 얻게 된다.At this time, the method of scanning the surface, by dividing the surface of the load into an arbitrary block to directly obtain the volume of each divided block, thereby calculating the volume of each block and adding the volume of all blocks to determine the total volume of the load After obtaining, the weight is obtained by multiplying the average density as described above.
일반적으로 대형 저장고에서 적재물의 무게를 측정하는 방법으로는, 저장고 의 벽면에 일정한 간격으로 압력센서를 설치하고서 압력이 걸리는 센서의 위치를 파악하며 적재물의 부피를 개략적으로 계산하여 무게를 측정하는 방법과, 저장고 전체의 무게를 예컨대 로드셀, 마이크로셀과 같은 중량측정센서로 측정하고 나서 저장고 자체의 무게를 빼서 적재물의 무게를 측정하는 방법 등이 있다. In general, the weight of the load in a large reservoir is to install a pressure sensor at regular intervals on the wall of the reservoir, to find the position of the sensor under pressure, and to calculate the weight by roughly calculating the volume of the load. For example, there is a method of measuring the weight of the entire storage by measuring the weight of the entire storage using a weighing sensor such as a load cell or a microcell, and then subtracting the storage itself.
상기 압력센서 또는 중량측정센서는 일종의 스트레인 게이지로서, 인장력이나 압축력을 받으면 변형되게 되는데, 저장고 내부의 압력 또는 중량으로 인해 발생하는 변형을 감지하여 저장고 내 적재물의 무게를 측정하게 된다. The pressure sensor or the weighing sensor is a kind of strain gauge, which is deformed when a tensile force or a compressive force is received. The pressure sensor or the weighing sensor detects the deformation caused by the pressure or the weight in the reservoir and measures the weight of the load in the reservoir.
이러한 기존의 무게 측정방법은 일교차 및 계절변화 등에 따른 온도 및 강풍의 영향을 받으며, 저장고를 지지하는 구조물과의 연결로 인한 오차 등과 같이 측정에 영향을 주는 외적인 요소가 너무 많고, 주기적으로 영점 및 스팬을 교정해 주어야 하나 적절한 표준 분동 및 장비가 없어 교정에 대한 신뢰성을 입증하기 곤란한 문제점이 있었다. 더구나, 구조물의 변경이 일어나면 영점을 보정해 주어야 하지만, 상기 구조물이 다른 구조물과 연결되어 있는 경우에는 영점 보정이 불가능하게 되는 일도 일어난다. These conventional weighing methods are affected by temperature and strong winds due to daily crossover and seasonal changes, and there are too many external factors that affect the measurement, such as errors due to connection with structures supporting the storage, and periodically zero and span. Although there is no proper standard weight and equipment, it is difficult to prove the reliability of the calibration. In addition, if the structure is changed, the zero point should be corrected, but if the structure is connected to another structure, the zero point correction is also impossible.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 점 거리 측정수단을 이용하여 그 표면이 부정형의 모양을 가진 적재물이라 하더라도 부피를 정확히 구한 후 밀도를 곱하여 적재물의 무게를 정확히 환산함으로써, 오차를 최소화할 수 있으며, 온도, 바람, 구조물 등에 의한 외란이 없고 교정이 간편함과 더불어, 얻어지는 데이터를 이용해서 적재물의 표면을 입체적으로 형상화할 수 있어 재고량에 대한 신뢰성을 높일 수 있도록 된, 점 거리 측정수단을 이용한 저장고 내 적재물 무게 측정방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, even if the surface of the load having an irregular shape by using a point distance measuring means to accurately calculate the volume after multiplying the density by multiplying the weight of the load, error Point distance measurement, which can minimize the disturbance caused by temperature, wind, structure, etc., make it easy to calibrate, and shape the surface of the load three-dimensionally using the data obtained. The purpose is to provide a means of weighing loads in a reservoir by means.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 점 거리 측정수단을 이용해서 적재물을 임의의 블록으로 분할하는 단계와; 분할된 각 블록의 부피를 구하는 단계와; 모든 블록의 부피를 더하여 적재물의 총 부피를 구하는 단계 및; 이 총 부피에다 적재물의 평균밀도를 곱하여 무게를 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object comprises the steps of: dividing the load into an arbitrary block using point distance measuring means; Obtaining a volume of each divided block; Adding the volumes of all blocks to obtain the total volume of the load; And multiplying the total volume by the average density of the load to obtain a weight.
이하, 본 발명에 따른 저장고 내 적재물 무게 측정방법을, 첨부도면을 참조로 해서 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for measuring the weight of a load in a storage room according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 저장고의 사시도이고, 도 2는 적재물의 상부 표면을 삼각형 영역 및 반달모양의 영역으로 구획하는 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 삼각형 영역 중 기준면적보다 큰 경우에 이를 더 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a perspective view of the reservoir, Figure 2 is a view for explaining a method for partitioning the upper surface of the load into a triangular region and a half-moon-shaped region, Figure 3 is further divided when the larger than the reference area of the triangular region It is a figure for demonstrating a method.
도 1 내지 도 3에는 저장고와 그 안에 적재되어 있는 입자형 적재물이 개략 적으로 나타나 있는바, 상기 저장고는 큰 호퍼형 저장고로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 원통형 저장고는 물론 다각형의 단면을 가진 저장고에도 본 발명에 따른 저장고 내 적재물 무게 측정방법이 적용될 수 있다. 또한, 적재물은 입자형의 고체 물질로 될 수 있으며, 액체 물질로도 이루어질 수 있는데, 적재물이 액체인 경우에는 적재물의 상부 표면이 수평면을 이루기 때문에 본 발명에 따른 저장고 내 적재물 무게 측정방법이 더욱 쉽고 간단하게 구현될 수 있다. 본 명세서에서는, 통상적으로 또는 종래기술로는 무게를 측정하기 곤란한 경우 중, 저장고는 호퍼형 저장고이면서 적재물이 입자형 적재물인 경우를 가정하여 본 발명을 설명하기로 한다.1 to 3 schematically show a reservoir and a granular load loaded therein, the reservoir being shown as a large hopper reservoir, but not limited thereto, having a polygonal cross section as well as a cylindrical reservoir. The method for measuring the weight of the load in the reservoir according to the present invention may also be applied to the reservoir. In addition, the load may be made of a particulate solid material, it may also be made of a liquid material, if the load is a liquid because the upper surface of the load forms a horizontal plane, it is easier to weigh the load in the reservoir according to the present invention. It can be implemented simply. In the present specification, the present invention will be described on the assumption that when the weight is difficult to measure in the conventional or conventional art, the reservoir is a hopper-type reservoir and the load is a granular load.
우선, 저장고의 덮개 또는 저장고의 상부면을 수평으로 가로지르는 빔의 밑면 중 임의의 위치에 점 거리 측정수단을 설치한다. 여기서, 저장고에 적재물을 넣기 위한 장치가 대부분 저장고의 상부면 중앙에 위치하고 있기 때문에, 상기 점 거리 측정수단을 저장고의 상부면 중심점에 설치하기는 어렵다. 따라서 점 거리 측정수단은 저장고의 상부면 중심점에서 소정의 거리(s)만큼 떨어진 위치에 설치하게 된다. First, the point distance measuring means is installed at any position of the lid of the reservoir or the bottom of the beam horizontally across the upper surface of the reservoir. Here, since the apparatus for placing a load in the storage is mostly located in the center of the upper surface of the storage, it is difficult to install the point distance measuring means at the center of the upper surface of the storage. Therefore, the point distance measuring means is installed at a position separated by a predetermined distance s from the center point of the upper surface of the reservoir.
이 점 거리 측정수단은 레이저 거리센서나 초음파 거리센서, 전자파 거리측정기 등과 같은 장치로 구성되되, 저장고의 빔에 설치되는 점 거리 측정수단의 축 상에서 수직방향 및 수평방향 사이 즉 180도의 범위 내에서 소정의 제1각도(이하 경사각(α)이라 함)로 기울기가 균일하게 변경될 수 있게 되어 있음과 더불어, 상기 축에는 스텝모터를 장착하여 소정의 제2각도(이하 선회각(β)이라 함)만큼씩 균일하게 360도 선회할 수 있게 되어 있다. The point distance measuring means is composed of a device such as a laser distance sensor, an ultrasonic distance sensor, an electromagnetic distance measuring device, etc., and is determined between a vertical direction and a horizontal direction, that is, within a range of 180 degrees on the axis of the point distance measuring means installed in the beam of the storage. The inclination can be changed uniformly to the first angle of the following (hereinafter referred to as the inclination angle α), and a predetermined second angle (hereinafter referred to as the turning angle β) by mounting a step motor on the shaft. I can turn 360 degrees uniformly every time.
따라서, 상기 점 거리 측정수단은 경사각(α)으로 균일하게 분할된 각도 및 선회각(β)으로 균일하게 분할된 각도로 가상의 수직면 및 가상의 수평면에서 거리측정방향이 변경되면서 적재물의 표면을 스캔하여, 적재물이 어떠한 형태인지와 어느 정도의 높이를 갖는지를 연산할 수 있게 한다. Accordingly, the point distance measuring means scans the surface of the load while the distance measuring direction is changed in the virtual vertical plane and the virtual horizontal plane at an angle uniformly divided by the inclination angle α and an angle uniformly divided by the turning angle β. Thus, it is possible to calculate what shape the load is and how high it is.
물론, 별도의 제어장치를 구비하는 것이 바람직한바, 이 제어장치는 점 거리 측정수단의 구동을 제어하고, 점 거리 측정수단으로부터 데이터를 전달받아 저장하고 연산하며, 각종 데이터를 출력할 수 있다. Of course, it is preferable to have a separate control device, which controls the driving of the point distance measuring means, receives data from the point distance measuring means, stores and calculates, and outputs various data.
다음으로, 상기 점 거리 측정수단이 수평을 향하게 하여 일정한 속도로 선회시키면서 저장고의 벽면까지의 거리를 측정한다. 여기서, 점 거리 측정수단의 위치를 원점(10)으로 설정하고, 이 원점(10)과 측정된 가장 긴 거리의 점을 잇는 선을 Y축으로 설정하는 한편, 이 Y축에 대해 수평으로 직각인 선을 X축으로 설정한 다음, 상기 원점(10)을 중심으로 Y축 상의 최대거리를 반지름으로 하는 가상원을 설정한다. Next, the point distance measuring means is turned horizontally to measure the distance to the wall surface of the reservoir while turning at a constant speed. Here, the position of the point distance measuring means is set to the
그리고 상기 점 거리 측정수단을 Y축에 대해 수직을 이루도록 측정방향을 아래로 바꾸어 적재물과의 거리를 측정하여서 Z축과 만나는 적재물의 높이를 측정한다. 즉, 도 1을 참조하면 저장고의 높이(H), 정확하게는 점 거리 측정수단의 높이는 알고 있으므로, 원점(10)으로부터 점(100)까지의 거리를 측정하고, 상기 저장고의 높이(H)에서 이 측정된 거리를 빼면, 점(100)에 위치한 적재물의 높이, 즉 점(100)의 Z값을 얻을 수 있다. Then, the point distance measuring means is changed downward so as to be perpendicular to the Y axis to measure the distance to the load to measure the height of the load meeting the Z axis. That is, referring to FIG. 1, since the height H of the storehouse, that is, the height of the point distance measuring means is known, the distance from the
또한, 후술하는 바와 같이 거리측정과, 점의 위치 변경, 블록으로의 분할 등을 위해서, 점 거리 측정수단을 가상의 수직면에서 기울기를 변경시킬 때의 경사각(α) 크기 및 가상의 수평면에서 선회시킬 때의 선회각(β) 크기 그리고 삼각형의 기준면적을 미리 설정한다.Also, as will be described later, for the purpose of distance measurement, point position change, division into blocks, and the like, the point distance measuring means is to be rotated in the virtual horizontal plane and the angle of inclination α when the tilt is changed from the virtual vertical plane. Preset the angle of rotation (β) and the reference area of the triangle.
본 발명에 따른 저장고 내 적재물 무게 측정방법의 주요 특징 중 하나는, 적재물의 상부 표면이 부정형의 모양을 가지고 있어 그 표면을 상기 원점(10)을 지나는 Z축을 중심으로 해서 동일한 각도(선회각)로 분할하여 방사상의 연장선을 설정함과 더불어, 이 연장선을 다시 Z축에서부터 저장고의 벽면까지 소정의 간격(경사각에 의해)으로 분할하면서 인접한 연장선에 있는 임의의 점까지 연결하는 연결선을 설정하여, 이들 선에 의해 기준면적 이하의 크기를 갖는 삼각형 영역과 반달모양의 영역을 구획하며, 이들 선에 의해 분할된 각 영역을 수직방향 아래로 저장고의 바닥까지 연장해서 전체 적재물을 다수의 블록으로 분할하고, 각 블록의 상부면 상에 있는 꼭지점의 위치를 3차원 좌표화해서 이들 점의 좌표값을 이용해 각 블록의 부피를 구한 다음, 이들 블록의 적산한 총 부피에다 적재물의 평균밀도를 곱하여 무게를 계산한다는 것이다. One of the main features of the method for measuring the weight of a load in a reservoir according to the present invention is that the upper surface of the load has an irregular shape, and the surface is rotated at the same angle (swivel angle) about the Z axis passing through the
상기와 같이 적재물 특히 각 블록의 부피를 구하기 위해서는 블록의 상부면 상에 있는 각 꼭지점의 3차원 좌표값을 구해야 하는바, 이들을 알기 위해서는 삼각함수를 이용한 계산과정을 거쳐야 한다. As described above, in order to obtain the volume of the load, in particular, each block, three-dimensional coordinate values of the vertices on the upper surface of the block must be obtained. In order to know them, a trigonometric function must be calculated.
먼저, 점(100)은 전술된 바와 같이 측정한 적재물의 높이로부터 구해진 Z값과 X값(0) 및 Y값(0)을 구할 수 있다. 이 좌표값은 제어장치에 입력된다. First, the
다음으로, 점 거리 측정수단을 통해 원점(10)으로부터 점(101a)까지의 거리(d101a)를 측정한다. 연장선(L101)이 Y축과 동일한 가상의 수직면 상에 있다고 하면 X값(0)은 얻을 수 있고, Z축부터 점(101a)까지의 거리는 d101a×sinα이므로 이 값을 Y값으로 할 수 있으며, Y축부터 점(101a)까지의 거리는 d101a×cosα이므로 저장고의 높이에서 이 측정된 거리를 빼면 점(101a)에 위치한 적재물의 높이, 즉 점(101a)의 Z값을 구할 수 있다. Next, the distance d 101a from the
이를 응용하여, 경사각이 배수로 늘어날 때마다 증가된 경사각을 입력하면서, 연장선(L101)에 있는 다른 점들(101b,101c,...)의 3차원 좌표값을 구할 수 있게 된다. 한편, 연장선(L101)의 끝점은 저장고의 벽면과 만나는 점으로서, 경사각이 늘어남에도 불구하고 X값 및 Y값이 일치되게 인식되는 점들이 나타나면, 최초 일치되는 X값 및 Y값을 갖는 점을 끝점으로 설정하기로 한다. By applying this, it is possible to obtain a three-dimensional coordinate value of the
또한, 마찬가지로 연장선(L102)에 있는 점들(102a,102b,...)의 3차원 좌표값을 구할 수 있는데, 연장선(L102)은 연장선(L101)에 대해 선회각(β)만큼 선회하였기 때문에, 점 거리 측정수단을 통해 측정된 원점(10)부터 점(102a)까지의 거리를 d102a라 하면, X값은 d102a×sinα×sinβ이고, Y값은 d102a×sinα×cosβ이며, Z값은 H - d102a×cosα이다. Similarly, the three-dimensional coordinate values of the
이를 응용하여, 경사각 및 선회각이 배수로 늘어날 때마다 증가된 경사각 및 선회각을 입력하면서, 각 연장선에 있는 모든 점들의 3차원 좌표값을 구할 수 있다. By applying this, it is possible to obtain three-dimensional coordinate values of all points in each extension line while inputting the increased inclination angle and the turning angle as the inclination angle and the turning angle increase in multiples.
더불어, 적재물의 상부 표면을 소정의 영역들로 구획해야 하는데, 전술한 바와 같이 점 거리 측정수단이 원점(10)을 중심으로 하여 임의의 경사각(α)으로 변경되면서 Y축과 동일한 가상의 수직면 상에 있는 연장선(L101) 상에 점들(101a,101b,...)을 분할 설정한 다음, Z축을 중심으로 하여 임의의 선회각(β)만큼 거리측정방향이 변경된 후, 다시 상기 경사각(α)으로 변경되어 가면서 연장선(L102) 상에 점들(102a,102b,...)을 분할 설정한다. 이때 연장선들(L101,L102)과 저장고의 벽면이 만나는 끝점들도 연장선의 하나의 점으로 설정해 둔다. 다음으로, 연장선(L102) 상의 각 분할된 점들(102a,102b,...)로부터 인접한 연장선(L101) 상의 분할된 점들(101a,101b,...)까지 각각 최단거리로 연결되는 연결선을 설정하여 영역들을 구획하게 된다. In addition, the upper surface of the load should be partitioned into predetermined areas, and as described above, the point distance measuring means is changed to an arbitrary inclination angle α around the
보다 상세히 설명하자면, 도 2에 도시된 바와 같이 연장선(L102) 상의 점(102a)에서 연장선(L101) 상의 모든 점들(101a,101b,101c...)까지 연결하는 연결선을 설정하고 각 연결선의 길이를 연산한다. 이와 함께, 삼각형(△100,101a,102a) 및 삼각형(△101a,102a,101b)을 확정 구획한다. More specifically, as shown in FIG. 2, the connection line connecting the
이어서, 연장선(L102) 상의 다음 점(102b)에서 연장선(L101) 상의 점들(101b,101c...)까지 연결하는 연결선을 설정하고 각 연결선의 길이를 연산하되, 연장선(L102)의 점(102b)과 연장선(L101)의 점(101a)을 연결하지는 않는다. 즉, 각 연장선 상의 n번째 점은 우선적으로 인접한 연장선들의 n번째 점과 연결되어 연결선을 설정하기 시작한다. Subsequently, a connection line connecting the
여기서, 새로이 연결한 선(102b~101b)은 이전에 연결한 선(102a~101c)을 가 로지르게 되는데, 이들 두 선 중 하나를 확정하기 위해서 이들 두 선의 길이를 비교한다. 이에 따라, 새로운 선(102b~101b)이 기존의 선(102a~101c)보다 짧으면 기존의 선(102a~101c)을 취소하고 선(102b~101b)을 확정해서, 삼각형(△102a,101b,102b) 및 삼각형(△101b,102b,101c)을 구획한다. 반면에, 새로운 선(102b~101b)이 기존의 선(102a~101c)보다 길게 되면 선(102a~101c)을 확정해서, 삼각형(△102a,101b,101c) 및 삼각형(△102a,102b,101c)을 구획한다. Here, the newly connected
이렇게 하여, 연장선(L101)의 모든 점들과 연장선(L102)의 모든 점들 사이에 연결선 및 삼각형이 확정되게 되고, 끝으로 연장선(L101)의 끝점이 연장선(L102)의 끝점과 무조건 연결되도록 하여서 반달모양을 생성하게 된다. In this way, a connecting line and a triangle are defined between all the points of the extension line L101 and all the points of the extension line L102, and finally, the end point of the extension line L101 is connected to the end point of the extension line L102 unconditionally, thereby forming a half moon shape. Will generate
그 후에, 점 거리 측정수단이 Z축을 중심으로 하여 임의의 선회각(β)만큼 거리측정방향이 변경된 후 다시 상기 경사각(α)으로 변경되면서 다음 연장선(L103:도시되지 않음) 상에 점들을 분할 설정하고 나서, 위의 과정을 반복하여 삼각형 영역과 반달모양 영역을 구획하게 된다. After that, the point distance measuring means divides the points on the next extension line L103 (not shown) while the distance measuring direction is changed by the angle of rotation (β) about the Z axis and then changed to the inclination angle α again. After setting, the above process is repeated to divide the triangular area and the half moon area.
이와 같이 점 거리 측정수단이 Z축을 중심으로 하여 임의의 선회각(β)만큼 선회하면서 360도(또는 180도만) 선회하게 되면, 구획된 삼각형 영역마다 면적을 연산해서 미리 설정한 상기 기준면적과 그 크기를 비교한다. 이는 원점(10)으로부터 멀어지는 곳은 삼각형 영역의 크기가 커지게 되면서 오차를 키울 수 있으므로, 이를 방지하기 위한 것이다. When the point distance measuring means turns 360 degrees (or only 180 degrees) while turning around the Z axis by an arbitrary turning angle β, the reference area set in advance by calculating an area for each partitioned triangular area and its Compare the size. This is to prevent this, because the distance away from the
만일, 임의의 삼각형 영역이 기준면적보다 크다고 판단되면, 도 3에 도시된 바와 같이 해당 삼각형의 무게중심점(C)의 좌표값을 구하고, 이 무게중심점(C)의 좌표값에 해당하는 경사각(α) 및 선회각(β)을 갖도록 점 거리 측정수단을 조정하여 무게중심점(C)을 향해 거리를 측정해서, 무게중심점(C)의 융기 또는 함몰 등을 검사하게 된다. 이에 따라, 무게중심점(C)의 좌표값과 실제 측정점의 좌표값이 일치하면 무게중심점(C)을 기준으로 해당 삼각형을 3개의 작은 삼각형으로 더 분할하는 한편, 일치하지 않으면 실제 측정점의 좌표값을 기준으로 삼각형을 3개의 작은 삼각형으로 더 분할한다. If it is determined that an arbitrary triangle area is larger than the reference area, as shown in FIG. 3, the coordinate value of the center of gravity point C of the triangle is obtained, and the inclination angle α corresponding to the coordinate value of the center of gravity point C is shown. ) And the point distance measuring means is adjusted to have a turning angle β to measure the distance toward the center of gravity C, thereby inspecting the elevation or depression of the center of gravity C. FIG. Accordingly, if the coordinate value of the center of gravity point (C) and the coordinate value of the actual measurement point coincide, the triangle is further divided into three smaller triangles based on the center of gravity point (C). The triangle is further divided into three smaller triangles.
전술한 바와 같이, 적재물의 상부 표면을 소정의 영역들로 구획한 후에는, 이들 분할된 삼각형 영역과 생성된 반달모양의 영역을 Z축 방향 아래로 저장고의 바닥까지 연장해서, 적재물을 다수의 블록으로 분할한다.As mentioned above, after partitioning the top surface of the load into predetermined regions, these divided triangular regions and the resulting half-moon-shaped region extend below the Z-axis to the bottom of the reservoir, thereby expanding the load into multiple blocks. Divide into
본 발명에 따른 저장고 내 적재물 무게 측정방법의 주요 특징 중 다른 하나는, 적재물을 블록화했을 때 나올 수 있는 블록의 유형을 2가지 형태로, 즉 삼각형 단면을 갖는 삼각기둥형 블록과, 반달모양의 단면을 갖는 반달기둥형 블록으로 구분하고서, 각 블록의 유형에 따라 블록의 상부면 상에 있는 각 꼭지점의 3차원 좌표값을 이용해 그 블록의 높이를 반영한 부피를 바로 구하는 방법을 별도로 제공한다는 것이다. Another of the main features of the weighing method of the load in the storage according to the present invention is that the type of blocks that can come out when the load is blocked in two forms, that is, a triangular prism block having a triangular cross section, and a half moon shaped cross section It is divided into a half-moon columnar block having a, and separately provides a method of directly calculating the volume reflecting the height of the block by using the three-dimensional coordinate value of each vertex on the upper surface of the block according to the type of each block.
도 4는 삼각기둥형 블록의 부피를 구하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 이를 참조하면 삼각기둥형 블록(B1)은 그 단면이 삼각형을 가진 형태로서, 블록의 상부면 상에 있는 꼭지점을 각각 p1, p2, p3라 하고, 점 거리 측정수단에 의해 측정된 좌표를 p1(x1,y1,z1), p2(x2,y2,z2), p3(x3,y3,z3)라고 하되, 이들 p1, p2, p3의 순서 는 높이 순서(z1 > z2 > z3)에 따라 정한다. 이 블록의 투영면에서 각 변의 길이를 a, b, c로 나타내면, 삼각기둥형 블록(B1)의 부피는 아래의 식에 의해 구할 수 있다.4 is a schematic diagram for explaining a method for obtaining the volume of a triangular prism block. Referring to this, the triangular prism block B1 has a triangular cross section, and the vertices on the upper surface of the block are p 1 , p 2 , and p 3 , respectively, and are measured by point distance measuring means. P 1 (x 1 , y 1 , z 1 ), p 2 (x 2 , y 2 , z 2 ), p 3 (x 3 , y 3 , z 3 ), and these p 1 , p 2 , p The order of 3 is determined by the height order (z 1 > z 2 > z 3 ). When the lengths of the sides in the projection plane of this block are represented by a, b, and c, the volume of the triangular prism block B1 can be obtained by the following equation.
여기서, here,
, ,
, ,
이다. to be.
삼각기둥형 블록(B1)들의 부피를 각각 계산하고, 이들 부피를 적산한다.The volumes of the triangular primitive blocks B1 are respectively calculated and these volumes are integrated.
다음으로, 도 5는 반달기둥형 블록의 부피를 구하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 이를 참조하면 반달기둥형 블록(B2)은 그 단면이 반달모양을 가진 형태로서, 블록의 상부면 상에 있는 꼭지점을 각각 p4, p5라 하고, 점 거리 측정수단에 의해 측정된 좌표를 p4(x4,y4,z4), p5(x5,y5,z5)라고 한다. 저장고의 반지름을 r로 나타내면, 반달기둥형 블록(B2)의 부피는 아래의 식에 의해 구할 수 있다.Next, FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method for obtaining the volume of the half-moon columnar block. Referring to this, the half-moon columnar block B2 has a half-moon-shaped cross section, and the vertices on the upper surface of the block are p 4 and p 5 , respectively, and the coordinates measured by the point distance measuring means are p. 4 (x 4 , y 4 , z 4 ) and p 5 (x 5 , y 5 , z 5 ). If the radius of the reservoir is represented by r, the volume of the half-moon columnar block B2 can be obtained by the following equation.
반달기둥형 블록(B2)들의 부피를 각각 계산하고, 이들 부피를 적산한다.The volumes of the semicolumnar blocks B2 are respectively calculated and these volumes are integrated.
끝으로, 적산한 총 부피에다 적재물의 평균밀도를 곱하여 무게를 계산하고 마친다. 이때, 도 1에서와 같이 저장고가 호퍼형 저장고라면, 저장고의 높이(H)에 대한 원통 형상의 부피에서 원추대 형상의 부피를 빼어 얻은 소정의 부피값을 다시 상기 원통 형상의 부피에서 빼는 연산이 추가될 수 있다.Finally, the weight is calculated and finished by multiplying the total volume by the average density of the load. In this case, as shown in FIG. 1, if the cellar is a hopper-type cellar, a calculation is performed to subtract a predetermined volume value obtained by subtracting the volume of the truncated cone shape from the volume of the cylindrical shape with respect to the height H of the cellar again from the volume of the cylindrical shape. Can be.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 점 거리 측정수단을 이용한 거리 측정을 이용하여 저장고 내 적재물의 무게를 보다 쉽게 계산할 수 있다. 종래기술에 비하여 외란에 의한 오차가 없어 적재물을 보다 정확하게 측량할 수 있을 뿐 아니라, 적재물의 부피, 높이, 표면의 형태 등 다양한 정보를 취득할 수 있어 보다 효율적인 재고관리를 할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to more easily calculate the weight of the load in the storage using distance measurement using the point distance measuring means. Compared to the prior art, there is no error due to disturbance, so that the load can be more accurately measured, and various information such as the volume, height, and surface shape of the load can be obtained, thereby enabling more efficient inventory management.
도 1은 저장고의 사시도이다.1 is a perspective view of a reservoir.
도 2는 적재물의 상부 표면을 삼각형 영역 및 반달모양의 영역으로 구획하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining a method of partitioning the upper surface of the load into triangular regions and half moon-shaped regions.
도 3은 삼각형 영역 중 기준면적보다 큰 경우에 이를 더 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a method of further dividing when larger than the reference area of the triangular region.
도 4는 삼각기둥형 블록의 부피를 구하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 4 is a schematic diagram for explaining a method for obtaining the volume of a triangular prism block.
도 5는 반달기둥형 블록의 부피를 구하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 5 is a schematic view for explaining a method for obtaining the volume of a half-moon columnar block.
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