Claims (108)
1. Аппарат для сканирования груза для получения физических параметров груза, имеющего такие параметры груза, как длина груза, ширина груза и высота груза, при этом указанный аппарат для сканирования груза включает:1. An apparatus for scanning cargo to obtain the physical parameters of a cargo having cargo parameters such as cargo length, cargo width and cargo height, while said cargo scanning apparatus includes:
сканирующий робот, включающий в себя множество датчиков, расположенных в виде массива, охватывающего по существу по меньшей мере один из указанных параметров груза в первом направлении, иa scanning robot including a plurality of sensors arranged in an array covering essentially at least one of said cargo parameters in a first direction, and
процессор, сконфигурированный для обработки набора изображений, полученных указанным множеством датчиков, и сшивания набора изображений вместе для создания трехмерного представления указанного груза,a processor configured to process a set of images obtained by said plurality of sensors and stitch the set of images together to create a three-dimensional representation of said cargo,
при этом датчики указанного массива датчиков неподвижны относительно друг друга в первом направлении и перемещается вместе во втором направлении в плоскости сканирования,while the sensors of the specified array of sensors are stationary relative to each other in the first direction and move together in the second direction in the scanning plane,
при этом множество датчиков расположены таким образом, что линия обзора в целом перпендикулярна плоскости сканирования, иwherein the plurality of sensors are positioned such that the line of sight is generally perpendicular to the scanning plane, and
при этом указанное множество датчиков сконфигурировано для получения набора изображений указанного груза с указанной плоскости сканирования и сконфигурировано для сбора информации о расстоянии указанного груза от указанной плоскости сканирования.wherein said plurality of sensors is configured to acquire a set of images of said cargo from said scanning plane, and configured to collect information about the distance of said cargo from said scanning plane.
2. Аппарат для сканирования груза по п. 1, отличающийся тем, что указанный груз представляет собой груз бревен, уложенных, как правило, параллельно друг другу в штабель.2. An apparatus for scanning a load according to claim 1, characterized in that said load is a load of logs stacked, as a rule, parallel to each other in a stack.
3. Аппарат для сканирования груза по п. 1, отличающийся по меньшей мере одним из следующего:3. Cargo scanning apparatus according to claim 1, characterized by at least one of the following:
указанное множество датчиков перемещается вместе по длине груза в продольном направлении, обычно параллельном длине груза,said plurality of sensors move together along the length of the load in a longitudinal direction, typically parallel to the length of the load,
указанное множество датчиков поворачивается между первой ориентацией и второй ориентацией, чтобы быть обращенными к противоположным концам указанного груза бревен,said plurality of sensors is rotated between a first orientation and a second orientation to face opposite ends of said load of logs,
указанное множество датчиков поворачивается на 180° между первой ориентацией и второй ориентацией, чтобы быть обращенными к противоположным концам указанного груза бревен,said plurality of sensors is rotated 180° between a first orientation and a second orientation to face opposite ends of said load of logs,
указанное множество датчиков охватывает приблизительно всю ширину груза для охвата груза без необходимости перемещения сканирующего робота в поперечном направлении,said plurality of sensors covers approximately the entire width of the load to cover the load without the need for the scanning robot to move laterally,
указанное множество датчиков перемещается между приподнятым положением и нижним положением, чтобы получать изображения, как правило, с горизонтальной перспективы,said plurality of sensors move between an elevated position and a lower position to acquire images, typically from a horizontal perspective,
указанное множество датчиков расположены с образованием стереопар,the specified set of sensors are located with the formation of stereopairs,
указанное множество датчиков расположены с образованием от 4 до 10 стереопар,the specified set of sensors are located with the formation of 4 to 10 stereopairs,
указанное множество датчиков перемещается в продольном направлении для получения изображений вида сверху вниз для формирования набора изображений вдоль длины указанного груза,the specified set of sensors is moved in the longitudinal direction to obtain images of the view from top to bottom to form a set of images along the length of the specified load,
указанный груз представляет собой груз бревен, а указанное множество датчиков может опускаться на 2-5 метров из приподнятого положения в нижнее положение для сканирования концов штабеля бревен в указанном грузе бревен, иsaid load is a load of logs, and said plurality of sensors can be lowered 2-5 meters from an elevated position to a lower position to scan the ends of the log stack in said load of logs, and
указанное множество датчиков включает в себя камеры формирования изображения расстояния, выбранные из группы, включающей стереокамеры, камеры структурированного освещения, времяпролетные камеры или единичная камеры, получающие изображение смещения.said plurality of sensors includes distance imaging cameras selected from the group consisting of stereo cameras, structured lighting cameras, time-of-flight cameras, or a single displacement imaging camera.
4. Аппарат для сканирования груза по п. 1, отличающийся по меньшей мере одним из следующего:4. Cargo scanning apparatus according to claim 1, characterized by at least one of the following:
указанный сканирующий робот содержит первый набор датчиков, закрепленных в первой ориентации, и второй набор датчиков, закрепленных во второй ориентации, для сканирования поверхностей бревен соседних пакетов бревен,said scanning robot comprises a first set of sensors attached in a first orientation and a second set of sensors attached in a second orientation for scanning log surfaces of adjacent log stacks,
указанный сканирующий робот поддерживается на двух горизонтально разнесенных параллельных дорожках,said scanning robot is supported on two horizontally spaced parallel tracks,
указанный сканирующий робот поддерживается на двух горизонтально разнесенных параллельных дорожках, которые приподняты и поддерживаются над поверхностью земли,said scanning robot is supported on two horizontally spaced parallel tracks that are raised and supported above the ground,
указанный сканирующий робот представляет собой мобильное сканирующее устройство, имеющее приводной механизм для его движения к указанному грузу и/или его движения вдоль указанного груза,the specified scanning robot is a mobile scanning device having a drive mechanism for its movement towards the specified cargo and/or its movement along the specified cargo,
указанный сканирующий робот представляет собой мобильное сканирующее устройство, которое управляется вручную оператором, или перемещение мобильного сканирующего устройства может быть автоматизировано,said scanning robot is a mobile scanning device that is manually controlled by an operator, or the movement of the mobile scanning device can be automated,
указанное мобильное сканирующее устройство может обнаруживать груз и выравниваться по отношению к нему,said mobile scanning device can detect and align with the load,
указанный сканирующий робот находится на подвесном портале,the specified scanning robot is on the overhead portal,
указанный сканирующий робот содержит поперечину, на которой закреплено указанное множество датчиков, иsaid scanning robot comprises a cross member on which said plurality of sensors is fixed, and
указанный груз представляет собой груз бревен, а указанное множество датчиков может опускаться на 3-4 метра из приподнятого положения в нижнее положение для сканирования концов штабеля бревен в указанном грузе бревен.said load is a load of logs, and said plurality of sensors can be lowered 3 to 4 meters from an elevated position to a lower position to scan the ends of the stack of logs in said load of logs.
5. Аппарат для сканирования груза по п. 1, отличающийся тем, что указанный аппарат для сканирования груза содержит более одного модуля указанного робота, при этом:5. Apparatus for scanning cargo according to claim 1, characterized in that said apparatus for scanning cargo contains more than one module of the specified robot, while:
каждый из указанных модулей робота используют для выполнения одной из следующих задач или их комбинации:each of these robot modules is used to perform one of the following tasks or a combination of them:
а) сканирование,a) scanning
б) снабжение бревен этикеткой,b) supplying logs with a label,
в) водоструйная очистка, илиc) water jet cleaning, or
г) маркировка, иd) marking, and
каждый из указанных модулей робота расположены вдоль одних и тех же дорожек.each of these robot modules are located along the same tracks.
6. Аппарат для сканирования груза по п. 1, отличающийся по меньшей мере одним из следующего: указанный массив датчиков перемещается вместе во втором направлении, причем указанное второе направление перпендикулярно указанному первому направлению, и указанный массив датчиков перемещается совместно по дуге.6. An apparatus for scanning cargo according to claim 1, characterized by at least one of the following: said array of sensors moves together in a second direction, said second direction being perpendicular to said first direction, and said array of sensors moves together in an arc.
7. Аппарат для сканирования груза по п. 1, отличающийся тем, что указанный сканирующий робот дополнительно содержит поперечину и множество датчиков, закрепленных на ней, характеризующийся по меньшей мере одним из следующего: указанная поперечина перемещается между приподнятым положением и нижним положением на сканирующем роботе для сканирования указанного груза, и указанная поперечина имеет ширину приблизительно от 30 мм до 500 мм для размещения в промежутках между пакетами бревен в грузе бревен.7. Apparatus for scanning cargo according to claim 1, characterized in that said scanning robot further comprises a crossbar and a plurality of sensors attached to it, characterized in at least one of the following: said crossbar moves between an elevated position and a lower position on the scanning robot for scanning said load, and said crossbar having a width of approximately 30 mm to 500 mm to fit between the log stacks in the log load.
8. Аппарат для сканирования груза по п. 1, отличающийся по меньшей мере одним из следующего:8. Cargo scanning apparatus according to claim 1, characterized by at least one of the following:
указанный аппарат имеет длину от 15 до 50 метров, охватывая по меньшей мере всю длину указанного груза, иsaid apparatus has a length of 15 to 50 meters, covering at least the entire length of said cargo, and
указанный аппарат имеет длину от 20 до 30 метров, охватывая по меньшей мере всю длину указанного груза.said apparatus has a length of 20 to 30 meters, covering at least the entire length of said cargo.
9. Аппарат для сканирования груза по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере одно из следующего:9. Cargo scanning apparatus according to claim 1, further comprising at least one of the following:
датчики выравнивания для определения, когда сканирующий робот находится над грузом или промежутками между соседними пакетами груза;alignment sensors for detecting when the scanning robot is over the payload or gaps between adjacent payload packages;
направляющие, выполненные с возможностью направления лесовоза в положение, подходящее для сканирования в отсеке для приема груза;rails configured to guide the timber vehicle to a position suitable for scanning in the cargo receiving compartment;
датчик для определения того, находится ли лесовоз в положении, подходящем для сканирования;a sensor for determining whether the timber truck is in a position suitable for scanning;
индикаторы для указания водителю лесовоза двигаться, снижать скорость или останавливаться;indicators to tell the logging truck driver to move, slow down or stop;
память, сконфигурированную для хранения данных.memory configured to store data.
10. Аппарат для сканирования груза по п. 1, отличающийся по меньшей мере одним из следующего:10. Cargo scanning apparatus according to claim 1, characterized by at least one of the following:
указанный процессор сконфигурирован для получения реконструированного двухмерного сшитого изображения и/или трехмерной визуализации груза из указанного набора изображений;said processor is configured to obtain a reconstructed 2D stitched image and/or a 3D visualization of the load from said set of images;
указанный процессор исправляет ошибку параллакса/перспективы в сшитом выводимом изображении;said processor corrects a parallax/perspective error in the stitched output image;
указанный процессор сконфигурирован для обработки изображений, полученных множеством датчиков, для определения физических параметров отдельных бревен и/или груза;said processor is configured to process images from a plurality of sensors to determine the physical parameters of individual logs and/or loads;
указанный процессор масштабирует количество пикселей в изображениях в физические параметры отдельных бревен; иsaid processor scales the number of pixels in images to the physical parameters of individual logs; And
указанный процессор обрабатывает изображения, полученные множеством датчиков, для определения объема древесины в грузе бревен.said processor processes the images received by the plurality of sensors to determine the volume of wood in the load of logs.
11. Аппарат для сканирования груза по п. 1, отличающийся тем, что указанный процессор сконфигурирован для обработки изображений, полученных множеством датчиков, для определения физических параметров отдельных бревен и/или груза, а указанный физический параметр представляет собой одно или более из следующего:11. An apparatus for scanning a load according to claim 1, characterized in that said processor is configured to process images obtained by a plurality of sensors to determine the physical parameters of individual logs and/or loads, and said physical parameter is one or more of the following:
i. диаметр бревна,i. log diameter,
ii. минимальный диаметр бревна,ii. minimum log diameter,
iii. максимальный диаметр бревна,iii. maximum log diameter,
iv. площадь среза бревна,iv. log cut area,
v. периметр бревна,v. log perimeter,
vi. пригодный для использования периметр бревна,vi. usable log perimeter,
vii. пригодная для использования площадь среза бревна,vii. usable log cut area,
viii. дефект(ы) бревна,viii. log defect(s),
ix. положение указанного бревна, иix. the position of the specified log, and
x. данные для отслеживания.x. tracking data.
12. Аппарат для сканирования груза по п 1, отличающийся тем, что указанный аппарат для сканирования груза получает данные о расстоянии и/или регистрирует идентификационные данные, при этом указанные данные о расстоянии представляют собой расстояние между положением камеры и поверхностью бревна.12. An apparatus for scanning cargo according to claim 1, characterized in that said apparatus for scanning cargo receives distance data and/or registers identification data, said distance data being the distance between the position of the camera and the surface of the log.
13. Аппарат для сканирования груза по п. 1, отличающийся тем, что указанный процессор обрабатывает изображения, полученные множеством датчиков, для определения объема древесины в грузе бревен, а указанный объем древесины определяют по физическим параметрам, определенным из визуализированного двухмерного сшитого или трехмерного изображения груза, данных о расстоянии и данных о положении робота.13. An apparatus for scanning a load according to claim 1, characterized in that said processor processes images obtained by a plurality of sensors to determine the volume of wood in a load of logs, and said volume of wood is determined from physical parameters determined from a rendered two-dimensional stitched or three-dimensional image of the load , distance data, and robot position data.
14. Способ измерения физических параметров груза, включающий:14. A method for measuring the physical parameters of the cargo, including:
а). обеспечение аппарата для сканирования груза, содержащего:A). provision of a cargo scanning apparatus, comprising:
(i) сканирующий робот, включающий в себя множество датчиков, расположенных в виде массива, охватывающего по существу по меньшей мере один из указанных параметров груза в первом направлении, и(i) a scanning robot including a plurality of sensors arranged in an array covering substantially at least one of said cargo parameters in a first direction, and
(ii) процессор, сконфигурированный для обработки набора изображений, полученных указанным множеством датчиков, и сшивания набора изображений вместе для создания трехмерного представления указанного груза,(ii) a processor configured to process a set of images acquired by said plurality of sensors and stitch the set of images together to create a three-dimensional representation of said cargo,
при этом датчики указанного массива датчиков неподвижны относительно друг друга в первом направлении и перемещается вместе во втором направлении в плоскости сканирования,while the sensors of the specified array of sensors are stationary relative to each other in the first direction and move together in the second direction in the scanning plane,
при этом множество датчиков расположены таким образом, что линия обзора в целом перпендикулярна плоскости сканирования, иwherein the plurality of sensors are positioned such that the line of sight is generally perpendicular to the scanning plane, and
при этом указанное множество датчиков сконфигурировано для получения набора изображений указанного груза с указанной плоскости сканирования и сконфигурировано для сбора информации о расстоянии указанного груза от указанной плоскости сканирования,wherein the specified set of sensors is configured to receive a set of images of the specified cargo from the specified scanning plane and is configured to collect information about the distance of the specified cargo from the specified scanning plane,
б). размещение груза в отсеке для приема груза указанного аппарата для сканирования груза,b). placement of cargo in the compartment for receiving cargo of the specified apparatus for scanning cargo,
в). совместное перемещение массива датчиков, иV). joint movement of the array of sensors, and
г). получение коллекции изображений груза для определения его физических параметров.G). obtaining a collection of cargo images to determine its physical parameters.
15. Способ по п. 14, отличающийся по меньшей мере одним из следующего:15. The method according to p. 14, characterized by at least one of the following:
указанный груз представляет собой груз бревен, уложенных, как правило, параллельно друг другу в штабель,the specified load is a load of logs stacked, as a rule, parallel to each other in a pile,
указанный массив датчиков перемещают из приподнятого положения в нижнее положение;the specified array of sensors is moved from an elevated position to a lower position;
указанный массив датчиков перемещают совместно в горизонтальном направлении от одного конца груза к другому концу груза;the specified array of sensors move together in a horizontal direction from one end of the load to the other end of the load;
указанный массив датчиков перемещают совместно по дуге из вертикальной ориентации в горизонтальную ориентацию или из горизонтальной ориентации в вертикальную ориентацию;the specified array of sensors move together in an arc from a vertical orientation to a horizontal orientation or from a horizontal orientation to a vertical orientation;
указанный массив датчиков перемещают ступенчато;said array of sensors is moved stepwise;
указанный массив датчиков перемещают, а изображения получают без остановки.the specified array of sensors is moved, and images are obtained without stopping.
16. Способ по п. 14, дополнительно включающий по меньшей мере одно из следующего:16. The method of claim 14, further comprising at least one of the following:
перемещение сканирующего робота вдоль длины груза в продольном направлении указанного груза;moving the scanning robot along the length of the load in the longitudinal direction of said load;
обнаружение промежутков между пакетами бревен перед перемещением указанного массива датчиков в промежутки между пакетами бревен;detecting gaps between stacks of logs before moving said array of sensors into gaps between stacks of logs;
автоматическое обнаружение и считывание с изображений идентификационных кодов на бревнах;automatic detection and reading from images of identification codes on logs;
обработку изображений, полученных множеством датчиков, для определения объема пригодной для использования древесины из указанного груза бревен;processing the images obtained by the plurality of sensors to determine the volume of usable wood from said load of logs;
вращение множества датчиков, обращенных по направлению к указанному грузу бревен;rotating a plurality of sensors facing said load of logs;
сшивку набора изображений, полученных множеством датчиков, для формирования трехмерного изображения груза;stitching a set of images obtained by a plurality of sensors to form a three-dimensional image of the load;
формирование визуализированного двухмерного сшитого изображения груза из набора изображений;generating a rendered two-dimensional stitched image of the cargo from a set of images;
обработку изображений, полученных множеством датчиков, для определения одного или более из следующего:processing images acquired by multiple sensors to determine one or more of the following:
i. диаметр бревна,i. log diameter,
ii. минимальный диаметр бревна,ii. minimum log diameter,
iii. максимальный диаметр бревна,iii. maximum log diameter,
iv. площадь среза бревна,iv. log cut area,
v. периметр бревна,v. log perimeter,
vi. пригодный для использования периметр бревна,vi. usable log perimeter,
vii. пригодная для использования площадь среза бревна,vii. usable log cut area,
viii. дефект(ы) бревна,viii. log defect(s),
ix. положение указанного бревна,ix. the position of the specified log,
x. данные для отслеживания.x. tracking data.
17. Способ по п. 14, отличающийся по меньшей мере одним из следующего:17. The method according to p. 14, characterized by at least one of the following:
изображения получают множеством датчиков в горизонтальных плоскостях, по существу, перпендикулярных концам бревен,images are obtained by a plurality of sensors in horizontal planes, essentially perpendicular to the ends of the logs,
на каждой ступени указанный массив датчиков получает серию изображений перед переходом на следующую ступень,at each stage, the specified array of sensors receives a series of images before moving on to the next stage,
указанный аппарат для сканирования груза собирает данные о расстоянии и/или регистрационные идентификационные данные, иsaid cargo scanner collects distance data and/or registration identification data, and
указанные данные о расстоянии представляют собой данные о расстоянии между положением камеры и поверхностью бревна.the specified distance data is the distance data between the camera position and the surface of the log.
18. Способ по п. 14, дополнительно включающий обработку изображений, полученных множеством датчиков, для определения объема пригодной для использования древесины в указанном грузе бревен, при этом указанный объем древесины определяют по физическим параметрам, определенным из визуализированного двухмерного сшитого или трехмерного изображения груза, данных о расстоянии и данных о положении робота.18. The method of claim 14, further comprising processing images from a plurality of sensors to determine the volume of usable wood in said load of logs, said volume of wood being determined from physical parameters determined from a rendered 2D stitched or 3D image of the load, data distance and position data of the robot.
19. Способ по п. 14, отличающийся тем, что указанным грузом является груз бревен и указанный груз бревен ввозят в приемный отсек на лесовозе, а измерения проводят, когда груз бревен остается на транспортном средстве.19. The method according to claim 14, characterized in that said load is a load of logs and said load of logs is brought into the receiving compartment on a timber truck, and measurements are taken when the load of logs remains on the vehicle.