RU216782U1 - SENSOR MODULE FOR REGISTRATION OF VOLUME AND WEIGHT CHARACTERISTICS - Google Patents

SENSOR MODULE FOR REGISTRATION OF VOLUME AND WEIGHT CHARACTERISTICS Download PDF

Info

Publication number
RU216782U1
RU216782U1 RU2022129965U RU2022129965U RU216782U1 RU 216782 U1 RU216782 U1 RU 216782U1 RU 2022129965 U RU2022129965 U RU 2022129965U RU 2022129965 U RU2022129965 U RU 2022129965U RU 216782 U1 RU216782 U1 RU 216782U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module according
depth cameras
cameras
platform
weighing platform
Prior art date
Application number
RU2022129965U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Салимжан Азатович Гафуров
Мария Геннадьевна Гафурова
Артём Михайлович Идрисов
Никита Александрович Хижний
Евгений Игоревич Максимычев
Вера Александровна Салмина
Алексей Станиславович Евлампьев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРНЕТ РЕШЕНИЯ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРНЕТ РЕШЕНИЯ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРНЕТ РЕШЕНИЯ"
Application granted granted Critical
Publication of RU216782U1 publication Critical patent/RU216782U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к используемым в электронной торговле к аппаратным частям систем для регистрации физических параметров почтового отправления, используемых в электронной торговле логистических устройств контроля, а именно к устройствам для измерения объемно-весовых характеристик (ОВХ) товаров и почтовых отправлений. Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в создании устройства для определения физических параметров, почтовых отправлений, в том числе, ОВХ с достижением технического результата, заключающегося в повышении достоверности параметров, определяемых при использовании устройства, а также с обеспечением возможности идентификации почтовых отправлений. Технический результат достигается за счет того, что полезная модель содержит каркас в виде параллелепипеда, по углам дна которого закреплены тензодатчики, на которых закреплена плоская весовая платформа, в пределах которой находится прямоугольная область для размещения отправления, ограниченная слоем покрытия из контрастного материала, две стереоскопические камеры глубины, расположенные в противоположных углах верхней части каркаса, так, что светоизлучающие приборы подсветки каждой из камер глубины расположены между видеокамерами соответствующих камер глубины на вертикальных прямых линиях, проходящих через углы выделенной прямоугольной области, а веб-камера расположена по центру между двумя камерами глубины, расположенными на одинаковом расстоянии от весовой платформы, а передняя часть устройства выполнена с отверстием, расстояние между боковыми краями которого не меньше ширины выделенной области, а верхний край расположен не выше высоты размещения светоизлучающих приборов камер глубины. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to the hardware components of systems used in electronic commerce for registering the physical parameters of a mail item, logistic control devices used in electronic commerce, namely, devices for measuring the volume-weight characteristics (VX) of goods and mail items. The technical problem solved by the utility model is to create a device for determining the physical parameters of mail items, including OVH, with the achievement of a technical result that consists in increasing the reliability of the parameters determined when using the device, as well as providing the possibility of identifying mail items. The technical result is achieved due to the fact that the utility model contains a frame in the form of a parallelepiped, at the corners of the bottom of which strain gauges are fixed, on which a flat weighing platform is fixed, within which there is a rectangular area for placing the item, limited by a coating layer of contrast material, two stereoscopic cameras depth cameras located in opposite corners of the upper part of the frame, so that the light-emitting illumination devices of each of the depth cameras are located between the video cameras of the corresponding depth cameras on vertical straight lines passing through the corners of the selected rectangular area, and the webcam is located in the center between the two depth cameras, located at the same distance from the weight platform, and the front part of the device is made with a hole, the distance between the side edges of which is not less than the width of the selected area, and the upper edge is located no higher than the height of the light-emitting devices of the depth cameras s. 10 z.p. f-ly, 7 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к аппаратной части систем для регистрации объемно-весовых характеристик (ОВХ) товаров, почтовых отправлений и других физических объектов при проведении логистических операций, например, транспортировки и сортировки, складских операций, таких как хранение, учет и упаковка. Устройство является модулем датчиков для определения ОВХ почтовых отправлений, в том числе, упакованных и не упакованных предварительно товаров, предназначенных для почтовой пересылки, курьерской доставки или других форм транспортировки между точкой отправления и точкой получения (вручения). Устройство может быть использовано на почтовых предприятиях, предприятиях электронной торговли. Полезная модель может быть использована в составе программно–аппаратных комплексов, обеспечивающих определение ОВХ товаров и отправлений, а также соответствие ОВХ посылки/товара характеристикам, заявленным в описании посылки/товара почтового отправления характеристикам, заявленным в описании товара. The utility model relates to the hardware of systems for registering volume-weight characteristics (OVX) of goods, mailings and other physical objects during logistics operations, such as transportation and sorting, warehouse operations, such as storage, accounting and packaging. The device is a sensor module for determining the OVH of postal items, including packaged and non-prepackaged goods intended for postal forwarding, courier delivery or other forms of transportation between the point of departure and the point of receipt (delivery). The device can be used in post offices, e-commerce enterprises. The utility model can be used as part of software and hardware systems that ensure the determination of the OVH of goods and items, as well as the compliance of the OVH of the parcel/goods with the characteristics stated in the description of the parcel/goods of the postal item with the characteristics stated in the description of the goods.

При работе сетевых маркетплейсов и почтовых служб часто возникают ситуации, в которых многие товары класса "сорт" (товары, подлежащие сортировке и имеющие максимальные габаритные размеры одной стороны = 450 мм, двух других сторон = 350 мм и вес до 10 кг) приходят на приёмку от продавца или другого отправителя с заранее не проверенными или не указанными характеристиками, что, в ряде случаев, требует регистрации объемно-весовых характеристик, требуемых, например, для планирования логистических или складских операций. Например, при перевозке воздушным транспортом, требуется соблюдать установленные требования к весу контейнеров, при организации складского хранения важным параметром является объем объекта. When operating network marketplaces and postal services, situations often arise in which many goods of the "grade" class (goods to be sorted and having the maximum overall dimensions of one side = 450 mm, the other two sides = 350 mm and weight up to 10 kg) arrive for acceptance from a seller or other sender with characteristics that have not been verified or specified in advance, which, in some cases, requires registration of volumetric and weight characteristics required, for example, for planning logistics or warehouse operations. For example, when transporting by air, it is required to comply with the established requirements for the weight of containers; when organizing warehousing, the volume of an object is an important parameter.

Из уровня техники известны решения, относящиеся к задачам автоматизации процесса определения объёмно-весовых характеристик товаров и почтовых отправлений на складах и сортировочных центрах интернет-магазинов для сокращения времени на операциях по приемке товара, достоверное определение комиссии, оптимизации использования мезонина и магистрали. From the prior art, solutions are known related to the tasks of automating the process of determining the volume-weight characteristics of goods and mailings in warehouses and sorting centers of online stores to reduce the time for goods acceptance operations, reliable determination of the commission, optimization of the use of the mezzanine and highway.

Например, известно устройство для цифрового измерения объемно-весовых характеристик (ОВХ) товаров, представляющее собой стол с весовой платформой на тензодатчиках и тремя лазерными датчиками для измерения габаритов груза (https://infoscansize.ru/). Разные варианты устройства могут быть оснащены монитором для вывода данных, либо подсоединяться непосредственно к ПК оператора и передавать полученные данные на ПК для дальнейшей обработки. Недостатком устройства является высокая стоимость изделия, необходимость выделения специального пространства для установки устройства. For example, there is a device for digital measurement of volume-weight characteristics (VX) of goods, which is a table with a weight platform on strain gauges and three laser sensors for measuring cargo dimensions (https://infoscansize.ru/). Different versions of the device can be equipped with a monitor for data output, or connected directly to the operator's PC and transfer the received data to a PC for further processing. The disadvantage of the device is the high cost of the product, the need to allocate special space for installing the device.

Аналогичное устройство, представляющее собой стол с двумя бортами, переходящими в стойку, на которой установлен монитор. Известно из (https://vmlogo.ru/). A similar device, which is a table with two sides, turning into a rack on which the monitor is installed. Known from (https://vmlogo.ru/).

Наиболее близким аналогом патентуемого устройства является устройство для цифрового измерения объёмно-весовых характеристик товаров и почтовых отправлений, содержащее корпус; загрузочный стол; устройство измерения размера, которое измеряет размер упаковки, помещенной на загрузочный стол, на верхней поверхности которого предусмотрен выступ, который упирается в боковую поверхность упаковки для предотвращения контакта упаковки с боковой стенкой (CN109154524A, опубл. 04.01.2019). The closest analogue of the patented device is a device for digital measurement of the volumetric and weight characteristics of goods and mail, containing a housing; loading table; a size measurement device that measures the size of a package placed on a loading table, on the upper surface of which a protrusion is provided that abuts against the side surface of the package to prevent contact of the package with the side wall (CN109154524A, publ. 01/04/2019).

Недостатком известного решения является наличие бокового выступа, который может быть определен, при сканировании размеров, как часть упаковки почтового отправления. Кроме этого, при использовании известного устройства не исключается контакт почтового отправления с боковыми стенками, например, при использовании мягкой упаковки или упаковки, форма которой отличается от прямоугольной. В ряде случаев, бортики платформы могут восприниматься датчиками как часть упаковки, либо изгибы почтовых отправлений малой высоты, таких как заказные письма могут быть распознаны как бортики весовой платформы и не учитываться при формировании сведений о почтовых отправлениях. Устройство не защищено от загрузки в него негабаритных товаров. Все указанные обстоятельства существенно снижают достоверность параметров ОВХ, определяемых пери помощи устройства. The disadvantage of the known solution is the presence of a side protrusion, which can be determined, when scanning the dimensions, as part of the packaging of the postal item. In addition, when using a known device, the contact of the mailpiece with the side walls is not excluded, for example, when using a soft package or a package whose shape is different from a rectangular one. In some cases, platform edges can be perceived by sensors as part of the package, or bends of mail items of low height, such as registered letters, can be recognized as weight platform edges and not taken into account when generating information about mail items. The device is not protected against the loading of oversized goods into it. All these circumstances significantly reduce the reliability of the ROV parameters determined using the device.

Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в создании устройства для бесконтактного определения физических параметров, товаров, в том числе, ОВХ с достижением технического результата, заключающегося в повышении достоверности параметров, определяемых при использовании устройства, а также с обеспечением возможности идентификации товара по размерам и штрихкоду. При использовании полезной модели обеспечивается определение габаритов товаров любой формы и с любым типом упаковки с точность 10% по объёмному весу и скоростью не более 15 сек и автоматическая передача данных в системы компанииThe technical problem solved by the utility model is to create a device for non-contact determination of physical parameters of goods, including OVH, with the achievement of a technical result that consists in increasing the reliability of the parameters determined when using the device, as well as providing the possibility of identifying goods by size and barcode. When using a utility model, it is possible to determine the dimensions of goods of any shape and with any type of packaging with an accuracy of 10% in terms of volumetric weight and a speed of no more than 15 seconds and automatic transmission of data to the company's systems

Технический результат достигается за счет того, что модуль датчиков для регистрации объемно-весовых характеристик, содержитThe technical result is achieved due to the fact that the sensor module for registering volume-weight characteristics contains

закрытый стенками каркас в виде параллелепипеда, по углам нижней части которого закреплены тензодатчики, на которых закреплена плоская весовая платформа, в пределах которой находится прямоугольная область для размещения отправления, ограниченная рельефной полосой;a frame closed by walls in the form of a parallelepiped, at the corners of the lower part of which strain gauges are fixed, on which a flat weighing platform is fixed, within which there is a rectangular area for placing the item, limited by a relief strip;

две стереоскопические камеры глубины, расположенные в противоположных углах верхней части каркаса, так, что светоизлучающие приборы подсветки каждой из камер глубины расположены между видеокамерами соответствующих камер глубины на вертикальных прямых линиях, проходящих через углы выделенной прямоугольной области, а видеокамеры камер глубины, расположены на одинаковом расстоянии от весовой платформы;two stereoscopic depth cameras located in opposite corners of the upper part of the frame, so that the light-emitting illumination devices of each of the depth cameras are located between the video cameras of the corresponding depth cameras on vertical straight lines passing through the corners of the selected rectangular area, and the video cameras of the depth cameras are located at the same distance from the weight platform;

передняя часть устройства выполнена с отверстием, расстояние между боковыми краями которого не меньше ширины выделенной области, а верхний край расположен не выше высоты размещения светоизлучающих приборов камер глубины. В частных случаях реализации, рельефная полоса может быть выполнена в виде углубления на весовой платформ, либо в виде выступающей на поверхности платформы полосы из полимерного покрытия, при этом полимерное покрытие может быть выполнено из контрастного материала, по отношению к материалу платформы, кроме того, весовая платформа, за исключением рельефной полосы, может иметь матовую или текстурированную поверхность. В частном случае реализации модуль может содержать сканер шхтрикодов, установленный выше уровня размещения светоизлучающих приборов подсветки, а также осветительный прибор видимого диапазона, расположенный выше светоизлучающих приборов подсветки. Для повышения функциональности модуль может быть снабжен средствами ввода и отображения информации, закрепленными на передней стенке устройства, нижний край которой формирует верхний край отверстия. Осветительный прибор может быть выполнен в виде линейного светильника, закрепленного напротив задней стенки устройства, а весовая платформа выполнена с сетчатой рельефной разметкой.the front part of the device is made with a hole, the distance between the side edges of which is not less than the width of the selected area, and the upper edge is not higher than the height of the light-emitting devices of the depth cameras. In particular cases of implementation, the relief strip can be made in the form of a recess on the weight platform, or in the form of a polymer coating strip protruding on the surface of the platform, while the polymer coating can be made of a contrasting material with respect to the material of the platform, in addition, the weight the platform, with the exception of the embossed strip, may have a matte or textured surface. In a particular implementation case, the module may contain a barcode scanner installed above the placement level of the light emitting backlight devices, as well as a visible range lighting device located above the light emitting backlight devices. To improve functionality, the module can be provided with means for inputting and displaying information fixed on the front wall of the device, the lower edge of which forms the upper edge of the hole. The lighting device can be made in the form of a linear lamp fixed against the back wall of the device, and the weighing platform is made with a mesh relief marking.

Далее решение описано с ссылками на фигуры, на которых приведено следующее.Further, the solution is described with reference to the figures, which show the following.

Фиг. 1 – общий вид устройства со стенками.Fig. 1 - general view of the device with walls.

Фиг. 2 – вид устройства сверху (без стенок).Fig. 2 – top view of the device (without walls).

Фиг. 3 – изображение устройства без стенок.Fig. 3 - image of the device without walls.

Фиг. 4 – пример графического интерфейса (вывод карточки товара, полученного от продавца после сканирования шхтрикода).Fig. 4 - an example of a graphical interface (output of a product card received from the seller after scanning the barcode).

Фиг. 5 - пример графического интерфейса (вывод результатов измерений).Fig. 5 - an example of a graphical interface (output of measurement results).

Фиг. 6 – примеры расположения товаров различных форм внутри устройства для измерений.Fig. 6 - examples of the arrangement of goods of various forms inside the device for measurements.

Фиг. 7 –пример выполнения камеры глубины. Fig. 7 is an example of a depth camera.

Для каждой категории товаров есть максимальные и минимальные значения. Вес и габариты товара в упаковке должны соответствовать допустимым значениям. Нельзя добавить товар, вес и габариты которого отличаются. Модуль датчиков для регистрации физических параметров почтового отправления в составе устройства для цифрового измерения объёмно-весовых характеристик товаров и почтовых отправлений, содержит каркас в виде параллелепипеда со стенками, крышкой и весовой платформой, выполненной в виде основания с защитным покрытием. Как показано на фиг. 2, весовая платформа содержит прямоугольную область для размещения отправления, ограниченная слоем покрытия из контрастного материала и может быть дополнительно выполнена с разметкой в виде клеток, как показано на фиг. 5, например, шахматной разметкой, выполненную на верхней поверхности из вещества, в частном случае, контрастного для светового диапазона видеокамер. Вместе с тем, использование рельефа поверхности и матовой структуры платформы обеспечивает более надежные измерения, поскольку исключается возможность удаления дополнительного слоя в процессе эксплуатации. Например, защитное покрытие может быть выполнено в виде полимерного покрытия с наполнителем из диоксида титана, а контрастные покрытия с наполнителем из сажи газовой. Рельеф может быть выполнен с использованием лазерной гравировки, либо, при серийном производстве, путем использования пресса и матрицы. Также весовая платформа может быть выполнена текстурированной, что обеспечивает возможность точного определения расстояния весовой платформы от камер глубины и отделение изображения поверхности товара от изображения поверхности платформы. Нанесенная на поверхность платформы сетка обеспечивает возможность калибровки камер глубины. Весовая платформа закреплена на четырех тензодатчиках, расположенных вблизи стоек каркаса по углам дна каркаса и закрепленных неподвижно относительно каркаса. Тензодатчики могут быть соединены в измерительный мост. В верхних углах каркаса по диагонали расположены две камеры глубины, камеры и аналогово-цифровой преобразователь весовой платформы подключены к вычислительному модулю, установленному внутри каркаса и связанному с устройством вывода информации, установленным на внешней поверхности стенки устройства, установленная сверху по центру каркаса видеокамера, например, веб-камера или RGB-камера (видеокамера видимого диапазона спектра). обеспечивает возможность комплексного анализа изображения товара как в случае упаковки с низкой высотой, так и в случае, если упаковка занимает всё доступное для размещения товара пространство. There are maximum and minimum values for each product category. The weight and dimensions of the goods in the package must comply with the allowable values. You cannot add a product whose weight and dimensions differ. The sensor module for recording the physical parameters of a mail item as part of a device for digitally measuring the volumetric and weight characteristics of goods and mail items contains a frame in the form of a parallelepiped with walls, a cover and a weighing platform made in the form of a base with a protective coating. As shown in FIG. 2, the weighing platform includes a rectangular area for receiving a shipment, bounded by a layer of coating of a contrasting material and can be additionally made with markings in the form of cells, as shown in FIG. 5, for example, with a chess marking made on the upper surface of a substance, in a particular case, contrasting for the light range of video cameras. At the same time, the use of the surface relief and the matte structure of the platform provides more reliable measurements, since the possibility of removing an additional layer during operation is excluded. For example, a protective coating can be made in the form of a polymer coating with a titanium dioxide filler, and contrast coatings with a carbon black filler. The relief can be made using laser engraving, or, in mass production, by using a press and a matrix. Also, the weighing platform can be made textured, which makes it possible to accurately determine the distance of the weighing platform from the depth cameras and to separate the product surface image from the platform surface image. The grid applied to the surface of the platform provides the possibility of calibrating the depth cameras. The weighing platform is fixed on four load cells located near the racks of the frame at the corners of the bottom of the frame and fixed relative to the frame. Load cells can be connected to form a measuring bridge. Two depth cameras are located diagonally in the upper corners of the frame, cameras and an analog-to-digital converter of the weighing platform are connected to a computing module installed inside the frame and connected to an information output device installed on the outer surface of the device wall, a video camera installed at the top center of the frame, for example, webcam or RGB camera (visible spectrum video camera). provides the possibility of a comprehensive analysis of the image of the goods both in the case of packaging with a low height, and in the case when the packaging occupies all the space available for placing the goods.

Вычислительный модуль может быть выполнен в виде микрокомпьютер для управления камерами, установленного в индивидуальном корпусе, закрепленном внутри каркаса устройства. Микрокомпьютер может содержать блок охлаждения, и микроконтроллер для управления весовой платформой.The computing module can be made in the form of a microcomputer for controlling cameras, installed in an individual housing, fixed inside the device frame. The microcomputer may contain a cooling unit and a microcontroller to control the weighing platform.

Микрокомпьютер может содержать USB-концентратор для подключения внешних устройств, при этом USB порты выведены на внешнюю поверхность одной из боковых стенок или крышки. В частности, к USB-концентратору может быть подключен сканер шхтрикода товара, который передает информацию о считанном штрихкоде базовой станции по корпоративному каналу связи (bluetooth, wi-fi и т.д.).The microcomputer may contain a USB hub for connecting external devices, while the USB ports are brought to the outer surface of one of the side walls or the cover. In particular, a product barcode scanner can be connected to a USB hub, which transmits information about the read base station barcode via a corporate communication channel (bluetooth, wi-fi, etc.).

В частном случае полезная модель может содержать в себе осветительный блок, включающий светодиодный источник света в виде светодиодных лент, размещённых по периметру верхней крышки и по периметру весовой платформы на боковых и задней крышках. Предлагаемое устройство обеспечивает оптимизацию работы склада, в частности определение габаритных размеров товара (длина, ширина, высота) с помощью камер, определение массы товара с помощью тензодатчиков на весовой платформе, считывание наклейки с штрихкодом товара с помощью сканера штрихкода, вывод информации из карточки товара на интерфейс программы для оператора, вывод полученных результатов замера ОВХ на интерфейс программы для оператора, внесение полученных данных ОВХ для замеренной единицы складского учета в ISS (информационно-статический сервер). Объёмно-весовые характеристики (ОВХ) - это вес и габариты товара в упаковке, например, в заводской упаковке. По ОВХ, без необходимости использования других параметров, может быть рассчитана, в том числе, стоимость доставки в пункт назначения, определен склад, промежуточный терминал, или пункт выдачи, на который можно поставить товар. Также по ОВХ можно определить объёмный вес товара, который он занимает на мезонине и количество требуемого упаковочного материала. In a particular case, the utility model may contain a lighting unit that includes an LED light source in the form of LED strips placed around the perimeter of the top cover and along the perimeter of the weight platform on the side and rear covers. The proposed device optimizes the work of the warehouse, in particular, determining the overall dimensions of the goods (length, width, height) using cameras, determining the mass of goods using load cells on the weighing platform, reading the sticker with the barcode of the goods using a barcode scanner, displaying information from the goods card on the program interface for the operator, output of the obtained results of the OVKh measurement to the program interface for the operator, entering the received OVKh data for the measured warehouse accounting unit into the ISS (information-static server). Volumetric weight characteristics (OVX) are the weight and dimensions of the goods in the package, for example, in the original packaging. According to OVH, without the need to use other parameters, it can be calculated, among other things, the cost of delivery to the destination, the warehouse, the intermediate terminal, or the point of issue where the goods can be delivered. Also, according to the OVH, you can determine the volumetric weight of the goods that it occupies on the mezzanine and the amount of required packaging material.

Конструктивно закрытое исполнение корпуса устройства обеспечивает защиту чувствительных элементов устройства от внешних воздействий, которые могут повлиять на процесс измерений. Это позволяет провести калибровку камер посредством поверхности покрытия платформы с шахматной разметкой только при первом использовании после запуска устройства в эксплуатацию. Structurally closed design of the device housing provides protection of the sensitive elements of the device from external influences that may affect the measurement process. This allows the cameras to be calibrated by means of the staggered platform cover surface only during the first use after the device has been put into operation.

Каркас 1 устройства состоит из легкосборного алюминиевого профиля 30×30 мм. Боковые, задняя, верхняя (крышка) и передняя стенки 2 выполнены из алюкобонда. Данные материалы позволяет обеспечить достаточную прочность при небольшом весе. На внешней поверхности корпуса, предпочтительно на передней стенке в верхней части, размещено устройство вывода информации 3.Frame 1 of the device consists of an easily assembled aluminum profile 30×30 mm. Side, back, top (cover) and front walls 2 are made of alucobond. These materials provide sufficient strength with low weight. On the outer surface of the housing, preferably on the front wall in the upper part, there is an information output device 3.

На каркасе и стенках внутри устройства размещены основные конструктивные элементы: весовая платформа, оптический сенсорный блок, вычислительный блок, блоки освещения и сканирования, модуль питания.The main structural elements are placed on the frame and walls inside the device: a weighing platform, an optical sensor unit, a computing unit, lighting and scanning units, and a power supply module.

Весовой модуль содержит весовую платформу 4 и располагается в основании устройства. Весовой модуль состоит из четырех полумостовых тензодатчиков на 5 кг. В качестве тензодатчиков могут использоваться пьезорезистивные тензодатчики или тензодатчики других известных типов, используемые, предпочтительно, таким образом, что показания тезодатчиков считываются отдельно. Тензодатчики соединены по схеме "мост" и подключены к аналогово-цифровому преобразователю, который в свою очередь подключен к микроконтроллеру, например, Arduino Nano. Применение данных датчиков обеспечивает простое устройство весов. Основание тензоплатформы состоит из листа фанеры для обеспечения необходимой жёсткости. Для ограничения перемещения каркаса весовой платформы в горизонтальном направлении предусмотрены физические упоры в виде выступов. Сверху на фанере размещен лист из алюкобонда, на который непосредственно кладут товары для измерения. Верхний лист имеет с одной стороны разметку линейного измерения с габаритами измеряемого товара, с другой стороны шахматную разметку для проведения калибровки камер. Лист из алюкобонда на весовой платформе располагается белой стороной наверх. Калибровка камер производится однократно перед запуском устройства в эксплуатацию. Дополнительно устройство может содержать веб-камеру 30, используемую для повышения точности измерения габаритов товара при определении ОВХThe weighing module contains a weighing platform 4 and is located at the base of the device. The weighing module consists of four 5 kg half-bridge load cells. As strain gauges, piezoresistive strain gauges or strain gauges of other known types can be used, preferably used in such a way that the readings of the strain gauges are read separately. The strain gauges are bridged and connected to an analog-to-digital converter, which in turn is connected to a microcontroller, such as an Arduino Nano. The use of these sensors provides a simple weighing device. The base of the load platform consists of a sheet of plywood to provide the necessary rigidity. To limit the movement of the frame of the weight platform in the horizontal direction, physical stops are provided in the form of protrusions. A sheet of alucobond is placed on top of the plywood, on which goods are directly placed for measurement. The top sheet has, on the one hand, the marking of a linear measurement with the dimensions of the measured product, on the other hand, a chess marking for calibrating the chambers. The alucobond sheet on the weighing platform is placed with the white side up. Cameras are calibrated once before putting the device into operation. Additionally, the device may contain a webcam 30 used to improve the accuracy of measuring the dimensions of the goods when determining the OVH.

Оптический сенсорный модуль, пример выполнения которого показан на фиг. 7, используется для определения габаритной составляющей ОВХ товара (длина, ширина, высота) и состоит из двух камер 5 глубины, например, Intel RealSence D415. Они установлены симметрично относительно сцены обмера на угловых стойках в верхних углах каркаса по диагонали. Камеры глубины содержат две видеокамеры 72 инфракрасного диапазона, обеспечивающие возможность определения расстояния до точек поверхности объекта с использованием стереоскопического эффекта. Кроме того, использование инфракрасных камер и камер видимого диапазона позволяет повысить точность определения габаритов товара, в случае, если упаковка товара или нанесенная на упаковку этикетка являются прозрачными или частично прозрачными для одного из спектральных диапазонов, диапазонов. Для подсветки объекта используются инфракрасные светодиоды 71, используемые в качестве светоизлучающих приборов подсветки. Для регистрации действий оператора, а также, например, для считывания графической информации с упаковки отправления, могут быть использованы видеокамеры 73 оптического диапазона. С использованием видеокамер оптического диапазона также может определяться правильность расположения отправления на весовой платформе. Реализованные варианты настоящего технического решения Данное решение обеспечивают оптимальную точность измерений (точность до 10% от объёмного веса (ключевая метрика) при собственной погрешности камер в 2%) разногабаритных предметов в диапазоне от 30 мм до 500 мм по высоте, от 40 мм до 500 мм по длине и он 30 до 450 мм по ширине. При измерении габаритов посредством камер глубины, первоначально, с помощью камер глубины определяется высота объекта для включения нужного алгоритма. При высоте менее 50 мм используется алгоритм с сегментацией, который работает по изображению с веб камеры, при высоте более 500 мм используется определение формы объекта по облаку точек с использованием камер глубины. При измерении габаритов по облаку точек, облако точек, формируемое камерами глубины, обрезается в соответствии с размерами и расположением стола. Затем, для выделения предмета, облако точек обрезается по высоте (точки, находящиеся на высоте больше определенного порога, считаются частью товара) и кластеризуется для фильтрации шумов. Далее по точкам предмета строится ограничивающий их параллелепипед, габариты которого считаются габаритами предмета. Расположение камер глубины, в противоположных углах верхней части каркаса, так, что оптические центры видеокамер камер глубины расположены на линиях, нормальных к поверхности весовой платформы, проходящих через углы выделенной прямоугольной области, обеспечивает полный и эффективный обзор предметов, расположенных на весовой платформе в пределах ограниченной области, а дополнительное использование шахматной разметки позволяет откалибровать камеры и используемые вычислительные методы таким образом, что погрешность измерений становится минимальной. An optical sensor module, an example of which is shown in FIG. 7 is used to determine the overall component of the OBX of the product (length, width, height) and consists of two depth cameras 5, for example, Intel RealSence D415. They are installed symmetrically with respect to the measurement scene on the corner posts in the upper corners of the frame diagonally. Depth cameras contain two video cameras 72 of the infrared range, providing the ability to determine the distance to points on the surface of an object using a stereoscopic effect. In addition, the use of infrared cameras and cameras in the visible range can improve the accuracy of determining the dimensions of the goods, if the packaging of the goods or the label applied to the packaging are transparent or partially transparent for one of the spectral ranges, ranges. To illuminate the object, infrared LEDs 71 are used as light-emitting illumination devices. To register the actions of the operator, as well as, for example, to read graphic information from the packaging of the item, video cameras 73 of the optical range can be used. Using video cameras of the optical range, the correct location of the item on the weighing platform can also be determined. Implemented versions of this technical solution This solution provides optimal measurement accuracy (accuracy up to 10% of the volumetric weight (key metric) with the camera's own error of 2%) of different-sized objects in the range from 30 mm to 500 mm in height, from 40 mm to 500 mm in length and it is 30 to 450 mm in width. When measuring dimensions using depth cameras, initially, using depth cameras, the height of the object is determined to enable the desired algorithm. At a height of less than 50 mm, a segmentation algorithm is used that works on the image from a webcam, at a height of more than 500 mm, the object shape is determined from a point cloud using depth cameras. When measuring dimensions from a point cloud, the point cloud generated by the depth cameras is cut according to the size and location of the table. Then, to highlight the item, the point cloud is clipped in height (points that are at a height above a certain threshold are considered part of the product) and clustered to filter out noise. Further, a parallelepiped bounding them is built along the points of the object, the dimensions of which are considered to be the dimensions of the object. Location of depth cameras in opposite corners of the upper part of the frame, so that the optical centers of the cameras of the depth cameras are located on lines normal to the surface of the weighing platform, passing through the corners of the selected rectangular area, provides a complete and effective view of objects located on the weighing platform within a limited area, and the additional use of checkerboard markings allows you to calibrate the cameras and the computational methods used in such a way that the measurement error becomes minimal.

Выполнение передней стенки с калибровочным прямоугольным отверстием, ширина которого не больше ширины выделенной области, а высота не больше высоты размещения оптических центров видеокамер, позволяет избежать загрузки на весовую платформу предметов, габариты которых не позволяют осуществить эффективное определение физических показателей отправлений, что существенно сокращает время на обработку большого количества отправлений. The implementation of the front wall with a calibration rectangular hole, the width of which is not greater than the width of the selected area, and the height is not greater than the height of the optical centers of the video cameras, makes it possible to avoid loading objects on the weighing platform, the dimensions of which do not allow for the effective determination of the physical parameters of the items, which significantly reduces the time for processing a large number of shipments.

Вычислительный модуль 6 состоит из одноплатного микрокомпьютера Raspberry PI 4B, платы микроконтроллера Arduino Nano (для тензоплатформы) и USB концентратора 7 для подключения внешних устройств (USB порты, содержащиеся в USB концентраторе, выведены на внешнюю поверхность корпуса устройства, например, на внешнюю поверхность одной из боковых стенок или крышки). Raspberry PI 4B установлен в алюминиевый корпус с вентиляторами и снабжён картой памяти для хранения данных. Данное решение обеспечивает измерение предметов, без использования сторонних ПК и облачных сервисов, а параметры устройства обеспечивают мобильность перемещения установки по всей территории склада/логистического центра.The computing module 6 consists of a Raspberry PI 4B single-board microcomputer, an Arduino Nano microcontroller board (for a tensoplatform) and a USB hub 7 for connecting external devices (the USB ports contained in the USB hub are routed to the outer surface of the device case, for example, to the outer surface of one of the side walls or cover). The Raspberry PI 4B is housed in an aluminum case with fans and comes with a memory card for data storage. This solution ensures the measurement of objects without the use of third-party PCs and cloud services, and the device parameters ensure the mobility of moving the installation throughout the warehouse / logistics center.

В качестве устройства вывода информации 3 используется сенсорный дисплей 3 с диагональю 10-12 дюйма, закрепленный на верхней части рамы с лицевой стороны, который может использоваться в качестве средства ввода и вывода информации и для работы с графическим интерфейсом ПО устройства. Также может быть использован ЖК экран для вывода информации, клавиатура и/или манипулятор для ввода информации и работы с графическим интерфейсом ПО устройства.As an information output device 3, a touch display 3 with a diagonal of 10-12 inches is used, mounted on the upper part of the frame on the front side, which can be used as a means of input and output of information and for working with a graphical interface of the device software. An LCD screen can also be used to display information, a keyboard and/or a manipulator to enter information and work with the graphical interface of the device software.

Модуль питания состоит из трёх блоков. Первый блок обеспечивает работу одноплатного микрокомпьютера Raspberry PI 4B, второй предназначен для питания USB-концентратора, третий блок для освещения.The power supply module consists of three blocks. The first block provides the operation of the Raspberry PI 4B single-board microcomputer, the second is designed to power the USB hub, the third block is for lighting.

Блок сканирования и освещения обеспечивает сканирование товаров с помощью шхтрикод сканера, применяемого на складах. Подключается он непосредственно к USB-порту в USB-концентраторе. Освещение осуществляется с помощью светодиодного источника света.The scanning and lighting unit provides scanning of goods using a barcode scanner used in warehouses. It plugs directly into a USB port on a USB hub. Lighting is provided by an LED light source.

Далее приведен пример осуществления полезной модели.The following is an example implementation of the utility model.

Для начала работы с устройством включают питание на все исполнительные элементы, включив устройство в электрическую сеть и в сеть Ethernet, используя соответствующие кабели. Далее включают тумблер/кнопку питания внутри устройства, запустив ПО. Готовность устройства к работе можно оценить по включению освещения внутри устройства и выводу графического интерфейса на устройства вывода информации.To start working with the device, turn on the power to all actuators by connecting the device to the electrical network and to the Ethernet network using the appropriate cables. Next, turn on the toggle switch / power button inside the device by running the software. The readiness of the device for operation can be assessed by turning on the lighting inside the device and displaying the graphical interface on the information output devices.

Варианты взаимодействия с графическим интерфейсом:Options for interacting with the graphical interface:

посредством сенсорного экрана;via touch screen;

посредством клавиатуры и/или манипулятора ввода информации (мышь).by means of the keyboard and/or information input manipulator (mouse).

При первом запуске устройства в эксплуатацию для калибровки камер используют поверхность алюкобонда с шахматной разметкой, в дальнейшем для измерений ОВХ товаров используют белую поверхность листа. When the device is put into operation for the first time, an alucobond surface with a checkerboard pattern is used to calibrate the chambers; later, a white sheet surface is used to measure the RH of goods.

Калибровка весовой платформы производится автоматически. Для корректной калибровки необходимо следить за ее положением относительно устройства. Перед проведением измерений считывают шхтрикод товара (например, ручным сканером или сканером, встроенным в устройство), после чего на экране должна отобразиться информация о товаре (карточка товара), включающая длину, ширину и высоту, а также вес товара.The weighing platform is calibrated automatically. For correct calibration, it is necessary to monitor its position relative to the device. Before taking measurements, the barcode of the product is read (for example, with a handheld scanner or a scanner built into the device), after which information about the product (product card) should be displayed on the screen, including the length, width and height, as well as the weight of the product.

После считывания шхтрикода товар помещают на весовую платформу для измерения ОВХ и нажимают на экране кнопку «Измерить». Данная команда передается на микрокомпьютер, который считывает данные с камер и весовой платформы. Система в течение промежутка времени от 2 до 10 с производит замер товара. Данные измерений микрокомпьютер выводит на графический интерфейс устройства, при этом выделяются (например, цветной заливкой) те значения, у которых отклонение от размеров, полученных от продавца, более чем на 20%.After reading the barcode, the goods are placed on the weighing platform for measuring the OVH and the “Measure” button is pressed on the screen. This command is transmitted to the microcomputer, which reads the data from the cameras and the weighing platform. The system measures the goods within a period of time from 2 to 10 s. The microcomputer displays the measurement data on the graphical interface of the device, while highlighting (for example, by color fill) those values that have a deviation from the dimensions received from the seller by more than 20%.

Для сохранения результатов измерения в складскую базу данных ISS нажимают кнопку на интерфейсе устройства «Сохранить в ISS». To save the measurement results to the ISS warehouse database, press the button on the interface of the device "Save to ISS".

Для сканирования нового товара повторяют сценарий, начиная с шага сканирования штрихкода сканером.To scan a new item, repeat the script, starting with the step of scanning the barcode with a scanner.

Все товары необходимо располагать в центре весовой платформы. Ограничения по габаритным размерам измеряемых товаров:All goods must be placed in the center of the weighing platform. Restrictions on the overall dimensions of the measured goods:

Длина, мм - до 400.Length, mm - up to 400.

Ширина, мм - до 400. Width, mm - up to 400.

Высота, мм - до 350.Height, mm - up to 350.

Вес, кг - до 20.Weight, kg - up to 20.

Всего для получения наиболее точных значений по измерению ОВХ рекомендуется расположить объект измерения в центре сцены замера. In total, in order to obtain the most accurate values for the RH measurement, it is recommended to place the measurement object in the center of the measurement scene.

Примеры расположения товаров приведены на фиг. 6.Examples of the arrangement of goods are shown in Fig. 6.

Claims (11)

1. Модуль датчиков для регистрации объёмно-весовых характеристик, содержащий закрытый стенками каркас в виде параллелепипеда, по углам нижней части которого закреплены тензодатчики, на которых закреплена плоская весовая платформа, в пределах которой находится прямоугольная область для размещения отправления, ограниченная рельефной полосой; веб-камера и две стереоскопические камеры глубины, расположенные в противоположных углах верхней части каркаса так, что светоизлучающие приборы подсветки каждой из камер глубины расположены между видеокамерами соответствующих камер глубины на вертикальных прямых линиях, проходящих через углы выделенной прямоугольной области, а видеокамеры камер глубины расположены на одинаковом расстоянии от весовой платформы; передняя часть устройства выполнена с отверстием, расстояние между боковыми краями которого не меньше ширины выделенной области, а верхний край расположен не выше высоты размещения светоизлучающих приборов камер глубины. 1. A sensor module for recording volumetric and weight characteristics, containing a frame closed by walls in the form of a parallelepiped, at the corners of the lower part of which strain gauges are fixed, on which a flat weighing platform is fixed, within which there is a rectangular area for placing the item, limited by a relief strip; a webcam and two stereoscopic depth cameras located in opposite corners of the upper part of the frame so that the light-emitting illumination devices of each of the depth cameras are located between the video cameras of the corresponding depth cameras on vertical straight lines passing through the corners of the selected rectangular area, and the video cameras of the depth cameras are located on the same distance from the weight platform; the front part of the device is made with a hole, the distance between the side edges of which is not less than the width of the selected area, and the upper edge is not higher than the height of the light-emitting devices of the depth cameras. 2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что рельефная полоса выполнена в виде углубления на весовой платформе. 2. The module according to claim 1, characterized in that the relief strip is made in the form of a recess on the weighing platform. 3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что рельефная полоса выполнена в виде выступающей полосы из полимерного покрытия. 3. The module according to claim 1, characterized in that the relief strip is made in the form of a protruding strip of polymer coating. 4. Модуль по п. 3, отличающийся тем, что полимерное покрытие выполнено из контрастного материала по отношению к материалу платформы. 4. The module according to claim 3, characterized in that the polymer coating is made of a contrasting material with respect to the platform material. 5. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что весовая платформа, за исключением рельефной полосы, имеет матовую поверхность. 5. The module according to claim 1, characterized in that the weighing platform, with the exception of the relief strip, has a matte surface. 6. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что весовая платформа имеет текстурированную поверхность. 6. Module according to claim 1, characterized in that the weighing platform has a textured surface. 7. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что он содержит сканер штрихкодов, установленный выше уровня размещения светоизлучающих приборов подсветки. 7. The module according to claim. 1, characterized in that it contains a barcode scanner installed above the level of placement of light-emitting backlight devices. 8. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что он содержит осветительный прибор видимого диапазона, расположенный выше светоизлучающих приборов подсветки. 8. The module according to claim. 1, characterized in that it contains a lighting device in the visible range, located above the light-emitting backlight devices. 9. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен средствами ввода и отображения информации, закреплёнными на передней стенке устройства, нижний край которой формирует верхний край отверстия. 9. The module according to claim 1, characterized in that it is equipped with means for inputting and displaying information fixed on the front wall of the device, the lower edge of which forms the upper edge of the hole. 10. Модуль по п. 8, отличающийся тем, что осветительный прибор выполнен в виде светодиодного источника света в виде светодиодных лент, размещённых по периметру верхней крышки и по периметру весовой платформы на боковых и задней крышках. 10. The module according to claim 8, characterized in that the lighting device is made in the form of an LED light source in the form of LED strips placed around the perimeter of the top cover and along the perimeter of the weight platform on the side and back covers. 11. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что весовая платформа выполнена с сетчатой рельефной разметкой. 11. The module according to claim 1, characterized in that the weighing platform is made with a mesh relief marking.
RU2022129965U 2022-11-18 SENSOR MODULE FOR REGISTRATION OF VOLUME AND WEIGHT CHARACTERISTICS RU216782U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU216782U1 true RU216782U1 (en) 2023-03-01

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU185008U1 (en) * 2016-12-07 2018-11-16 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное государственное казенное учреждение "Войсковая часть 68240" DEVICE FOR CONTACTLESS REGISTRATION AND IDENTIFICATION
CN109154524A (en) * 2016-06-29 2019-01-04 松下知识产权经营株式会社 measuring device
RU2770022C1 (en) * 2021-11-10 2022-04-14 Виктор Александрович Щукин Automatic device for collecting, sorting and recycling plastic and glass bottles
CZ2021258A3 (en) * 2021-05-25 2022-11-16 ALFA 3, s.r.o. Equipment for receiving and issuing shipments
RU2785222C1 (en) * 2021-08-02 2022-12-05 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Information and analytical system for monitoring of activity of vessels of fishing fleet, catch control, processing, and movement of aquatic biological resources and products made of them

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109154524A (en) * 2016-06-29 2019-01-04 松下知识产权经营株式会社 measuring device
RU185008U1 (en) * 2016-12-07 2018-11-16 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное государственное казенное учреждение "Войсковая часть 68240" DEVICE FOR CONTACTLESS REGISTRATION AND IDENTIFICATION
CZ2021258A3 (en) * 2021-05-25 2022-11-16 ALFA 3, s.r.o. Equipment for receiving and issuing shipments
RU2785222C1 (en) * 2021-08-02 2022-12-05 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Information and analytical system for monitoring of activity of vessels of fishing fleet, catch control, processing, and movement of aquatic biological resources and products made of them
RU2770022C1 (en) * 2021-11-10 2022-04-14 Виктор Александрович Щукин Automatic device for collecting, sorting and recycling plastic and glass bottles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7650289B2 (en) Billing system and method for determining transportation charges for packages
US7373722B2 (en) Device for measuring package size
US10197433B2 (en) Dimensional measuring system
US5528517A (en) Method and system for measuring the dimensions of a three-dimensional object
US8150658B2 (en) Three-dimensional object recognition system and inventory system using the same
US7403900B2 (en) Franking system and method
US8463079B2 (en) Method and apparatus for geometrical measurement using an optical device such as a barcode and/or RFID scanner
CN108257315B (en) Logistics station and logistics consignment method
US9733117B2 (en) Apparatus for sizing parcel
US5854679A (en) Object characteristics measurement system
US20230306625A1 (en) Object dimensioning system
RU216782U1 (en) SENSOR MODULE FOR REGISTRATION OF VOLUME AND WEIGHT CHARACTERISTICS
US7792764B2 (en) Dimensional rating device for mail pieces
US20180114374A1 (en) Method for Determining Fee For Sending a Mailing
CN205816220U (en) A kind of intelligence automatic sorting weighing device
CN218035348U (en) Intelligent terminal with weighing function
CN220084148U (en) Electronic scale with error proofing function
CN218068888U (en) Logistics transportation traceability system
JP2993820B2 (en) Toll scale
WO2023021925A1 (en) Baggage reception system and control method for baggage reception system
WO2023126654A1 (en) Automatic optical inspection system to verify the outer packaging conformity specifications of palletized packages, according to customer requirements
JP2003232621A (en) Baggage size measuring device
CA2429248A1 (en) A billing system and method for determining transportation charges for packages