分配系统中的测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及允许测量位于载体上的物体的存在、位置和／或形状的测量装置系统以及用于这种测量的方法的领域。测量装置包括：被配置为用入射光照亮所述物体和所述载体的至少一个光源；被放置在距离所述至少一个光源预定距离的位置上、并被配置为通过在所述载体沿所述移动方向移动时检测来自所述物体和所述载体的反射光，反复测量所述物体和所述载体、并将检测的光转换成电信号的至少一个传感器；被配置为使用电信号并获得所述物体和所述载体的每一个的测量值的三维子图像并从所述获得的子图像中的一个或多个获得所述物体和所述载体的三维图像的图像处理单元；和被配置为从所述三维图像确定所述载体上的所述物体的存在、位置和／或形状的计算单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及分配系统中的测量装置的领域，尤其涉及用于测量位于载体上的物体的存在和位置的测量装置以及用于这种测量的方法。
技术介绍
在大型分类和分配系统中，大量的物体被自动处理，例如，邮政系统中的包裹的分类或再分配中心中的部件的处理。一般地，物体被加载到载体上，该载体将物体传送到确定的位置，在该位置上，将它们从载体上卸下。在这些类型的系统中，知道载体上的物体的存在、位置和形状是十分重要的。对于存在，要求在在载体上加载物体之前确定是否可将任何物体放置到载体上、或检测物体确实被放置在特定的载体上。对于位置，要求调整交叉带(cross-belt)载体位置以在载体内安全地保持物体、或计算最佳提取位置。在例如包裹分配系统中需要二维和/或三维形状，这里，需要计算基于体积的货运成本和/或例如卡车上的最佳装载。要在这些分类和分配系统中处理的物体可具有非常不同的尺寸和材料，并可被包在透明塑胶等内。这使得难以用简单的技术检测/测量物体的存在、位置和形状。用于感测在载体上存在物体的常用技术是使用诸如光传感器的简单的光开关，该光开关可沿载体的移动方向检测至少一维的存在和位置信息。但是，与这种技术有关的问题是，对于传感器来说，几乎不可能感测比载体的垂直振动低的物体，并且，该技术只能用于使用平整形状的载体的系统。并且，该传感器不能沿穿过载体的横向检测物体的位置。用于感测在载体上存在物体的另一常用技术是常规的二维(2D)图像处理。这种二维图像处理是当载体移动穿过视场(FoV)时用拍摄载体的快照的标准二维照相机或获取2D图像信息的线扫描传感器完成的。如果载体没有诸如涂刷(paint)或张贴物(sticker)的干扰的人造制品，那么二维图像处理可一般提取物体的2D位置和形状。但是，一般情况下，载体在被使用一段时间后被例如张贴物沾污，这使得很难通过使用2D图像处理提取所需的信息。另外，当物体的颜色与背景即载体的颜色相近时，使用2D图像处理是十分困难的。用于感测在载体上存在物体的另一种使用的技术是三维(3D)图像处理。当使用3D数据时，大多数物体被可靠地检测。但是，对于某些材料，如果物体反光性十分强、十分暗或高度非常低，那么3D图像获取会给不出可靠的3D信息。上述的用于物体的这些类型的测量的、当今存在的系统中的许多系统只能操作具有平整形状的载体，但常常需要使用具有不同的形状的载体，例如，具有刃边的平整载体和碗状载体。还希望，即使载体处于振动状态，或者，如果它出于任何原因而相对于名义对准位置倾斜，也能够完成对物体的测量。在US 6102291中公开了一种现有技术方法，其中，装置检测物体在移动的供给面的承载表面上的存在和位置。用放置在供给面之上的调制光激光扫描仪进行测量。该装置首先被用于读取位于物体的表面上的光代码(条形码)。但是，在这种现有技术方法中，测量是用调制的飞行时间激光扫描仪完成的。调制光激光扫描仪具有导致磨损的可动部分，并且它还需要定期维护。并且，当需要高级别的3D精确度时，调制光激光扫描仪的使用变得十分昂贵。虽然已知的现有技术解决了上述问题中的一些，但它没有特别针对非平整载体的问题以及对非常小的物体或具有与背景色相近的颜色的物体提供测量的问题。因此，本专利技术的目的在于，提供能够供非平整载体使用和用于测量非常小的物体或具有与背景色相近的颜色的物体的、改进的装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于在分配系统中测量放置在沿预定移动方向移动的载体上的物体的存在和/或位置的改进的方法。通过提供包括以下步骤的方法实现该目的-通过至少一个光源用入射光照亮所述物体和所述载体；-通过用至少一个传感器在所述载体沿所述移动方向移动时检测来自所述物体和所述载体的反射光、反复测量所述物体和所述载体，该传感器被放置在距离所述至少一个光源预定距离的位置上；-将检测的光转换为电信号；-通过使用所述电信号，从所述物体和所述载体的每一个的测量值获得所述物体和所述载体的三维子图像；-从所述获得的子图像中的一个或多个获得所述物体和所述载体的三维图像；以及-从所述三维图像确定所述载体上的所述物体的存在和/或位置。本专利技术的另一目的在于，提供一种用于在分配系统中测量放置在沿预定移动方向移动的载体上的物体的存在和/或位置的改进的装置。通过提供包括以下部件的装置实现该目的-被配置为用入射光照亮所述物体和所述载体的至少一个光源；-被放置在距离所述至少一个光源预定距离的位置上、并被配置为通过在所述载体沿所述移动方向移动时检测来自所述物体和所述载体的反射光，反复测量所述物体和所述载体、并将检测的光转换成电信号的至少一个传感器；-被配置为使用电信号并获得所述物体和所述载体的每一个的测量值的三维子图像并从所述获得的子图像中的一个或多个获得所述物体和所述载体的三维图像的图像处理单元；和-被配置为从所述三维图像确定所述载体上的所述物体的存在和/或位置的计算单元。本专利技术的另一目的在于，提供一种用于在系统中对放置在沿预定移动方向移动的载体上的物体进行分配和/或分类的改进的系统。通过提供包括以下部分的系统实现该目的-沿预定移动方向移动的至少一个载体；-用于测量放置在所述载体上的物体的存在和/或位置的至少一个装置，该装置包括-被配置为用入射光照亮所述物体和所述载体的至少一个光源；-被放置在距离所述至少一个光源预定距离的位置上、并被配置为通过在所述载体沿所述移动方向移动时检测来自所述物体和所述载体的反射光，反复测量所述物体和所述载体、并将检测的光转换成电信号的至少一个传感器；-被配置为使用电信号并获得所述物体和所述载体的每一个的测量值的三维子图像并从所述获得的子图像中的一个或多个获得所述物体和所述载体的三维图像的图像处理单元；和-被配置为从所述三维图像确定所述载体上的所述物体的存在和/或位置的计算单元。结合附图考虑以下详细说明，本专利技术的其它目的和特征将变得显而易见。但应理解，设计附图仅仅是为了解释而不是限定本专利技术的界限，对于该界限，应参照所附的权利要求书。还应理解，附图不必按比例绘制，并且，除非另外指出，它们的意图仅仅是为了在概念上解释这里说明的结构和过程。附图说明在附图中，相似的附图标记始终表示类似的元件。图1示意地表示根据本专利技术的第一实施例的、用于在分配系统中测量放置在载体上的物体的存在、位置和形状的装置；图2表示本专利技术的第一实施例，其中，形成传感器检测不到任何反射光的遮蔽区域(occluded area)； 图3a表示物体和干扰的人造物品的2D强度图像；图3b表示物体的3D范围图像，其中，物体的一部分被遮蔽；图3c表示放置在暗色载体上的暗色物体的2D图像；图3d表示“丢失数据”现象；图4a表示放置在平整载体上的物体的透视图；图4b表示确定放置在平整载体上的物体的存在、位置和形状的方法；图5a表示放置在碗状载体上的物体的透视图；图5b表示确定放置在碗状载体上的物体的存在、位置和形状的方法；图6a表示放置在平整载体上的具有十分低的外形(高度)的物体的透视图；图6b表示确定具有十分低的外形(高度)的物体的存在和位置的方法；图7示意地表示根据本专利技术的装置的第一实施例的替代方案，其中，使用一个传感器和两个光源；图8a示意地表示根据本专利技术的装置的第一实施例的另一替代方案，其中，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在分配系统中测量放置在沿预定移动方向移动的载体上的物体的存在和／或位置的方法，该方法包括以下步骤：－通过至少一个光源用入射光照亮所述物体和所述载体；－通过用至少一个传感器在所述载体沿所述移动方向移动时检测来自所述物体 和所述载体的反射光，反复测量所述物体和所述载体，该传感器被放置在距离所述至少一个光源预定距离的位置上；－将检测的光转换为电信号；－通过使用所述电信号，从所述物体和所述载体的每一个的测量值获得所述物体和所述载体的三维子图像；　 　－从所述获得的子图像中的一个或多个获得所述物体和所述载体的三维图像；以及－从所述三维图像确定所述载体上的所述物体的存在和／或位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛蒂亚斯约翰尼森，弗莱德里克尼尔森，卡尔冈纳冈纳尔森，
申请(专利权)人：西克IVP股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]