车厢容积测量方法、装置及三维测量系统与流程

本发明涉及车厢等内腔容积测量方法与装置，具体涉及车厢容积测量方法、装置及三维测量系统。

背景技术：

1、在三维空间中，物体都是以三维的方式呈现。随着科技的进步，仅仅使用物体的二维信息已经不能满足现实需要，各个行业不再只满足于简单的提取产品的二维信息数据，而是对产品的三维数据提出了巨大需求，三维测量技术因此迎来了快速发展。三维测量技术作为一项集光、机、电和计算机于一体的高新技术，可以获取被测物体的三维空间数据，从而快速获取客观事物实时、动态的变化。

2、由于激光测量技术本身的方向性、相干性等特点，已逐步被广泛地应用到实际的测量中，并且在实际应用中显示出了高效、快速、准确的特点，激光测量技术逐步由测距发展到获取物体表面三维信息，并迅速得到普及，为了使激光三维测量技术能够得到充分发挥，这也就需要一个三维测量系统。

3、例如，博维恒信公司研发的3d camega光学三维扫描系列产品、南京林业大学聂佩晗等研制的线激光三维测量装置将线激光投射到被测物体上，再使用摄像机采集线激光在被测物体上形成的激光条纹，然后将采集到的视频逐帧分解为图像数据，并对这些数据进行一系列处理，得到被测物体的三维点云坐标数据，最后进行三维重建完成测量。该三维测量装置的测量精度可以达到2mm。

4、苏州大学孟庆林等设计的一种基于线激光的三维检测系统，能够实现测量误差可以控制在0.6mm以内，可以满足工业现场对客车轮廓形位公差的测量精度要求。

5、隋显庭等设计的基于线激光传感器旋转扫描的测量系统可以满足大空间的三维检测需求。

6、但是，上述方法对货车车厢体积有要求，检测困难、检测精度低的问题，

7、本发明提供一种基于arduino控制板使用线激光进行三维测量系统，实现货车车厢的三维数据的自动检测。

8、另外，如当被测厢体产生轻微的倾斜时，上述方法的十字扫描测距法测出的三维数据可能会产生偏差。为了使得三维测距系统的鲁棒性更强，本发明通过点面距离法，能够有效的规避因被测厢体的姿态原因引起的测量误差。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种容积测量方法与装置。本发明通过控制激光测距仪上下以及左右两个维度的转动，采集到车厢内部的到测距仪的距离信息，通过收集到的数据，确定车厢的五个面的位置，最后通过数学计算得出车厢的三维数据，完成测量。本发明的线激光三维测量技术具有精度高，方法灵活等特点，并且不存在测量过程中损坏被测物体问题。

2、为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

3、点面距离法主要有如下的三个过程：建立坐标系，确定厢体的内表面位置，求解三维数据。

4、三维测距系统通过两个舵机分别去带动激光测距仪进行上下以及左右的两个维度转动，实现测距头到侧向内部的距离的采集，然后对采集的数据进行分析与处理，最后通过计算得出三维数据，完成测量。

5、本发明旨在设计并实现一个基于arduino控制板控制线激光扫描的三维测量系统。该系统通过激光测距仪，采集得到测距头到厢体内部某些点的距离信息，再利用这些距离信息计算，使用适宜的三维测距方法，计算得出被测厢体的三维数据。该系统具有低成本，准确度高，运行快，切合实际，通用性好等特点。

6、本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

技术特征：

1.一种容积测量方法，其特征在于：借助于至少在被测物体(10)的被测侧壁内表面取三点确定一平面的测距仪(7)；实现如下步骤；

2.根据权利要求1所述的容积测量方法，其特征在于：在步骤s2中，通过十字扫描测距法，控制测距头对被测物体(10)的内腔进行设定十字路径上的每个测量点进行测距，获取测量点的三维数据；采用点面距离法，以测量头所在的点为原点建立三维坐标系o-xyz系，通过在被测物体(10)的内部的各个面上取不共线的三个点，以此来确定每个面的位置；在步骤s3中，使用点面距离公式计算得出测量头到每个面的距离，从而得到被测物体(10)的三维数据。

3.根据权利要求1或2所述的容积测量方法，其特征在于：在步骤s1中，基于点面距离法建立以测距头作为原点o的三维坐标系o-xyz；

4.根据权利要求3所述的容积测量方法，其特征在于：s3，求解三维数据；

5.根据权利要求3所述的容积测量方法，其特征在于：借助于三维测量系统；

6.根据权利要求5所述的车厢容积测量方法，其特征在于：三维测量系统配套控制程序；

7.一种三维测量系统，其特征在于：三维测量系统包括测距仪(7)；测距仪(7)电连接有作为后台的计算机(5)；

8.根据权利要求7所述的三维测量系统，其特征在于：执行有权利要求1-6任一项上述的方法；

9.一种车厢容积的测量装置，其特征在于：测量装置包括具有仓门的仓储库(11)及在仓储库(11)中安装的权利要求7或8所述的三维测量系统；

10.一种车厢容积测量方法，其特征在于：借助于权利要求9所述的测量装置；首先，对测距仪(7)进行初始化；然后，将车厢打开，使得车厢敞口接触缓冲带部(12)口；其次，启动测距仪(7)，执行权利要求1-6任一项所述的方法；

技术总结
本发明涉及车厢容积测量方法、装置及三维测量系统，借助于至少在被测物体的被测侧壁内表面取三点确定一平面的测距仪；实现如下步骤；S1，以测距仪的测距头为基准建立坐标系；S2，确定被测物体的所需被测内表面的空间位置；首先，在被测侧壁内表面上至少取不共线的三个测量点P<subgt;1</subgt;，P<subgt;2</subgt;，P<subgt;3</subgt;；然后，根据测量点P<subgt;1</subgt;，P<subgt;2</subgt;，P<subgt;3</subgt;与测距头之间距离D<subgt;1</subgt;、D<subgt;2</subgt;，D<subgt;3</subgt;；其次，确定所需被测侧壁内表面所在的坐标系，建立所需被测内表面所对应的直角坐标方程；S3，求解测距头到所需被测侧壁内表面的距离，计算容积量。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

技术研发人员：张维忠,张弛,袁翠梅,张宏峰
受保护的技术使用者：青岛点之云智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15