一种基于激光扫描测距的货物体积测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种物流运输系统，尤其涉及货物体积测量装置。
【背景技术】
[0002]随着我国对外交往和国际贸易的不断扩大，进出口货物的航空运输量也迅速增加。从第二次世界大战后大批军用飞机转入民用运输后，西方发达国家便开始着力发展空运事业，开辟国际航线，逐步建立了全球性的航空运输网络。随着世界经济的回复，国际航空货物的运输增长很快。
[0003]自改革开放以来，随着中国经济的明显增长，中国的航空货物运输市场发展迅猛，由1980年的8.9万吨增长到2012年的545万吨，年均增速超过13.7%。在中国，由于航空货邮运输的大部分依靠客机腹舱搭载完成，因此货邮运输需求最旺盛的市场就主要存在于客运产生最多的主要城市，如北京、上海、广州。从1990年开始之后的20年间，除去其中某些年份的货邮量起伏，总体来说，吞吐量在北京、上海、广州这些主要的中国城市分别增长了 5倍、15倍与4倍。究其原因，除了显而易见的需求增加是由经济的高速增长带来的，航空货物运输量这一明显增长更主要还是由于与世界的逐步接轨，使得枢纽机场更深入地融入到国内、国际物流运输网络中。
[0004]“十二五”期间，我国民航将积极发展货邮运输，大力提高货运能力，推进航空货运物流化，加强枢纽建设。预计到2015年，我国航空货运量将突破900万吨，年均增长10%以上，其中快递业务年均增幅将达到20%以上。可见，航空货运呈现出了广阔的市场前景以及强劲的发展势头。随着这种强劲的发展势头，如何高效高速的利用现有的航空资源进行货物运输，利用各种先进技术提高航空货运的工作效率及安全特性变得尤为重要。
[0005]航空物流当前所涉及的关键问题主要包括:安全问题与效率问题。其中安全问题主要从以下两个方面考虑:一是从货物本身的安全性考虑，一是航空安全运输的角度考虑。目前，航空货物本身的安全性，已通过单元包装件逐一接受X射线安全检查的手段解决。对于航空安全运输而言，货物本身的质量关乎飞机运行的安全，飞机的超重，可能对于航空飞行安全构成严重的威胁。目前机场货场安检出口都具有称重设备，能够对于装车到货车上的货物进行重量的称量，从而确保飞机的安全运输。
[0006]就效率问题而言，主要涉及机场装运货物的效率和航空运输的效率。其中货物体积是影响这两方面效率的关键问题之一。由于不同货物密度不一样，相同质量货物体积可能有很大的差别。在满足货物不超过飞机最大运输重量基础之上，可能存在实际体积已经超过飞机最大腹舱体积的问题。体积问题在航空货运领域一直没有受到重视，基本都是通过工人目测的方式来完成。这种方式可能存在两种问题:(I)总体积欠估计。即在保证质量不超标前提下，估计体积小于实际体积，导致了飞机运输空间的浪费；(2)总体积过估计。即在保证质量不超标的前提下，估计的体积大于实际体积，导致无法运输。目前机场货物体积和质量测量都在机场内部，测量完毕后通常需要运输很远的距离到停机坪。如果体积测量不准确将导致货物的重新返回或补充，大大影响了货运的效率，因此对货物体积进行更加精确的测量非常迫切。然而至今国内航空货运场仍无航空货物体积测量设备，为此需研发新的用于航空货物快速体积测量设备，以此填补国内机场货物体积测量这一空白。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供货物体积测量装置。
[0008]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
[0009]货物体积测量装置，包括传送带、导轨和激光传感器，所述导轨设置在所述传送带的正上方，所述激光传感器安装在所述导轨上，物品放置在所述传送带上。
[0010]具体地，还包括两根立柱和两根悬臂，所述立柱与墙壁之间通过紧固件紧固连接，两个所述立柱平行设置;每根所述立柱的上方均与一根所述悬臂的一端连接，两根所述悬臂平行设置，两根所述悬臂的另一端分别通过一个连接件与所述导轨的两端连接。
[0011]进一步地，所述连接件为防弹性形变连接件。
[0012]有效的解决了在激光传感器往返动作的过程中产生的振荡对数据采集的影响。
[0013]进一步地，所述悬臂与所述立柱垂直。
[0014]进一步地，所述立柱的下端与地面接触。
[0015]进一步地，所述激光传感器配设有动力装置，所述激光传感器可沿导轨方向往返运动。
[0016]本实用新型的有益效果在于:
[0017]本实用新型货物体积测量装置，将激光传感器设置在导轨上来回滑动，对下方传送带上面的货物进行扫描，整套系统基本不占用有效地面工作空间，由于在墙壁上设置立柱，不影响工人的日常工作，也基本不需要改变日常的工作习惯。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型货物体积测量装置的结构示意图；
[0019]图2是截面扇形扫描原理示意图；
[0020]图3是截面扇形扫描实现示意图。
[0021 ]图中:1-立柱，2-传送带，3-连接件，4-导轨，5-激光传感器，6_货物，7_悬臂。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0023]如图1所示，本实用新型货物6体积测量装置，包括传送带2、导轨4、激光传感器5、两根立柱I和两根悬臂7，导轨4设置在传送带2的正上方，激光传感器5安装在导轨4上，物品放置在传送带2上;立柱I与墙壁之间通过紧固件紧固连接，两个立柱I平行设置;每根立柱I的上方均与一根悬臂7的一端连接，两根悬臂7平行设置，两根悬臂7的另一端分别通过一个连接件3与导轨4的两端连接;连接件3为防弹性形变连接件3;悬臂7与立柱I垂直;立柱I的下端与地面接触;激光传感器5配设有动力装置，激光传感器5可沿导轨4方向往返运动。
[0024]考虑到工作人员的工作习惯，为了在不改变现有工作流程的情况下尽量简化工作流程，减小工作量，使体积数据输出及显示和地镑数据输出及显示方式/格式一致。具体工作流程如下:首先板车开上地镑后，工人开始从传送带2往车上搬货物6，同时开始人工向软件录入货单号。待货物6搬运结束，货物6的称重和测货物6的体积(称重和测体积的数据处理方式做到相同、同步)完成。
[0025]本实用新型还具备以下优点:
[0026]1、测算速度快；
[0027]2、准确度高；
[0028]3、尽量不影响正常工作秩序。
[0029]如图2所示，截面扫描的扫描原理是利用一个激光摄像头，在扇形界面内运动，测量扇形截面范围内的矢量距离信息，然后根据角度关系，将矢量距离信息转化为应点的距离信息。
[0030]其中Ht为货物6高度，Dj为货物6在宽度上的积分量，Lk为货物6在长度上的积分量，hi为激光传感器5到地面的距离(图中未标出)，则根据几何关系，此方案体积可以按如下方案计算:
[0031]V = JJJ(HtXDj XLk)dtdjdk
[0032]h = I X cos0
[0033]Ht = h-hl
[0034]因此在本项目中，为了获取货物6截面的高度信息，同样可以采用一个扇形激光传感器5来解决，这种激光传感器5可以获取一个扇形截面上边缘的矢量距离信息，而不仅仅是单点距离信息，因此利用这种扫描方案，同样可以完成对货物6截面高度信息采集的任务。当然这种扫描方式能够覆盖的角度有一定的范围，这个角度范围取决于待测货物6与激光传感器5之间的距离。因此需要通过实验测试综合计算来获取最合适的匹配距离，使得货物6整体既能位于扫描区域范围内，同时激光传感器5与货物6之间的高度差又比较适中。在保证了正确的匹配距离前提下，还要兼顾扫描数据的稳定性。系统具体测量原理图如图3所示:
[0035]而由于本实用新型采样的数据为离散采样，因此实现公式为:
[0036]V= IHtXDkXAL
[0037]Dk = htX [tana-tan(α-θ)]
[0038]其中Ht为单点激光激光传感器5采集的单点数据，Dk两个单点聚光激光传感器5之间的间距，为采样间隔，α为测量点与铅垂线的夹角，Θ是激光传感器5的最小间隔。
[0039]采用这种方式的优点在于:(I)安装简单，完全测量目标的前提下最少只需要一台激光传感器5即可；(2)成本适中，使用这样一台激光传感器5的硬件成本要远低于上述三十个单点激光传感器5的总成本；(3)每次扇形扫描数据之间的间隔小，扫描结果精度高，当前的扫描角度精度最高可以达到0.25度；(4)扫描频率高。通过对于航空货运货物6安检出口的现场情况的调研，要求扫描测量的周期较短，当然这就要求扫描器的数据获取速度快。当前的扫描频率可以达到50Hz，比较适用于这种快速的数据采集状况。
[0040]尽管上文对本实用新型作了详细说明，但不限于此，本技术领域的技术人员可以通过其它不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，凡按照本实用新型记载的内容或原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.货物体积测量装置，其特征在于:包括传送带、导轨和激光传感器，所述导轨设置在所述传送带的正上方，所述激光传感器安装在所述导轨上，物品放置在所述传送带上。2.根据权利要求1所述的货物体积测量装置，其特征在于:还包括两根立柱和两根悬臂，所述立柱与墙壁之间通过紧固件紧固连接，两个所述立柱平行设置;每根所述立柱的上方均与一根所述悬臂的一端连接，两根所述悬臂平行设置，两根所述悬臂的另一端分别通过一个连接件与所述导轨的两端连接。3.根据权利要求2所述的货物体积测量装置，其特征在于:所述连接件为防弹性形变连接件。4.根据权利要求2所述的货物体积测量装置，其特征在于:所述悬臂与所述立柱垂直。5.根据权利要求2所述的货物体积测量装置，其特征在于:所述立柱的下端与地面接触。6.根据权利要求1所述的货物体积测量装置，其特征在于:所述激光传感器配设有动力装置，所述激光传感器可沿导轨方向往返运动。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于激光扫描测距的货物体积测量装置，包括传送带、导轨、激光传感器、两根立柱和两根悬臂，导轨设置在传送带的正上方，激光传感器安装在导轨上，物品放置在传送带上；立柱与墙壁之间通过紧固件紧固连接，两个立柱平行设置；每根立柱的上方均与一根悬臂的一端连接，两根悬臂平行设置，两根悬臂的另一端分别通过一个连接件与导轨的两端连接。本实用新型一种基于激光扫描测距的货物体积测量装置，将激光传感器设置在导轨上来回滑动，对下方传送带上面的货物进行扫描，整套系统基本不占用有效地面工作空间，由于在墙壁上设置立柱，不影响工人的日常工作，也基本不需要改变日常的工作习惯。
【IPC分类】G01B11/00
【公开号】CN205192430
【申请号】CN201520951272
【发明人】何海波, 龚剑, 张余强, 张豫堃
【申请人】成都西图科技有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年3月3日