本发明专利技术涉及一种移动龙门式车载物料体积测量系统及方法，本移动龙门式车载物料体积测量系统包括：视觉标定装置，用于标定待测货车的车厢长度D以及车厢底板高度h1；区域扫描装置，位于车厢上方，且与车厢垂直，并沿车厢扫描车厢内的物料；上位机，与所述视觉标定装置和区域扫描装置相连，且适于根据区域扫描装置的扫描信号及车厢底板高度h1获得车厢宽度W和物料平均净高度，并与车厢长度D计算出物料的总体积V。本发明专利技术的车载物料体积测量系统及工作方法与视觉测量法相比，有益之处在于不受外部因素影响，测量稳定，测量精度高，同时成本较低。与人工测量法相比，有益之处在于测量过程自动化，不受人为因素影响，测量精度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种体积测量系统及方法，尤其涉及一种移动龙门式车载物料体积测 量系统及方法。
技术介绍
对于人造板行业来说，需要购入大量刨花、木肩等碎料作为加工原料用来生产人 造板。原料的采购多是通过大型货车进行运输，且交易时根据地镑测得的重量减去货车空 载重量得到原料的实际重量作为结算依据。这种交易方式存在的问题在于原料中经常被人 为掺杂各种杂物，如金属、石头等，从而增加载重量，给购买方企业带来较大的损失。因此， 为了防止卖方对原料进行掺假作弊，在对原料进行称重时，需要同时测量其体积，如此便可 计算出原料的密度，如得到的密度与木料密度差距较大，则可断定原料中掺假。 对于上述应用场合的车载物料体积测量而言，一般的体积估算测量方法由于误差 较大无法使用，目前较为精确的测量方法有：一、基于图像的体积测量方法，该方法采用立 体视觉成像，对获取的图像进行处理，从而获得物料表面特征点的距离信息，并进行三维重 建，计算出物料的体积，该方法测量精度较高，但缺点在于成本较高，此外，天气变化导致光 照强度变化，人为产生的阴影都会对图像的采集和处理产生影响，从而导致测量结果误差 变大，测量系统不稳定；二、基于测距传感器的人工测量法，该方法利用测距传感器，采用人 工测量方式对多个特征点进行三维坐标测量，通过三维建模，计算出体积值，该方法成本较 低，但测量周期长，测量精度与人为操作因素有很大关系；三、超声波断面扫描法，该方法与 医学中利用超声波测量人体器官体积原理类似，测量精度较高，但成本较高，且物料的不均 匀以及介质的不同会影响超声的反射效果，从而影响测量精度。【专利
技术实现思路
】 本专利技术的目的是提供，以实现快 速、准确、操作方便的车载物料体积测量系统。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了 一种车载物料体积测量系统，包括： 视觉标定装置，用于标定待测货车的车厢长度D以及车厢底板高度h1;区域扫描 装置，位于车厢上方，且垂直向下沿车厢扫描车厢内的物料；以及上位机，与所述视觉标定 装置和区域扫描装置相连，且适于根据区域扫描装置的扫描信号及车厢底板高度Ii 1获得车 厢宽度W和物料平均净高度K，并与车厢长度D计算出物料的总体积V。 进一步，所述车载物料体积测量系统还包括：适于待测货车穿行的龙门架，所述视 觉标定装置安装于龙门架的一侧立柱上，以及龙门架的横梁正中处安装有所述区域扫描装 置；所述上位机通过前后驱动单元控制龙门架沿货车移动；当所述龙门架在移动时，区域 扫描装置适于按照一定扫描频率对车厢进行扇形扫描，即通过该扫描频率将车厢划分成若 干个扇形扫描截面，且通过若干个扇形扫描截面及龙门架高度H、车厢底板高度匕获得车厢 宽度W和物料平均净高度^ Q 进一步，所述视觉标定装置包括：数字摄像头，该数字摄像头与上位机相连；所述 数字摄像头通过一上下驱动单元与立柱相连；在龙门架位于车厢首端时，所述上位机适于 控制上下驱动单元带动视觉标定装置沿立柱上、下移动，以标定车厢底板的起始位置；并当 龙门架移动至车厢末端时，标定车厢底板的终点位置；所述上位机通过起始、终点位置获得 车厢长度D及车厢底板高度Ii 1。 进一步，所述车载物料体积测量系统还设有存储单元，将获取的待测货车的车牌 信息及物料的总体积V进行存储。 又一方面，本专利技术还提供了一种车载物料体积测量方法，包括如下步骤： 步骤Sl，获取车厢长度D以及车厢底板高度h1;步骤S2,通过位于车厢上方的区域 扫描装置垂直向下沿车厢扫描车厢内的物料及根据车厢底板高度Ii 1，以获得车厢宽度W和 物料平均净高度L以及步骤S3,将车厢宽度W、物料平均净高度；^与车厢长度D计算出物料 的总体积V。 进一步，所述车载物料体积测量方法采用车载物料体积测量系统获得物料的总体 积；所述车载物料体积测量系统包括：适于待测货车穿行的龙门架，且该龙门架的一侧立 柱上安装有视觉标定装置，以及龙门架的横梁正中处安装有所述区域扫描装置；所述视觉 标定装置包括：数字摄像头；所述数字摄像头通过一上下驱动单元与立柱相连，所述上位 机与上下驱动单元相连，控制视觉标定装置沿立柱上、下移动；所述步骤Sl中获取车厢长 度的方法包括：当龙门架位于车厢首端时，所述上位机适于控制上下驱动单元带动视觉标 定装置沿立柱上、下移动，标定车厢底板的起始位置；并当龙门架移动至车厢末端时，标定 车厢底板的终点位置；所述上位机通过起始、终点位置获得车厢长度D ;以及所述步骤Sl中 获得车厢底板高度Ii1的方法包括：获得车厢底板高度h i，通过数字摄像头安装高度和上、下 移动距离获得车厢底板高度Ii1。 进一步，所述步骤S2中通过位于车厢上方的区域扫描装置垂直向下沿车厢扫描 车厢内的物料及根据车厢底板高度Ii 1，以获得车厢宽度W和物料平均净高度^的方法包括： 所述上位机通过前后驱动单元控制龙门架沿货车移动；当所述龙门架在移动时，所述区域 扫描装置适于按照一定扫描频率对车厢进行扇形扫描，即通过该扫描频率将车厢划分成若 干个扇形扫描截面，且通过若干个扇形扫描截面及龙门架高度H、车厢底板高度匕获得车厢 宽度W和物料平均净高度1。 进一步，所述通过若干个扇形扫描截面及龙门架高度H、车厢底板高度匕获得车厢 宽度W和物料平均净高度X的方法包括： 步骤S21，通过上位机设定所述扇形扫描截面的角度分辨率及与该角度分辨率对 应的若干扫描线，则每个扇形扫描截面中，各扫描线分别对应物料表面的相应测量点与区 域扫描装置的垂直高度值h(i，j)的计算公式，即h(i，j) =L(i，j)Xcos0 (i，j);式中， L(i，j)表示第i个扇形扫描截面中第j个扫描线对应的返回值，Θ (i，j)表示第i个扇 形扫描截面中第j个扫描线与龙门架中垂线的夹角；对无效L(i，j)进行过滤，以获得有 效L (i，j)，即若各扫描线所对应的垂直高度计算值大于区域扫描装置到车厢底板的垂直高 度，则将该垂直高度计算值所对应的L(i，j)删除； 步骤S22,在各有效L(i，j)的基础上，计算车厢宽度W和物料平均净高度;^即 L(i，j)的各有效值按顺序依次定义为L(i，l)*".L(i，ni);其中，叫表示有效L(i，j)的个 数，L (i，r〇表示第i个扇形扫描截面中第Ii1个扫描线对应的返回值； 计算车厢宽度W的公式为 式中，m表示扇形扫描截面的个数； 计算物料平均净高度I的公式为 进一步，步骤S3中物料的总体积V的计算公式，即 进一步，所述车载物料体积测量系统还设有存储单元，将获取的待测货车的车牌 信息及物料的总体积V进行存储。 本专利技术的有益效果是，本专利技术的车载物料体积测量系统及工作方法与视觉测量法 相比，有益之处在于不受外部因素影响，测量稳定，测量精度高，同时成本较低。与人工测量 法相比，有益之处在于测量过程自动化，不受人为因素影响，测量精度高，从而根据体积和 重量（由汽车衡称出）可以计算出密度值，作为防止物料中掺假的重要判断依据。【附图说明】 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。 图1是本专利技术的车载物料体积测量系统的原理框图； 图2是本专利技术的系统运行示意图； 图3是本专利技术的一个扇形扫描截面对应的各参数计算原理图； 图4是本专利技术的物料体积测量过程流程图。 图中：车厢1、物料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种车载物料体积测量系统，其特征在于，包括：视觉标定装置，用于标定待测货车的车厢长度D以及车厢底板高度h1；区域扫描装置，位于车厢上方，且垂直向下沿车厢扫描车厢内的物料；上位机，与所述视觉标定装置和区域扫描装置相连，且适于根据区域扫描装置的扫描信号及车厢底板高度h1获得车厢宽度W和物料平均净高度，并与车厢长度D计算出物料的总体积V。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李奎，谢玓，刘波，王婷婷，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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