一种基于TOF的规则物流包裹的体积测量方法及装置

本发明属于物流应用，具体涉及一种基于tof的规则物流包裹的体积测量方法及装置。

背景技术：

1、在物流行业发展越来越迅速的背景下，如何提高物流效率，节约物流成本，以及如何高效利用物流空间，已经成为了物流行业发展的主要方向，而准确测量出物流包裹的体积，就能更好地利用空间，合理分配物流运输，提高物流效率。因此，能够高效精准地对物体包裹的体积进行测量和运费计算是物流系统中十分重要的环节。

2、目前的物流行业测量体积仍多为人工测量的方式，效率和精确度十分低下。而市场上已有的测量体积的系统存在以下缺陷：首先测量体积的仪器多为深度相机或3d相机，所运用的技术和装置成本太高，不利于在物流行业普及使用；且检测时多为单面采集，一面采集上万个数据造成资源浪费；市面上测量体积的仪器多数为固定位置，盲区大，出错率高，且对于包裹的放置具有一定要求，使用并不方便。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于tof的规则物流包裹的体积测量方法及装置，不需考虑包裹的摆放位置，即可准确测量出规则物流包裹的体积，同时减少了采集的数据量，降低了测量成本。

2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、第一方面，提供一种规则物流包裹的体积测量方法，包括：分别采集随传送带运动的规则物流包裹的外表面与设置在传送带两侧的各tof传感器之间的距离数据；从采集的距离数据中筛选出规则物流包裹的特征数据；根据规则物流包裹的特征数据，匹配出规则物流包裹的体积模型；根据规则物流包裹的体积模型及特征数据，计算得到规则物流包裹的体积。

4、进一步地，所述规则物流包裹的特征数据包括：设置在传送带一侧的tof传感器v2所测距离数据的平均值l2_ave；设置在传送带另一侧与tof传感器v2相对的tof传感器v1所测距离数据中的第一个值l1_first、最后一个值l1_last、最大值l1_max、最小值l1_min、tof传感器v1所测距离数据的平均值l1_ave；tof传感器v2所测距离数据中与最小值l1_min对应的中间值l2_mid；设置在传送带上方的tof传感器v0所测距离数据的平均值h0。

5、进一步地，所述根据规则物流包裹的特征数据，匹配出规则物流包裹的体积模型，包括：若最小值l1_min的序号超过tof传感器v1所测距离数据总数的一半，最大值l1_max的序号不到tof传感器v1所测距离数据总数的一半，则规则物流包裹的体积模型为第一种动态测量模型；若最小值l1_min的序号超过tof传感器v1所测距离数据总数的一半，最大值l1_max的序号超过tof传感器v1所测距离数据总数的一半，则规则物流包裹的体积模型为第二种动态测量模型；若最小值l1_min的序号不到tof传感器v1所测距离数据总数的一半，最大值l1_max的序号不到tof传感器v1所测距离数据总数的一半，则规则物流包裹的体积模型为第三种动态测量模型；若最小值l1_min的序号不到tof传感器v1所测距离数据总数的一半，最大值l1_max的序号超过tof传感器v1所测距离数据总数的一半，则规则物流包裹的体积模型为第四种动态测量模型；若最小值l1_min的序号为tof传感器v1所测距离数据总数的一半，则规则物流包裹的体积模型为第五种动态测量模型；在使用第一～第五种动态测量模型时，若计算出的规则物流包裹的偏转角度θ小于设定值，则改为采用静态测量模型作为规则物流包裹的体积模型。

6、进一步地，所述根据规则物流包裹的体积模型及特征数据，计算得到规则物流包裹的体积，包括：当规则物流包裹的体积模型为第一种动态测量模型时，规则物流包裹的体积为：

7、

8、其中，k1、k2、k3为中间变量，l表示tof传感器v1与tof传感器v2之间的距离，a表示规则物流包裹的宽度，b表示规则物流包裹的长度，c表示规则物流包裹的高度，h表示tof传感器v0与传送带之间的距离，v表示规则物流包裹的体积，θ表示规则物流包裹的偏转角度；

9、当规则物流包裹的体积模型为第二种动态测量模型时，规则物流包裹的体积为：

10、

11、当规则物流包裹的体积模型为第三种动态测量模型时，规则物流包裹的体积为：

12、

13、当规则物流包裹的体积模型为第四种动态测量模型时，规则物流包裹的体积为：

14、

15、当规则物流包裹的体积模型为第五种动态测量模型时，规则物流包裹的体积为：

16、

17、在使用第一～第五种动态测量模型时，若计算出的规则物流包裹的偏转角度θ大于等于设定值，前述所求规则物流包裹的长、宽及体积为有效数据；若规则物流包裹的偏转角度θ小于设定值，对应的动态测量模型计算出的物流包裹的长、宽及体积为无效数据，改为采用静态测量模型作为规则物流包裹的体积模型；

18、当采用静态测量模型作为规则物流包裹的体积模型时，规则物流包裹的体积为：

19、

20、其中，l3表示tof传感器v4测得的与规则物流包裹之间的距离，l4表示tof传感器v3测得的与规则物流包裹之间的距离，j表示tof传感器v3与tof传感器v4之间的距离，tof传感器v3、tof传感器v4与tof传感器v2位于传送带的同一侧，且tof传感器v3、tof传感器v4分别位于tof传感器v2的两侧，b为所有b1的平均值，α表示tof传感器v4与传送带的夹角，β表示tof传感器v3与传送带的夹角。

21、第二方面，提供一种规则物流包裹的体积测量装置，包括：数据采集模块，用于分别采集随传送带运动的规则物流包裹的外表面与设置在传送带两侧的各tof传感器之间的距离数据；第一数据处理模块，用于从采集的距离数据中筛选出规则物流包裹的特征数据；还用于根据规则物流包裹的特征数据，匹配出规则物流包裹的体积模型；第二数据处理模块，用于根据规则物流包裹的体积模型及特征数据，计算得到规则物流包裹的体积。

22、进一步地，所述数据采集模块包括：设置在传送带一侧的tof传感器v2、tof传感器v3和tof传感器v4，其中，tof传感器v3、tof传感器v4分别位于tof传感器v2的两侧；设置在传送带另一侧与tof传感器v2相对的tof传感器v1；设置在传送带上方的tof传感器v0。

23、进一步地，tof传感器v0、tof传感器v1、tof传感器v2、tof传感器v3和tof传感器v4的型号为vl53l0x。

24、进一步地，还包括用于存储数据采集模块采集的距离数据的第一数据存储模块。

25、进一步地，还包括用于存储第一数据处理模块的输出数据的第二数据存储模块。

26、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明通过分别采集随传送带运动的规则物流包裹的外表面与设置在传送带两侧的各tof传感器之间的距离数据；从采集的距离数据中筛选出规则物流包裹的特征数据；根据规则物流包裹的特征数据，匹配出规则物流包裹的体积模型；根据规则物流包裹的体积模型及特征数据，计算得到规则物流包裹的体积，不需考虑包裹的摆放位置，即可准确测量出规则物流包裹的体积，同时减少了采集的数据量，降低了测量成本。