[发明专利]体积测量装置、系统、方法和程序

说明书

要提供一种可以有助于以低成本且高效地测量原材料堆的体积而不影响工厂的操作的体积测量装置等。所述体积测量装置包括：点群转换部件，所述点群转换部件将来自拍摄原材料场的深度传感器的深度信息转换成点群数据；原材料堆检测部件，所述原材料堆检测部件使用与原材料堆的安息角有关的安息角信息，从所述点群数据中检测与原材料堆有关的点群；以及原材料堆体积计算部件，所述原材料堆体积计算部件基于与所述原材料堆有关的所述点群，计算所述原材料堆中的能够从所述深度传感器拍摄的所述原材料堆未遮挡部分的体积；使用至少与所述原材料堆有关的所述点群，估计所述原材料堆中的无法从所述深度传感器拍摄的所述原材料堆遮挡部分的体积；并且计算所述原材料堆的体积，所述原材料堆的体积是计算出的所述原材料堆未遮挡部分的所述体积和估计的所述原材料堆遮挡部分的所述体积之和。

相关申请的描述

本发明要求2018年11月21日提交的日本专利申请JP2018-218148的优先权，并且所述日本专利申请的完整内容以引用的方式并入本申请中并在本申请中阐述。

技术领域

本发明涉及一种用于测量原材料场中的原材料堆的体积的体积测量装置、系统、方法和程序。

背景技术

在玻璃工厂和炼钢厂中，将作为玻璃的原材料的硅砂以及作为钢的原材料的铁矿石存储在三面由墙壁包围的原材料场(原材料存放处)的室内和室外。图17是从上方观察三面由墙壁12包围的原材料场10的图像视图。上面堆积有原材料的每个原材料堆11被墙壁12三面包围。根据工厂的运转，原材料的剩余量会随时改变。目前，工人经常在视觉上管理这种原材料的剩余量。

为了维持高生产率，重要的是要迅速而准确地掌握原材料的剩余量。也就是说，需要一种用于实时自动地管理剩余量的系统。当构造原材料的剩余量管理系统时，可以想到使用深度传感器(深度测量传感器)作为用于测量剩余量的传感器。作为使用深度传感器来管理原材料堆的形状的技术，存在专利文献(PTL)1至(PTL)3中描述的技术。在PTL 1至PTL3中描述的技术中，通过以下方式测量原材料堆的形状：将深度传感器(诸如激光扫描仪)、2D(二维)激光测距仪和立体相机附接到诸如堆垛器或取料机等场地机器。在使用这种深度传感器的系统中，为了通过从多个视点拍摄测量物体来获取三维数据，通常使用多个深度传感器。

[PTL 1]JP2010-286436A1

[PTL 2]JP2011-157187A1

[PTL 3]JP2012-193030A1

[PTL 4]JP2016-61674A1

[NPTL 1]C.BRADFORD BARBER等，“凸包的Quickhull算法”，ACM关于数学软件的交易，1996年12月第22号第4期，第469-483页。(https://www.cise.ufl.edu/～ungor/courses/fall06/papers/QuickHull.pdf)

发明内容

本申请的发明人给出了以下分析。

在PTL 1至PTL 3描述的技术中，因为深度传感器被安装到场地机器上，所以它支持在测量原材料堆的形状的同时执行诸如原材料的接收、递送等工作。因此，通过将深度传感器安装到场地机器上进行测量可能会影响工厂的操作。

而且，虽然近年来深度传感器的价格一直在下降，但是在工业应用中满足足够的测量范围、精度和细度的那些传感器仍然很昂贵。即使从可维护性的角度来看，也不希望使用多个深度传感器。如果系统由单个深度传感器构成，则将产生一个问题，其中位于前侧的物体在三维空间中隐藏了位于后侧的物体，从而出现了不可见区域(遮挡)。例如，当从正面方向拍摄原材料堆时，原材料堆的背面方向部分被隐藏，并且无法获取背面方向部分的深度信息。