DWS(尺寸/重量/掃描:體積/稱重/掃描)是物流行業(yè)的重要設(shè)備。隨著物流行業(yè)精細化管理和運營水平的提高，DWS的設(shè)備應用率逐年快速增長。體量數(shù)據(jù)的獲取對于不同的物流應用場景具有多重意義和價值。常見的應用場景包括:
(1)計費依據(jù):在快遞等很多物流細分領(lǐng)域，體積可以作為泡沫商品的計費依據(jù)；
(2)配載優(yōu)化:由于泡沫貨物占運費的絕大部分，基于體積數(shù)據(jù)的配載優(yōu)化具有很大的價值，是后續(xù)運輸成本優(yōu)化的主要目標；
(3)揀貨審核和包裝優(yōu)化:在電商行業(yè)，貨量數(shù)據(jù)是揀貨審核的重要依據(jù)，也可以用于包裝優(yōu)化，可以節(jié)省大量包裝和后續(xù)運輸成本；
(4)倉庫管理:在物流、倉儲甚至一般工業(yè)行業(yè)，貨物進出倉庫的數(shù)量也是基礎(chǔ)管理數(shù)據(jù)之一；
(5)分揀優(yōu)化:在很多自動分揀系統(tǒng)(包括跨帶分揀系統(tǒng)、AGV等形式)中，包裹體積信息可以幫助系統(tǒng)進行分類優(yōu)化分揀，提高分揀效率和準確率。
總之，條碼、重量、體積作為物流目標對象的三大基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，只有全部數(shù)字化后，才能支撐后續(xù)系統(tǒng)的管理和調(diào)度優(yōu)化。其中重量和條形碼可以通過普通的傳感器和攝像頭實現(xiàn)，已經(jīng)非常成熟，但是體積數(shù)據(jù)的采集由于缺乏專用的傳感器，是一個技術(shù)難點。綜合各種潛在的體積測量方法，非接觸視覺體積測量是一個明顯的首選方案，但之前一些海外傳統(tǒng)機器視覺廠商提供的攝像頭方案。價格價格貴，幾萬人民幣，使用維護要求高。除了一些特定的航空節(jié)點，很難大批量推廣。直到最近兩年3D視覺逐漸成熟，基于3D相機的視覺體積測量才逐漸流行起來。
3D相機的類型
目前技術(shù)比較成熟的高性價比3D相機有兩種:線激光掃描相機(也稱輪廓儀)和面陣3D相機。一般3D相機是指面陣3D相機。
顧名思義，線激光掃描相機只能在給定的時間內(nèi)測量一個截面的輪廓尺寸。如果想要得到一個物體的長、寬、高的完整數(shù)據(jù)，需要勻速移動相機或者物體進行一次完整的掃描，需要知道準確的移動速度才能得到移動方向的長度值。這一特性限制了線掃描相機只能用于傳輸過程中的測量，在靜態(tài)測量場景中已經(jīng)被淘汰。
[線激光攝像機示意圖]
[圖楊面陣相機工作示意圖]
面陣拍攝的3D相機可以在一幀曝光時間內(nèi)完成視場空間的全場拍攝測量。像2D相機拍攝，動態(tài)和靜態(tài)測量都適用。在動態(tài)拍攝中，可以通過減少曝光時間來適應更高的帶速，測量過程不需要速度值，也不需要勻速運動，適用性更好。
動態(tài)和靜態(tài)體積測量
在不同的物流場景下，重量、體積、條碼都有動態(tài)和靜態(tài)兩種模式。動態(tài)集中在分揀轉(zhuǎn)運中心，靜態(tài)計量方式非常廣泛，網(wǎng)點、倉庫、分揀轉(zhuǎn)運中心都有需求。從數(shù)量和部署節(jié)奏來看，分揀中心動態(tài)計量的部署節(jié)奏是目前最快的，但從總需求來看，靜態(tài)計量的數(shù)量會遠遠多于動態(tài)，但節(jié)奏會慢一些，快遞、跨境、航空、快遞等不同行業(yè)對量數(shù)據(jù)的需求迫切程度也有較大差異。
在上面的3D相機分類中提到，線激光掃描相機是主要的動態(tài)相機，而面相機是主要的靜態(tài)相機。從技術(shù)趨勢上看，面陣相機更具性價比優(yōu)勢，可以替代線陣相機，而線陣相機無法替代面陣相機。
小型和大型零件的體積測量
無論2D還是3D，線陣還是面陣，所有相機都有拍攝距離和視場的限制，也就是有一個測量范圍。因此，根據(jù)不同體積測量范圍的要求，視覺系統(tǒng)也可以分為小部件和大部件。大小件的界限沒有統(tǒng)一規(guī)定。小件一般邊長在0.6-0.8米以內(nèi)，大件可能1米、2米甚至更大。小件的體積測量可以用一臺3D相機完成，而大件則需要根據(jù)具體要求拼接多臺相機才能實現(xiàn)。拼接相機的數(shù)量可以根據(jù)測量要求計算，常見的方案在2-8個之間。當然，多攝像頭拼接對技術(shù)要求更高，市面上成熟的方案很少。
[圖楊-多攝像頭拼接示意圖]
一般來說，單相機小測量精度較高，多相機大測量精度略低。小零件精度根據(jù)性價比不同有5mm和10mm，大零件精度10-20 mm。
DWS系統(tǒng)集成
DWS設(shè)備是一個完整的計算機系統(tǒng)。重量、體積、條形碼三個計量單位通過USB、以太網(wǎng)或串口等常用接口連接到設(shè)備的工控機，設(shè)備的工控機通過網(wǎng)絡(luò)連接到用戶系統(tǒng)。拓撲結(jié)構(gòu)非常簡單。
由于重量和條碼攝像頭需要的計算資源很少，DWS通常配置的工控機不需要很高的規(guī)格和很低的成本，所以一個合適的體積測量系統(tǒng)應該不會對計算資源有太高的要求。
途洋產(chǎn)品優(yōu)勢
途洋是目前3D視覺體積測量領(lǐng)域的主流解決方案提供商，服務(wù)于市場上大多數(shù)DWS設(shè)備客戶，提供完整的3D攝像機和配套的體積測量軟件包，并針對不同需求提供多項有針對性的產(chǎn)品解決方案。其中，3D攝像機硬件主要包括以下四種型號:
單相機方案可用于小測量，多相機拼接方案可用于大測量。隨著技術(shù)的發(fā)展，3D視覺解決方案的成本日益優(yōu)化，已經(jīng)開始逼近掃地墩。價格，為行業(yè)內(nèi)大規(guī)模推廣應用鋪平了道路。整體出貨量每年增長數(shù)倍。經(jīng)過3-5年的發(fā)展，預計體積和重量數(shù)據(jù)將成為物流行業(yè)的標準數(shù)據(jù)信息，為提升物流效率和成本優(yōu)化提供有力支撐。
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