[发明专利]物体的计测装置

说明书

本申请是国际申请日为2003年9月29、国家申请号为03803275.9、发明名称为“物体的计测方法及物体的计测装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是关于使用脉冲激光对物体的位置、大小、移动速度进行计测的物体的计测装置的发明。

背景技术

现知的技术是利用激光多普勒方法，对在运送中的长方体形状的物体的侵入角度和侧边的实长进行测量的方法、装置(例如：特开平8-285554号公报)。

更详细地说，上述的已知方法和装置是根据长方体形状的物品在通过带式运送机被运送的过程中，通过激光多普勒速度传感器求得的上述带式运送机的移动速度和，在上述2个长方体形状的物品的顶部、与上述带式运送机的移动方向成直角方向并排放置的2个物体位置检出传感器检出上述被传送过来的长方体的各个时刻的时间差，来求出上述长方体的侧边的实长和对于上述带式运送机的移动方向的上述长方体的侵入角度。

上述已知的方法和装置不能计测长方体的侧边的实长和对上述带式运送机的移动方向的上述长方体的侵入角度以外的值，例如上述长方体的宽、高、上述长方体整体的大小，具有不能计测长方体以外的形状的物体的大小、位置、移动速度的弱点。

本发明的目的是提供使用脉冲激光能够计测长方体或者长方体以外形状的物体的整体大小、位置、移动速度的物体的计测装置。

发明内容

根据本发明的第1实施形态的物体计测方法是底面对XY平面大体平行地设置的长方体的大小或者设置位置、采用在上述长方体的外部设置的激光发生器发射的脉冲激光、来进行计测的计测方法，该物体计测方法由下述步骤组成：用上述脉冲激光对上述长方体进行二维扫描，接受上述物体反射的反射光，根据上述脉冲激光的发射方向和上述脉冲激光的发射时刻和该脉冲激光的反射光的受光时刻的时间差来检出上述长方体的反射位置的反射位置检出步骤；和根据上述被检出的多个反射位置来算出上述长方体的大小、设置位置的算出步骤；该方法的算出步骤是根据上述检出的多个反射位置算出上述长方体的棱线的坐标值，并用算出的棱线的坐标值算出上述长方体的顶面的各个顶点，并计算出上述长方体的大小或者设置位置的算出方法。

根据本发明的第2实施形态的计测方法是在第1实施形态的计测方法中，该方法的扫描是对一定方向进行一维扫描后，通过变换扫描位置在与上述的一定方向大致平行的方向上进行多次同上述的一维扫描相同的扫描来对上述长方体进行二维扫描；上述计算步骤是：对每个上述一维扫描，从上述各个反射位置的X坐标值和Y坐标值求得XY平面上的适当数的直线方程式，且根据这个适当数的直线方程式的条数或者倾斜度来判断从上述激光发生器对上述长方体的哪个面照射了脉冲激光；当上述长方体的顶面照射了脉冲激光时，根据上述各个扫描的上述顶面的反射位置的X坐标值的最大值和与这个最大值对应的Y坐标值、在上述各个扫描的上述顶面的反射位置的X坐标值的最小值和与这个最小值对应的Y坐标值来求得包含上述长方体的顶面的4条棱线的4种直线，并求得上述各条直线的交点的X坐标值和Y坐标值，而且使用上述顶面的反射位置的Z坐标值，计算上述长方体的上述顶面的各个顶点；在上述长方体的2个侧面被上述脉冲激光照射的情况下，对上述各个扫描，从上述各个反射位置的X坐标值和Y坐标值来计算XY平面上的2个直线方程式，从这2个直线方程式的交点中，计算与Z轴大致平行的、上述长方体的第1棱线的X坐标值和Y坐标值，且根据上述各个扫描的上述侧面的反射位置的X坐标值的最大值和与这个最大值对应的Y坐标值来计算与Z轴大致平行的、上述长方体的第2棱线的X坐标值和Y坐标值，并根据上述各个扫描的上述侧面的反射位置的X坐标值的最小值和与这个最小值对应的Y坐标值来计算与Z轴大致平行的、上述长方体的第3棱线的X坐标值和Y坐标值，根据上述第1-3各条棱线的各X坐标值和各Y坐标值来计算与Z轴大致平行的、第4棱线的X坐标值和Y坐标值，从上述各反射位置的Z坐标值的最大值，计算上述长方体的顶面的高度位置，根据上述第1-4棱线的各X坐标值和各Y坐标值和上述上面的高度位置来计算上述长方体的上述顶面的各个顶点；当上述长方体的仅仅一个侧面被上述脉冲激光照射时，判断为不可能算出长方体的大小或设置位置是的计测方法。