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货运测量 2.0

2024-10-23

倍加福, 传感器, LASE, 货运测量, R2000, LiDAR 传感器

为了实现物流领域的数字化测量任务,LASE 工业激光技术有限公司(LASE Industrielle Lasertechnik GmbH)正在开发基于激光测量原理的自动货运测量系统。在这些应用中,可以通过倍加福 R2000 LiDAR 传感器在几秒钟内实现高精度的 3-D 测量。


无论是运送标准托盘、超标货物还是其他普通的大件货物,每家货运公司都致力于尽可能准确地测量货物尺寸。准确的测量不仅可以精确计算货运成本,而且还可以优化货运车的装载,以确保货运车有限的空间得到充分的利用。

“在许多货运公司中,其货运测量仍然是手动进行的。“用尺子手动测量托盘,将测量尺寸写在一张纸上,然后输入到电脑中——这个过程既复杂又容易出错”,LASE 总经理 Lars Ambrosy 评论道。为了实现这一过程的数字化,LASE 与倍加福进行合作,在倍加福 LiDAR 传感器的支持下开发了自动货运测量系统

舍弃陈旧的纸笔模式

LASE 专注于采用激光技术解决各种工业应用。为此,该公司使用自己的专用软件对激光传感器的原始数据进行进一步处理。这家总部位于德国北莱茵-威斯特法伦州韦塞尔(Wesel, North Rhine-Westphalia, Germany)的公司,自20世纪90年代以来一直在港口、钢厂和采矿业务中享有盛誉。“大约五年前,我们开始在物流领域站稳脚跟,”Ambrosy 说道,“我们希望,我们长期以来在港口领域中大规模使用的技术,可以进一步用于物流领域中类似的测量任务。”

LASE 总经理提到自动货运测量提供的优势非常明显:“采用数字化流程,无需手动记录或数据输入,即可实现货物的可靠测量。这最大限度地减少了所涉及的工作量和出错的可能性,并且还提高了可追溯性。”


通过使用倍加福 R2000 LiDAR 传感器创建被检测目标物的 3-D 点云图像。由此确定货物的尺寸和体积,其精度达到 +/- 20 毫米。

Lars Ambrosy,LASE 总经理


几秒钟内即可得到测量结果

为了实现托盘和其他货物的全自动测量,LASE 开发了一系列以 LaseAFM 命名的系统。“这些系统通过使用倍加福 R2000 LiDAR 传感器,生成被检测目标物的 3-D 点云图像。由此确定货物的尺寸和体积,其精度达到 +/- 20 毫米。这些数据将被自动输入到货物管理系统中,”Ambrosy 解释道。

LaseAFM-2-MB 作为 LaseAFM 系列中专门开发的一个创新系统,主要针对放置在地面特定可测量区域内的托盘或其他货物进行测量。例如,在测量区域上方将测量横梁沿对角线悬挂在天花板上,而 LiDAR 传感器则安装在两端的旋转装置中。“激光扫描仪通过伺服电机从左到右旋转一次,由此可以捕捉到托盘的所有侧面。结合旋转装置的运动数据,评估单元就可以在几秒钟内得出其具体的体积。”Ambrosy 总结了其功能原理。


为叉车提供清晰的路径:只需将 LaseAFM-2-MB 系统的测量横梁简单地沿对角线悬挂在天花板上。

在测量横梁的两端各安装一个倍加福 R2000 2-D LiDAR 传感器。

在测量过程中,旋转装置将传感器从一侧旋转至另一侧。

由此激光扫描仪可以捕捉到货物的所有侧面。

从测量结果生成 3-D 点云图像。

据 Ambrosy 称,与市场上的其他解决方案相比,LaseAFM-2-MB 的设计具备许多优势。由于测量横梁悬挂在天花板上,就不会发生金属部件阻碍叉车或物料搬运设备的通行。与基于两个线性单元的方形框架系统不同,LaseAFM-2-MB 的特性在于效率特别高且重量轻:“正因为我们的系统只需要一个测量横梁,因此更容易安装、更容易维护,且更不容易发生故障。”

高分辨率、紧凑型设计

在激光测量技术专家 LASE 开始开发其货运测量系统时,选择合适的传感器技术起到了决定性的作用。为了快速精确地实现托盘的 3-D 测量,必须采用正确分辨率的传感器。另一个挑战在于经常用于包裹托盘、反光性差的黑色塑料薄膜。

为了寻找合适的传感器技术,LASE 与倍加福成为合作伙伴。对于货物测量自动化,倍加福业务开发经理 Arno Hagemann 推荐 R2000 2-D LiDAR 传感器:“该传感器的特点是光斑小、具有同类产品中最高的角分辨率,且设计紧凑,重量仅为 800 g,可提供高精度。”


R2000 2-D LiDAR 传感器的角分辨率高达 0.014°,可提供高精度。

R2000 可实现 360°测量,确保全方位的可靠检测。

针对特定要求进行优化

Ambrosy 更详细地解释了为什么这些功能对 LaseAFM-2-MB 系统特别重要:“通过 R2000 的高扫描频率实现快速测量,而小光斑确保精确扫描。这样就可以在几秒钟内准确捕捉到货物尺寸。传感器的重量轻也是一个优势,就可以保持旋转装置中的伺服电机系统较小。”

然而,并非从一开始就能够满足应用的所有要求——检测黑色包装薄膜是一项特别的挑战。“当我们收到 LASE 的应用要求时,我们已经开始开发 R2000 产品的新版本,”Hagemann 回忆道,“为了实现其应用要求,我们针对R2000 产品进行了新版本优化,使其在黑色表面上具备非常宽的检测范围。”与标准型号相比,新开发的 OMD60M 型号检测范围增加了一倍。“虽然黑色薄膜只反射 3% 到 4% 的光线,但仍然可以检测到大约 8 米的范围,这对于测量货物是完全足够的。”这是由 Hagemann 计算后得出。


为了实现 LASE的应用要求,我们针对 R2000 产品进行了新版本优化,使其在黑色表面上具备非常宽的检测范围。

Arno Hagemann,倍加福 LiDAR 传感器业务开发经理


倍加福作为总部位于曼海姆的自动化专家,Ambrosy 对与其合作表达了由衷的赞许:“没过多久,倍加福就为我们提供了一个 R2000 产品原型,以便我们在应用中进行测试。经过验证,该传感器能够可靠检测黑色包装薄膜。除了高分辨率、紧凑型设计和经济型价格之外,这也是我们选择 R2000 的主要原因。”

用途广泛

LASE 还通过倍加福 2-D LiDAR 传感器来实现其他自动化货运测量解决方案,例如适用于半自动包装机 LaseAFM-Tower 系统。将托盘放置在转盘上,并用薄膜包裹以固定货物。通过 R2000 产品 OMD60M 型号在旋转过程中测量托盘。通过单个传感器就能够可靠捕捉托盘的所有侧面。


在 LaseAFM-Tower 系统上,R2000 LiDAR 传感器集成在一个稳定的金属柱中。

Ambrosy 解释说:“这种形式的货运测量特别节省时间,因为其测量与包装过程同时进行。”据他介绍,倍加福 R2000 已经在该系统中得到验证,就像在 LaseAFM-2-MB 系统中一样——R2000 对黑色塑料薄膜具备很高的检测能力,而且其紧凑型设计易于集成到包装机中。

面向未来的物流数字化


物流数字化才刚刚开始。我们正致力于通过自动货运测量系统来推动这一进程。

Lars Mohr,LASE销售经理


LASE 货运测量系统已经在市场上销售五年多。销售总监 Lars Mohr 说到目前为止,这个系统的开发十分成功:“客户对我们的货运测量系统非常满意,而且我们注意到潜在的客户群体仍在持续增长。”正如 Mohr 所强调的那样,这是因为自动化货运测量为未来提供了巨大的潜力。“物流数字化才刚刚开始。我们正致力于通过自动货运测量系统来推动这一进程,帮助货运公司减少手动的工作量,使整个过程尽可能高效。”