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(xì)化管理和運(yùn)營水平的提高，DWS的設(shè)備應(yīng)用率逐年快速增長(zhǎng)。體量數(shù)據(jù)的獲取對(duì)于不同的物流應(yīng)用場(chǎng)景具有多重意義和價(jià)值。常見的應(yīng)用場(chǎng)景包括:

(1)計(jì)費(fèi)依據(jù):在快遞等很多物流細(xì)分領(lǐng)域，體積可以作為泡沫商品的計(jì)費(fèi)依據(jù)；

(2)配載優(yōu)化:由于泡沫貨物占運(yùn)費(fèi)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(jià)值，是后續(xù)運(yùn)輸成本優(yōu)化的主要目標(biāo)；

(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(yùn)輸成本；

(4)倉庫管理:在物流、倉儲(chǔ)甚至一般工業(yè)行業(yè)，貨物進(jìn)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(dòng)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(jìn)行分類優(yōu)化分揀，提高分揀效率和準(zhǔn)確率。

總之，條碼、重量、體積作為物流目標(biāo)對(duì)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(shí)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(gè)技術(shù)難點(diǎn)。綜合各種潛在的體積測(cè)量方法，非接觸視覺體積測(cè)量是一個(gè)明顯的首選方案，但之前一些海外傳統(tǒng)機(jī)器視覺廠商提供的攝像頭方案。價(jià)格價(jià)格貴，幾萬人民幣，使用維護(hù)要求高。除了一些特定的航空節(jié)點(diǎn)，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(jī)的視覺體積測(cè)量才逐漸流行起來。

3D相機(jī)的類型

目前技術(shù)比較成熟的高性價(jià)比3D相機(jī)有兩種:線激光掃描相機(jī)(也稱輪廓儀)和面陣3D相機(jī)。一般3D相機(jī)是指面陣3D相機(jī)。

顧名思義，線激光掃描相機(jī)只能在給定的時(shí)間內(nèi)測(cè)量一個(gè)截面的輪廓尺寸。如果想要得到一個(gè)物體的長(zhǎng)、寬、高的完整數(shù)據(jù)，需要?jiǎng)蛩僖苿?dòng)相機(jī)或者物體進(jìn)行一次完整的掃描，需要知道準(zhǔn)確的移動(dòng)速度才能得到移動(dòng)方向的長(zhǎng)度值。這一特性限制了線掃描相機(jī)只能用于傳輸過程中的測(cè)量，在靜態(tài)測(cè)量場(chǎng)景中已經(jīng)被淘汰。

[線激光攝像機(jī)示意圖]

[圖楊面陣相機(jī)工作示意圖]

面陣拍攝的3D相機(jī)可以在一幀曝光時(shí)間內(nèi)完成視場(chǎng)空間的全場(chǎng)拍攝測(cè)量。像2D相機(jī)拍攝，動(dòng)態(tài)和靜態(tài)測(cè)量都適用。在動(dòng)態(tài)拍攝中，可以通過減少曝光時(shí)間來適應(yīng)更高的帶速，測(cè)量過程不需要速度值，也不需要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)，適用性更好。

動(dòng)態(tài)和靜態(tài)體積測(cè)量

在不同的物流場(chǎng)景下，重量、體積、條碼都有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種模式。動(dòng)態(tài)集中在分揀轉(zhuǎn)運(yùn)中心，靜態(tài)計(jì)量方式非常廣泛，網(wǎng)點(diǎn)、倉庫、分揀轉(zhuǎn)運(yùn)中心都有需求。從數(shù)量和部署節(jié)奏來看，分揀中心動(dòng)態(tài)計(jì)量的部署節(jié)奏是目前最快的，但從總需求來看，靜態(tài)計(jì)量的數(shù)量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于動(dòng)態(tài)，但節(jié)奏會(huì)慢一些，快遞、跨境、航空、快遞等不同行業(yè)對(duì)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(jī)分類中提到，線激光掃描相機(jī)是主要的動(dòng)態(tài)相機(jī)，而面相機(jī)是主要的靜態(tài)相機(jī)。從技術(shù)趨勢(shì)上看，面陣相機(jī)更具性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，可以替代線陣相機(jī)，而線陣相機(jī)無法替代面陣相機(jī)。

小型和大型零件的體積測(cè)量

無論2D還是3D，線陣還是面陣，所有相機(jī)都有拍攝距離和視場(chǎng)的限制，也就是有一個(gè)測(cè)量范圍。因此，根據(jù)不同體積測(cè)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(zhǎng)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(cè)量可以用一臺(tái)3D相機(jī)完成，而大件則需要根據(jù)具體要求拼接多臺(tái)相機(jī)才能實(shí)現(xiàn)。拼接相機(jī)的數(shù)量可以根據(jù)測(cè)量要求計(jì)算，常見的方案在2-8個(gè)之間。當(dāng)然，多攝像頭拼接對(duì)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(jī)小測(cè)量精度較高，多相機(jī)大測(cè)量精度略低。小零件精度根據(jù)性價(jià)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(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。重量、體積、條形碼三個(gè)計(jì)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(jī)，設(shè)備的工控機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接到用戶系統(tǒng)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。

由于重量和條碼攝像頭需要的計(jì)算資源很少，DWS通常配置的工控機(jī)不需要很高的規(guī)格和很低的成本，所以一個(gè)合適的體積測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)該不會(huì)對(duì)計(jì)算資源有太高的要求。

途洋產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

途洋是目前3D視覺體積測(cè)量領(lǐng)域的主流解決方案提供商，服務(wù)于市場(chǎng)上大多數(shù)DWS設(shè)備客戶，提供完整的3D攝像機(jī)和配套的體積測(cè)量軟件包，并針對(duì)不同需求提供多項(xiàng)有針對(duì)性的產(chǎn)品解決方案。其中，3D攝像機(jī)硬件主要包括以下四種型號(hào):

單相機(jī)方案可用于小測(cè)量，多相機(jī)拼接方案可用于大測(cè)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(jià)格，為行業(yè)內(nèi)大規(guī)模推廣應(yīng)用鋪平了道路。整體出貨量每年增長(zhǎng)數(shù)倍。經(jīng)過3-5年的發(fā)展，預(yù)計(jì)體積和重量數(shù)據(jù)將成為物流行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)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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