仓储自动化与内部物流中的尺寸测量
合适的3D视觉技术是关键
无论是测量包裹还是托盘的尺寸，体积测量在物流流程的自动化中都发挥着关键作用，覆盖从仓储、分拣、托盘装载到运输等众多应用情境。现代机器视觉方案提供的测量数据有助于优化效率、准确性和吞吐量。
最后更新： 2026/07/06
阅读时间：约 29 分钟
关于仓储自动化中尺寸测量的关键信息
工作距离是选择合适尺寸测量方案的关键因素。根据相机与物体之间的距离，用户可采用不同的3D技术和相机系统。
不同的应用场景对精度的要求各不相同。虽然对于打托盘或分拣任务而言，±5毫米的精度通常已足够，但国际公认的运费计算方式需要依赖贸易专用的解决方案，以便符合计量法规且能提供更高的测量精度。
在选择3D技术及所用相机时，材料特性和环境条件会产生显著影响。带有光泽、黑色或半透明的表面，以及不断变化的光照条件都会给图像处理带来特殊挑战。
Time-of-flight (ToF)技术特别适用于较长的工作距离，且性价比高。即使在光线条件恶劣的情况下，该技术也能实现可靠的体积测量，并凭借高动态范围(HDR)技术以及多相机同步运行功能来支持复杂的物流场景。
立体视觉技术在处理复杂物体和材料时能够提供高精度。将主动立体视觉技术与随机点投射器结合，能够可靠且精确地检测表面复杂的物体，例如具有反射性的黑色薄膜。
紧凑型立体视觉系统特别适用于移动式和空间受限的应用场景。其重量轻、体积小且成本低，适合用于机械臂、仓库货架的占用与空置检测，以及狭窄的仓库环境。
以工作距离为出发点，确定合适的尺寸设计方案
工作距离是指相机与物体之间的距离。在选择测量体积或周长的3D视觉方案时，它是需要重点考虑的初始因素之一。根据距离的不同，需要采用不同的机器视觉技术和相机。
3 – 10米范围：ToF是通用的视觉方案
在仓储自动化和内部物流领域的许多测量任务中，ToF (Time-of-Flight)技术是首选方案。该技术测量精度约为±5毫米，不但非常适合托盘和货物应用，还具备极强的抗干扰能力，能够灵活适应多变且不均匀的光照条件，且性价比极高。
典型应用
典型应用包括：在货物入库前（进货）拆托盘、以及在发货前（出货）打托盘和卡车装载时均需进行的托盘尺寸测量。3D测量技术还可用于自动化测量托盘笼的装载水平，以及根据尺寸分拣纸箱。
Basler ToF相机：在光线条件变化时表现依然可靠，价格具有竞争力
Basler ToF相机不仅具备大视场，还能轻松应对不断变化的光照条件和日光影响。此外，它还是该工作距离下最具成本效益的视觉方案之一。Basler ToF相机的起售价为1,579欧元。
得益于最新的Sony（索尼）DepthSense™芯片技术，可获得出色的深度数据。。
有两种版本可供选择，波长分别为850 nm和940 nm：其中940 nm版本尤其坚固耐用，即使在仓库或装卸平台等易受日光影响而导致光照条件波动的情况下也能稳定工作。
延迟低，硬件触发精确，可快速采集3D图像
双重曝光HDR功能：在应对极端亮度差异时更具优势
Basler ToF相机的高动态范围(HDR)功能专为高对比度、复杂的场景而开发。在双曝光模式下，系统会将两张曝光时间不同的图像进行合成，从而能够同时采集非常明亮和非常暗的物体。这确保了测量结果的一致性，即使仓库或装卸平台的光源条件频繁变化也能胜任。
多相机运作：最多可同时运行7台ToF相机
在拍摄大型物体、大型场景或360°图像时，可能需要使用多相机系统。即使位于不同的网络中，多台
0.6 – 5米范围：主动式立体视觉，确保获得较高的尺寸测量精度
无论是位于几米外的小型物体，还是光面薄膜等高难度的表面，主动立体视觉都能生成密集、精确的3D点云，即使在恶劣条件下也能确保高精度。
典型应用
典型应用包括：符合计量法规且满足高精度测量要求的视觉方案。例如经过贸易专用认证的体积测量（用于计算运费）、用于优化运输流程的体积测量，以及涉及反光、黑色或透明材料及包装的尺寸测量任务。
Basler Stereo ace相机：即使在复杂表面上也能实现高精度
我们的Stereo ace相机专为需要高精度的应用而开发。它可实现毫米级精度（在2米的工作距离下误差为±2毫米），因此适合用于符合贸易规定的体积测量、运费计算，以及其他高精度测量应用。与ToF技术相比，Stereo ace相机还能可靠地测量黑色、光面以及（半）透明包装材料的尺寸。
两台500万像素的全局快门芯片在拍摄移动物体也能确保画面无失真。
除了出厂校准外，内置的自校准程序还能确保设备在运行过程中始终获得稳定、准确的测量结果。
黑白和彩色版本
基线距离为100、200和300毫米，为对工作距离有要求的应用提供出色的配置
在复杂曲面上实现可靠的3D尺寸测量
黑色、带有光泽且（半）透明的包装材料给许多体积测量方法带来了挑战：黑色表面会吸收大部分入射光，而（半）透明材料则容易产生反射和眩光。Basler Stereo ace相机即使在这种严苛条件下也能提供可靠的3D数据。
此外，集成的随机点投射器可生成人造的表面纹理，即使在纹理较少、具有反射性或吸光性的材料上，也能使深度计算更加稳定和精确。
0.25 – 3米范围：适用于空间受限场景的紧凑型立体视觉系统
即使在狭小空间内也能实现精确的3D测量：Basler Stereo mini相机适合短工作距离和空间受限的环境，适用的安装范围包括紧凑型机器、机械臂，以及其他空间受限的环境等。
典型应用
典型应用包括图像引导机器人、库存水平和库存量监测、货架空间占用与空置状态检测，以及近距离3D绘图任务。
Basler Stereo mini 双目相机：紧凑轻便、高性价比
无论是改造现有设备，还是应用于安装空间受限的场景，Basler Stereo mini相机都能为 3D 视觉成像提供高性能、高性价比的解决方案。产品机身小巧轻便，即便狭小的安装空间也能轻松完成集成。该系列机型起售价 249 欧元。
体积小巧，尺寸为90 × 25 × 30毫米起
重量为97克起
50毫米和95毫米的基线距离，实现兼顾工作距离和测量体积的出色配置
通过Basler pylon SDK和GenTL轻松集成
以点云形式呈现的可靠3D深度数据
Stereo mini相机利用立体视觉原理采集深度信息。它基于两幅图像之间的差异，即可计算出深度图。该深度图可作为3D点云使用。对于众多应用而言，它既能提供足够的细节来构建3D环境，又能保持较低的系统成本。
概览：哪款3D相机在哪个领域表现出色？
以下概览对所推荐的3D解决方案进行了对比。让您一目了然地了解哪款相机最符合您的需求。
技术 | Time-of-flight | 主动立体视觉 | 主动立体视觉 |
|---|---|---|---|
特别适用于 | 大型物体、较长的工作距离 | 要求3D数据精确、一般工作距离 | 安装空间受限的情况和应用场景、工作距离较短 |
典型物流应用 | 托盘追踪、体积测量、大件包裹、场景概览、障碍物检测 | 箱盒取物、包装和物品识别、物体尺寸测量 | 自动移动机器人(AMR)、自动导引车(AGV)、狭小安装空间、短工作距离、障碍物检测 |
日间工作能力 | 非常适合 | 视具体应用而定 | 视具体应用而定 |
移动的物体 | 适用 | 较适合 | 适合 |
紧凑设计 | o | – | ++ |
价格范围 | $$ | $$$ | $ |
主要优势 | 支持远工作距离，运行时不受环境光影响 | 在中等工作距离下仍能保持高精度 | 设计紧凑，在短距离应用中的性价比高 |
扫描条码以追踪货物
只需添加一台相机和一个镜头，即可让您的系统读取一维码、二维码
在包裹处理和内部物流领域，代码和文本的自动识别与读取功能是关键。通过将3D测量与二维码读取相结合，只需一个步骤就能完成尺寸测量和代码识别。
多相机系统可提高吞吐量，且用途广泛
适用于新建项目和项目改造
常见问题解答：关于尺寸测量
激光雷达(LiDAR)利用激光束来探测周围环境中物体是否存在、其位置和距离。虽然它在物体探测和导航方面非常有效，但它主要提供稀疏点云数据，因此不太适合对复杂物体进行精确测量。
ToF (Time-of-Flight)和立体视觉等3D视觉技术不仅能够感知环境，还能为场景中每个可见点生成详细的深度信息，即使在动态且杂乱的环境中，也能对物体进行精确的测量和尺寸测量。
为什么在尺寸测量时更倾向于使用3D视觉技术：
精确的物体尺寸：3D视觉系统可计算出精确的长、宽、高，因此适用于尺寸测量应用。
高密度深度数据：与提供相对稀疏距离测量的激光雷达不同，3D视觉技术能够采集整个场景的高分辨率深度图，从而获得更精确的物体边界和测量数据。
在繁忙的仓库中表现稳定：即使环境中存在多种干扰源（例如行人、移动轨迹难以预测的叉车、托盘和其他包裹），3D视觉技术仍能可靠地测量物体。
物体识别与分类：除了深度信息外，视觉系统还会采集可用于物体识别、跟踪和质量检测的视觉特征。
更好地处理不规则形状：详细的3D数据能够精确地测量具有复杂几何形状的物体，而仅靠激光雷达(LiDAR)可能难以准确描述此类物体。
同步测量与场景感知：视觉系统既能提供几何信息，又能提供视觉信息，从而区分目标物体与周围的干扰物，并提高测量的可靠性。
扩展性能的性价比高：对于仓储自动化应用而言，Stereo相机和ToF相机系统通常能在性能、精度和部署成本之间实现优秀的平衡。
因此，3D视觉技术为尺寸测量应用提供了更全面、可靠的解决方案，既能获取精确的测量结果，又能在复杂且瞬息万变的仓库环境中保持稳定的性能。
ToF技术基于发射光和反射光的传播时间或相位偏移来测量深度。在仓库环境中，由于天窗、开放式装卸平台、LED光源的开关以及移动中的叉车和托盘投下的阴影等因素，全天的光照条件均可能会随时间变化，而ToF技术无论环境光如何变化，都能确保测量结果的稳定性。
此外，Basler ToF相机还具备以下功能特点：
双重曝光HDR功能，适用于高对比度的复杂场景，即使光照条件发生变化，也能尽量确保测量结果的一致性
准确、一致的3D数据，适用于可靠的尺寸测量和物体检测
适用于快节奏仓库作业的实时性能
适用于严苛环境的工业级可靠性
Basler系统提供GigE等标准化接口，可轻松融入现有IT与自动化环境，实现快速可靠的整体系统集成。
物流应用中的尺寸测量系统是一种自动化技术解决方案，可快速测量包裹、纸箱或托盘的长、宽、高。通过用相机取代手动卷尺，此类系统能即时计算体积重量，从而优化运输成本和仓库存储。
在现代物流及内部物流的流程中，准确测量包裹和托盘的尺寸是关键环节。无论是运费计算、仓库优化、发货自动化，还是遵守承运商规定，都需要可靠的体积数据。为了自动采集长度、宽度和高度数据，尺寸测量系统通常依赖于3D视觉技术，它可生成深度信息并重建物体的形状。其中最常用的两种方法是ToF (Time-of-Flight)视觉和立体视觉。
Time-of-Flight (ToF)
ToF系统发射红外光脉冲，并测量反射光返回传感器所需的时间。根据该传播时间，系统可以计算出到物体表面各点的距离，并生成包裹或托盘的深度图。ToF技术集成简便，适合许多标准的尺寸测量应用。
立体视觉
立体视觉系统采用两台安装在规定基线距离上的相机。通过比较两个视角下对应的图像特征，立体匹配算法利用视差来计算深度——这与人的双眼视觉产生的原理相同。在需要高精度的应用中，或需要可靠地测量黑色、反光或半透明薄膜等高难度的包装材料时，立体视觉能够实现高精度的3D测量，优势尤为突出。
是的，根据尺寸测量系统采用的具体成像技术，它也可以读取条码和文本。
Time-of-Flight (ToF)系统
3D ToF相机旨在采集深度信息并测量物体尺寸，但无法独立读取条码或文本。不过，只需添加一台2D相机负责条码扫描和光学字符识别(OCR)，即可轻松为ToF测量系统扩展这一功能，而ToF相机则负责提供精确的3D测量数据。
立体视觉系统
立体视觉系统既能进行尺寸测量，也能读取条码和文本。由于立体视觉系统由两台高分辨率2D相机组成，因此除了深度信息外，还能采集详细的图像数据，使单套立体视觉系统既能测量物体的尺寸，又能同时读取条码、QR二维码和印刷文本。
真实案例和使用实例
这些实例展示了机器视觉系统在机器人技术中的应用方式。箱盒取物、拾取与放置或质量控制等典型的应用说明了将机器视觉与机器人技术相结合所带来的优势。以下使用实例则说明了Basler相机和软件方案如何实现高效、灵活和可靠的自动化方案。
