Object grouping in limited spaces

Abstract

Com a crescente necessidade de transporte de mercadoria como resultado da globalização económica, é importante o melhoramento dos processos e procedimentos das operações logísticas como o carregamento e descarregamento de mercadoria, por forma às corporações aumentarem a sua vantagem competitiva e rentabilidade. Esta dissertação explora e apresenta dois temas relacionados com processos logísticos: Posicionamento de volumes e tecnologias de deteção para monitorização de mercadorias. Uma heurística foi desenvolvida para atribuição e posicionamento 3D de volumes dentro de contentores seguindo uma estratégia de colocação que produz soluções verticalmente estáveis e com um alto grau de compactação. Desenvolveram-se dois protótipos usando tecnologia de deteção capaz de medição de volumes, varrimento por laser e visão estereoscópica por computador, como fundação para um sistema para monitorizar o carregamento e descarregamento de mercadorias. Estes sistemas pretendem providenciar assistência para os operadores logísticos na aplicação de normas e identificação de potenciais problemas. Os resultados obtidos pela heurística são promissores, mostrando que um conjunto de simples regras de posicionamento de caixas consegue obter uma boa percentagem de ocupação de volume do contentor. Ambos os protótipos de deteção apresentaram bons resultados nos testes de laboratório, com o protótipo de visão estereoscópica provando ser o mais preciso e fiável para potencial desenvolvimento em uma aplicação a ser instalada em contentores. Esta dissertação conclui com observações acerca de futuros melhoramentos e desenvolvimentos para o trabalho implementado.

With the ever necessity of cargo transportation as the results of economic globalization, it is important to improve the processes and procedures of logistic operations such as cargo loading and unloading, in order for corporations to increase their competitive advantage and profitability. This dissertation explores and presents two subjects related with logistic processes: Volume placement and sensing technologies for cargo monitoring. A heuristic was developed for 3D volume assignment and placement inside containers following a positioning strategy that produces vertically stable solutions with a high degree of compactness. Two prototypes using sensing technology capable of volume measurement, laser range finding and computer stereo vision, were developed as a foundation for a system for monitoring the loading and unloading of cargo. These systems aim to provide assistance to logistic operators on the application of standards and identification of potential issues. The obtained results on the heuristic are promising, showing that a simple set of rules for placement of boxes can achieve a good occupation percentage of the container’s volume. Both sensing prototypes showed good results on lab tests with the stereo vision prototype proving to be the most accurate and reliable for potential further developments into an application to be installed in containers. This dissertation concludes with remarks regarding future improvements and developments for the implemented work.