[發明專利]一種物體體積快速測量方法

無效

• 申請號: 201110397874.1
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102494611A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 馮瑩;曹毓;雷兵;魏立安;陳運錦
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 王文惠

1.一種物體體積快速測量方法，其特征在于，包括下述步驟：

將二維激光掃描儀架設于輪式車輛任意一側，使其掃描平面垂直于地面且垂直于輪式車輛的縱向中軸線方向；單目視覺定位系統與二維激光掃描儀固連在一起，單目視覺定位系統與二維激光掃描儀距離地面的高度相同，兩者之間的距離為d；

第一步，采集數據；

輪式車輛繞行被測量目標一周，繞行期間單目視覺定位系統與二維激光掃描儀同時分別采集數據；設單目視覺定位系統在此繞行期間共完成n次定位，每次定位所對應的時刻為T_i，i＝1，2，L，n，所有時刻T_i組成單目視覺定位時刻序列T₁，T₂，L，T_n，時刻T_i定位時獲得的輪式車輛航向角為θ_i，時刻T_i定位時獲得的單目視覺定位系統在路面的投影點位置為P_i，P_i在世界坐標系下的坐標為單目視覺定位系統在路面所有的投影點位置組成單目視覺定位系統投影點位置序列P₁，P₂，L，P_n；在時刻T_i掃描儀獲取的物體輪廓線序號為k_i，所有物體輪廓線序號組成物體輪廓線序號序列k₁，k₂，L，k_n，二維激光掃描儀在獲得所有物體輪廓線時對應的時刻序列為t₁，t₂，...所有物體輪廓線L_l，l＝1，2，...k_n，構成物體輪廓線序列L₁，L₂，...

第二步，計算在每個定位時刻二維激光掃描儀在路面的投影點位置坐標；設在時刻T_i，二維激光掃描儀在路面的投影點位置為Q_i，其在世界坐標系下的投影點位置坐標為二維激光掃描儀在路面的所有投影點位置組成掃描儀投影點位置序列Q₁，Q₂，L，Q_n；利用下述公式可計算

XiS=XiC+d×cosθiYiS=YiC+d×sinθi]]>

第三步，計算在獲得每條物體輪廓線的時刻二維激光掃描儀在路面投影點位置坐標；

在相鄰的兩次定位時刻T_j和T_j+1之間，j＝1，2，L，n-1，二維激光掃描儀共獲得物體輪廓線的數量為k_j+1-k_j+1；

在掃描儀投影點位置Q_j和Q_j+1之間實施線性插值，共線性插值k_j+1-k_j-1個點；設在時刻T_j和T_j+1之間的所有經線性插值后的點組成二維激光掃描儀在路面的投影點位置序列該序列中任意一點q_p的坐標和該點對應的輪式車輛航向角分別用(x_p，y_p)和φ_p表示，p＝k_j，...，k_j+1，有：

xp=XjS+Xj+1S-XjSkj+1-kj(p-kj)yp=YjS+Yj+1S-YjSkj+1-kj(p-kj)]]>φp=θj+1-θjkj+1-kj(p-kj)]]>

在時刻T₁和T_n之間的所有經線性插值后的點組成在時刻序列t₁，t₂，...二維激光掃描儀在路面的投影點位置序列q₁，q₂，...該序列中任意一點q_l(l＝1，2，...k_n)的坐標和該點對應的輪式車輛航向角分別用(x_l，y_k)和φ_l表示；

第四步，獲得物體三維重建結果并計算出物體體積；

根據在獲得每條物體輪廓線L_l時刻t_l下的二維激光掃描儀在路面的投影點坐標(x_l，y_l)和該點對應的輪式車輛航向角φ_l，得到物體輪廓線L_l在世界坐標系下的投影方程為：

Y_l-y_l＝tan(π/2+φ_l)×(X_l-x_l)

根據物體輪廓線L_l在世界坐標系下的投影方程實施目標物體形貌三維重建；對三維重建結果實施Delaunay三角剖分，獲得物體的三角網格模型；由三角網格模型計算出物體體積。