[發明專利]一種運輸帶上物體體積測量方法

有效

• 申請號: 201611135891.7
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106524917B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 李江昀;劉剛
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種運輸帶上物體體積測量方法，其特征在于，包括：

利用單目攝像機，采用靶標，采集不帶有光條紋的靶標圖像和帶有光條紋的靶標圖像；

根據采集的不帶有光條紋的靶標圖像和帶有光條紋的靶標圖像，確定相機內參矩陣和光條紋中心的像素坐標集；

基于確定的光條紋中心的像素坐標集，確定光平面方程；

根據確定的內參矩陣和確定的光平面方程，確定運輸帶表面點的三維坐標和物體表面點的三維坐標；

根據確定的運輸帶表面點的三維坐標和物體表面點的三維坐標，確定物體的體積。

2.根據權利要求1所述的運輸帶上物體體積測量方法，其特征在于，所述光條紋為線式結構光。

3.根據權利要求1所述的運輸帶上物體體積測量方法，其特征在于，所述采用靶標，采集不帶有光條紋的靶標圖像和帶有光條紋的靶標圖像包括：

S1，采用靶標；

S2，開啟激光器，采集帶有光條紋的靶標圖像，關閉激光器，采集不帶有光條紋的靶標圖像，得到一個不帶有光條紋的和帶有光條紋的靶標圖像對；

S3，移動所述靶標，重復執行S2，直至采集預定數目的圖像對。

4.根據權利要求3所述的運輸帶上物體體積測量方法，其特征在于，所述根據采集的不帶有光條紋的靶標圖像和帶有光條紋的靶標圖像，確定光條紋中心的像素坐標集包括：

根據采集的不帶有光條紋的靶標圖像，確定相機內參矩陣；

每一個靶標圖像對中，對采集的不帶有光條紋的靶標圖像和帶有光條紋的靶標圖像做差值運算，得到差值圖像；

對得到的差值圖像進行畸變校正；

根據校正后的差值圖像，提取光條紋中心，得到光條紋中心的像素坐標集。

5.根據權利要求1所述的運輸帶上物體體積測量方法，其特征在于，所述方法還包括：

根據采集的不帶有光條紋的靶標圖像，確定相機外參，所述外參包括：世界坐標系到相機坐標系下的旋轉矩陣、平移向量及單應性矩陣；

所述基于確定的光條紋中心的像素坐標集，確定光平面方程包括：

根據確定的光條紋中心的像素坐標集，結合預定的單應性矩陣、像素坐標與世界坐標之間的關系，得到光條紋中心在世界坐標系下的坐標集；

根據確定的旋轉矩陣、平移向量，將光條紋中心在世界坐標系下的坐標集轉換到相機坐標系下，得到光條紋中心在相機坐標系下的坐標集；

對得到的光條紋中心在相機坐標系下的坐標集進行擬合，得到光平面方程。

6.根據權利要求1所述的運輸帶上物體體積測量方法，其特征在于，所述根據確定的內參矩陣和確定的光平面方程，確定運輸帶表面點的三維坐標包括：

在運輸帶上放置物體之前，利用單目攝像機，采集帶有光條紋的沒有物體的運輸帶表面圖像；

根據采集的帶有光條紋的沒有物體的運輸帶表面圖像，確定沒有物體的運輸帶表面圖像的光條紋中心的像素坐標；

根據確定的沒有物體的運輸帶表面圖像的光條紋中心的像素坐標，通過內參矩陣方程和確定的光平面方程，得到運輸帶表面點在相機坐標系下的三維坐標。

7.根據權利要求6所述的運輸帶上物體體積測量方法，其特征在于，所述內參矩陣方程表示為：

所述光平面方程表示為：

x_c-63.6195y_c+2.6409z_c-3218.2103＝0

其中，M表示內參矩陣，x_i、y_i表示像素坐標系下的二維坐標，x_c、y_c、z_c表示像素坐標系下的二維坐標對應點在相機坐標系下的三維坐標。