[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

本發明提供一種運輸帶上物體體積測量方法，能夠快速、自動地確定運輸帶上物體的體積。所述方法包括：利用單目攝像機，采集不帶有光條紋的圖像和帶有光條紋的圖像；根據采集的不帶有光條紋的圖像和帶有光條紋的圖像，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。本發明適用于測量技術領域。

技術領域

本發明涉及測量技術領域，特別是指一種運輸帶上物體體積測量方法。

背景技術

帶式輸送機(也可以稱為：傳送帶)是煤炭、建筑、冶金、電力等行業廣泛使用的一種連續運輸機械。為了統計進入原料、輸出產品總量，迅速準確的得到結果，測量傳送帶傳送物體體積成為解決方案之一。傳統的測量方法大多基于人工、離線的方式進行，工人勞動強度大、效率低，而且實時性差，不能及時、有效地對生產線進行監測。為了適應現代化工業的生產，必須研究高效、自動、實時的測量技術及系統。

現有的測量方法，例如，毛佳紅在光學技術上發表的文章“基于線結構光的雙目三維體積測量系統”中公開了利用雙目視覺對物體進行體積測量的方法，具體方法為，采用結構光的方式，在雙目視覺系統中獲取物體表面三維點坐標，從而積分計算體積，該方法運算量大，成本高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種運輸帶上物體體積測量方法，以解決現有技術所存在的運算量大，成本高的問題。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種運輸帶上物體體積測量方法，包括：

利用單目攝像機，采集不帶有光條紋的圖像和帶有光條紋的圖像；

根據采集的不帶有光條紋的圖像和帶有光條紋的圖像，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。

進一步地，所述光條紋為線式結構光。

進一步地，所述采集不帶有光條紋的圖像和帶有光條紋的圖像包括：

S1，采用靶標；

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

S3，移動所述靶標，重復執行S2，直至采集預定數目的圖像對。

進一步地，所述根據采集的不帶有光條紋的圖像和帶有光條紋的圖像，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圖像，確定相機內參矩陣；

每一個圖像對中，對采集的不帶有光條紋的圖像和帶有光條紋的圖像做差值運算，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。

進一步地，所述方法還包括：

根據采集的不帶有光條紋的圖像，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：