[發明專利]一種高度測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201710232959.1
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107016697B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 余小歡;錢鋒;吳曠;姚金良;白云峰
• 申請（專利權）人: 杭州光珀智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/55
• 分類號: G06T7/55;A61B5/107
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種高度測量方法，其特征在于，包括：

利用深度相機獲取多幀背景深度圖片；

將所述多幀背景深度圖片轉換為多幀背景點云圖片；

根據所述背景點云圖片采用隨機采樣一致法獲取相機坐標系下的地面方程；

將所述多幀背景點云圖片中各3D點數據取平均，獲得所述背景深度圖片的背景模型；

利用所述深度相機拍攝被測物體，獲得多幀待測深度圖片；

利用每幀所述待測深度圖片計算被測物體高度；

所述利用每幀所述待測深度圖片計算被測物體高度包括：

將所述待測深度圖片轉換為待測點云圖片，根據所述待測點云圖片計算獲得前景圖片；

提取所述前景圖片的邊緣信息，并提取所述邊緣信息中的局部極大值作為待匹配點；

利用預設模板對所述待匹配點進行匹配，獲取候選計算點；

計算所述候選計算點中各3D點在圖像坐標系下的坐標，并根據所述候選計算點中各3D點在圖像坐標系下的坐標確定待計算點；

根據所述待計算點在圖像坐標系下的坐標，利用第一預設公式計算待計算點的世界坐標；

所述第一預設公式為：其中，X_world、Y_world、Z_world表示所述待計算點的世界坐標，deep表示所述待計算點(x，y)像素點處的深度值，c_x和c_y分別表示像素坐標系下所述深度相機中心點的坐標值；Tx和Ty分別表示所述待計算點x方向和y方向的大小，f_x和f_y分別是x方向和y方向的焦距；

根據所述待計算點的世界坐標和所述地面方程參數，利用第二預設公式計算被測物體高度；

所述第二預設公式為：其中，H表示所述被測物體高度，a、b、c、d為所述地面方程參數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述背景點云圖片采用隨機采樣一致法獲取相機坐標系下的地面方程包括：

從所述多幀背景點云圖片選取一張作為待計算圖片，并將所述待計算圖片中的所有3D點放入3D點集合中；

從所述3D點集合中隨機選取3個3D點，根據選取的3個3D點計算平面方程，并根據得到的平面方程計算其他3D點距離該平面方程所定義平面的距離，將與該平面距離小于預設距離的3D點設定為該平面的3D點；

判斷所述平面內的3D點數量是否超過預設數量，如果是，則將該平面保存，并將該平面上的所有3D點從所述3D點集合中剔除；如果否，則在所有保存的平面中確定所述地面方程；

判斷所述3D點集合中的點是否小于3個，如果是，則在所有保存的平面中確定所述地面方程；如果否，則返回從所述3D點集合中隨機選取3個3D點，根據選取的3個3D點計算平面方程的步驟；

所述在所有保存的平面中確定所述地面方程包括：選取保存的平面中3D點最多的平面作為地面，并判斷所述地面的3D點數量是否超過最低閾值，如果是，則將所述地面的平面方程作為相機坐標系下的地面方程。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述待測點云圖片計算獲得前景圖片包括：

將所述待測點云圖片中的3D點和所述背景模型代入第三預設公式中計算獲得前景圖片點；

利用所述前景圖片點和第四預設公式獲得所述前景圖片；

所述第三預設公式為：其中，i和j分別為圖像坐標系下的橫坐標和縱坐標；pc(i,j)為所述待測點云圖片圖像坐標系下(i,j)處的3D點；bg(i,j)為所述背景模型中圖像坐標系下(i,j)處的3D點，τ為預設距離閾值；

所述第四預設公式為：其中，fgMask(i,j)為(i,j)處的像素值。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述多幀背景點云圖片中各3D點數據取平均，獲得所述背景深度圖片的背景模型包括：

將所述多幀背景點云圖片中的各3D點數據代入第五預設公式中，計算獲得背景模型的各3D點坐標；

根據所述背景模型的各3D點坐標構成所述背景模型；

所述第五預設公式為：其中，bg(i,j)為所述背景模型(i,j)處的3D點；pc^l(i,j)為第l幀背景點云圖片(i,j)處的3D點，k為所述多幀背景點云圖片的數量。