[發明專利]使用光學參考線方法進行罐校準的計算機視覺系統和方法

在審

• 申請號: 201980010264.6
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN111656130A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: B.帕羅特;A.歐塔;F.阿卜杜拉蒂夫
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00;G01C15/00;G01B11/00;G01B11/24;G01F17/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王增強

1.一種用于測量罐的容積的系統，所述系統包括：

相機，所述相機具有光學傳感器，其中所述相機的光軸平行于所述罐的表面并且由此限定平行于所述罐的所述表面延伸的光學參考線；

機器人車輛，所述機器人車輛能夠沿所述罐的所述表面選擇性地移動并且被配置成由操作者遠程控制，所述機器人車輛包括：

參考物體，所述參考物體具有設置在所述參考物體的表面上并且面向所述相機的標準化測量標尺；以及

數據處理器，所述數據處理器與所述相機通信并且接收由所述相機在所述罐上的相應高程處捕獲到的所述測量標尺的圖像，所述數據處理器包括處理器和計算機可讀非暫時性存儲介質，所述計算機可讀非暫時性存儲介質存儲有采用一個或多個軟件模塊的形式的可執行指令，所述可執行指令當由所述處理器執行時將所述處理器配置成：

根據所述圖像中所描繪的所述測量標尺確定在所述機器人車輛沿所述罐的所述表面移動時所述參考物體相對于所述光學參考線的位置，并且

至少部分地基于所確定位置計算所述罐的至少一部分的容積。

2.根據權利要求1所述的系統，其中所述罐的所述表面是罐壁，并且其中限定所述光學參考線的所述光軸在平行于所述罐壁并且正交于所述罐壁的法線方向的豎直方向上延伸遠離所述相機。

3.根據權利要求1所述的系統，其中所述軟件模塊將所述處理器配置成通過以下項確定所述參考物體的所述位置：

使用計算機視覺算法分析由所述相機捕獲到的所述測量標尺的所述圖像；以及

針對每個相應圖像，分別進行以下項：

確定所述測量標尺上的與豎直參考線相交的定位，以及

計算所述定位與所述測量標尺上的已知參考定位之間在一個或多個方向上的偏移距離。

4.根據權利要求3所述的系統，其中所述處理器被進一步配置成針對每個相應圖像，基于所計算的偏移距離和所述罐的與所述測量標尺上的所述已知參考定位相對應的已知幾何形狀計算所述罐的大小參數，其中所述大小參數是半徑和周長中的一個或多個。

5.根據權利要求4所述的系統，其中所述處理器被進一步配置成由計算裝置基于根據多個所述圖像計算的所述大小參數計算所述罐的至少所述部分的容積。

6.根據權利要求3所述的系統，其中使用計算機視覺算法，所述處理器被進一步配置成針對每個相應圖像，根據所述相機的光學參數和所述相應圖像中所描繪的所述測量標尺計算所述參考物體的相應高程。

7.根據權利要求6所述的系統，所述相機進一步包括可調節光學變焦鏡頭，其中所述數據處理器使其計算至少部分地基于由所述相機分別針對所述圖像測量的相機變焦參數。

8.根據權利要求7所述的系統，其中所述相機和使用計算機視覺算法的所述相關聯數據處理器被配置成調節所述相機的光學變焦鏡頭，以使所述測量標尺的至少一部分在所述機器人車輛沿所述罐的所述表面移動時在由所述相機捕獲到的所述圖像中保持處于合適的大小，并且分別記錄與所述圖像相關聯的所述相機變焦參數；并且

其中所述處理器被配置成針對相應圖像，基于所述相關聯的相機變焦參數和所述相應圖像中所描繪的所述測量標尺的至少一部分的大小來計算所述參考物體的相應高程。

9.根據權利要求2所述的系統，其中所述機器人車輛具有用于測量所述機器人車輛的高程的高程傳感器，并且其中所述高程是相對于所述罐的底部和所述相機中的一個或多個而言的。

10.根據權利要求1所述的系統，其中所述罐的所述表面是罐底部，并且所述相機被定向成使得所述光軸和所述光學參考線平行于所述罐底部。

11.根據權利要求1所述的系統，其中所述相機安裝在三腳架上以增加穩定性并，且在三條軸線上調平以增加準確度。