[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于雙目區(qū)域視差的原木堆垛動(dòng)態(tài)檢尺系統(tǒng)和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110962403.4
• 申請(qǐng)日: 2021-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113610933A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊霄強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州歐朗德智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/80
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/80;G06T7/70;G06T7/136;G06T5/40
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于雙目區(qū)域視差的原木堆垛動(dòng)態(tài)檢尺系統(tǒng)，其特征在于包括雙目測(cè)量系統(tǒng)，用以采集原木堆垛的端面圖像信息和獲得木材端面與成像平面的距離信息，計(jì)算出長(zhǎng)短尺徑，并建立該堆垛兩側(cè)的端面編號(hào)矩陣；還包含綜合顯示控制系統(tǒng)，用以生成原木材的基本信息并與外接貨倉(cāng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、用戶(hù)顯示系統(tǒng)進(jìn)行交互，其中所述雙目測(cè)量系統(tǒng)包含：

雙目檢尺成像系統(tǒng)，包括左右兩個(gè)成像相機(jī)，固定于云臺(tái)底座上，用于同步采集原木堆垛的端面圖像信息；

照明補(bǔ)光系統(tǒng)，包含同步曝光模塊，可同時(shí)獲得視場(chǎng)內(nèi)原木端面的左右視點(diǎn)圖像，為成像系統(tǒng)補(bǔ)足光源，提高圖像信息采集的精確度；

端面輪廓提取模塊，通過(guò)對(duì)原木端面圖像每一點(diǎn)的灰度值與直方圖特性中提取的最大熵閾值進(jìn)行比較，分割出所需要的原木端面，獲得每個(gè)原木端面的尺徑數(shù)值；

距離解算模塊，對(duì)采集到的每個(gè)圖像原木端面尺徑進(jìn)行解算，并構(gòu)建堆垛兩側(cè)的全景原木端面編號(hào)矩陣，通過(guò)設(shè)置在堆垛側(cè)面的相機(jī)采集原木材長(zhǎng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙目區(qū)域視差的原木堆垛動(dòng)態(tài)檢尺系統(tǒng)，其特征在于所述的綜合顯示控制系統(tǒng)包括：

統(tǒng)計(jì)模塊，用于對(duì)采集到的原木端面尺徑和原木材長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)體積計(jì)算，獲得原木材積表；

用戶(hù)顯示界面模塊，將采集與計(jì)算結(jié)果顯示；

貨倉(cāng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，用于儲(chǔ)存原木材積數(shù)據(jù)，并連接有打印模塊，可對(duì)檢尺單進(jìn)行打印；

人機(jī)接口模塊，對(duì)原木材積表進(jìn)行人工編輯、修正、錄入、等其他人機(jī)交互操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于雙目區(qū)域視差的原木堆垛動(dòng)態(tài)檢尺系統(tǒng)，其特征在于所述的用戶(hù)顯示界面模塊為液晶顯示屏，所述的人機(jī)接口模塊可對(duì)原木材積表進(jìn)行下載、復(fù)制、錄入、編輯等操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于雙目區(qū)域視差的原木堆垛動(dòng)態(tài)檢尺系統(tǒng)，其特征在于所述的貨倉(cāng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能，包括只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、磁盤(pán)、光盤(pán)、硬盤(pán)等，并且可以外接打印機(jī)對(duì)包括原木材積表在內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行打印形成檢尺單。

5.一種基于權(quán)利要求1所述的基于雙目區(qū)域視差的原木堆垛動(dòng)態(tài)檢尺的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：成像系統(tǒng)標(biāo)定，系統(tǒng)使用了兩個(gè)相機(jī)攝像機(jī)構(gòu)成成像系統(tǒng)，采用單平面棋盤(pán)格的雙目標(biāo)定方法，得到雙目成像系統(tǒng)的內(nèi)外參數(shù)及重投影矩陣，作為系統(tǒng)配置參數(shù)固化；

S2：將雙目成像系統(tǒng)固定在云臺(tái)底座上，以保證雙目系統(tǒng)的測(cè)量精度；

S3：獲取原木圖像并計(jì)算視差，利用同步曝光模塊，獲得視場(chǎng)內(nèi)原木端面的左右視點(diǎn)圖像，使用快速立體匹配算法找到原木端面輪廓邊緣上同一位置的像素點(diǎn), 計(jì)算該點(diǎn)在左右圖像平面中橫坐標(biāo)的差值作為視差；

S4：使用基于最大熵閾值分割的圖像分割算法對(duì)原木輪廓的提取；

S5：計(jì)算原木檢尺徑，原木端面邊界點(diǎn)的橢圓擬合以離散邊界點(diǎn)的最大內(nèi)切圓的圓心作為輪廓的中心，其直徑作為擬合端面橢圓的短徑和斜率初始值，以邊界點(diǎn)作為約束，利用最小二乘法進(jìn)行橢圓擬合，計(jì)算原木檢尺徑；

S6：沿著原木堆垛的一側(cè)（設(shè)為A側(cè)）平行運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)采集并解算每個(gè)原木端面的尺徑并構(gòu)建堆垛A側(cè)的全景原木端面ID矩陣；

S7：在該堆垛側(cè)面使用雙目測(cè)量系統(tǒng)計(jì)算獲得材長(zhǎng)（同等長(zhǎng)度的原木對(duì)堆放在一起）；

S8：在原木堆垛的對(duì)面B側(cè)進(jìn)行同樣的測(cè)量，由于A側(cè)與B側(cè)是對(duì)立面，因此在A側(cè)建立的原木端面ID矩陣只需要進(jìn)行鏡面翻轉(zhuǎn)就可得到B側(cè)端面ID矩陣；

S9：比較原木兩個(gè)端面的尺徑大小，將較小尺徑作為該原木端面的測(cè)定尺徑，結(jié)合該堆垛的材長(zhǎng)，查詢(xún)?cè)静姆e表即可獲得符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定原木材積數(shù)據(jù)；

S10：對(duì)原木端面ID矩陣的所有材積進(jìn)行累計(jì)，即可獲得該堆垛的總材積量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于雙目區(qū)域視差的原木堆垛動(dòng)態(tài)檢尺的方法，其特征在于所述步驟S1中的雙目成像系統(tǒng)由移動(dòng)設(shè)置在堆垛對(duì)向兩側(cè)的高分辨率攝像頭組成進(jìn)行成像。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于雙目區(qū)域視差的原木堆垛動(dòng)態(tài)檢尺的方法，其特征在于所述步驟S3中的同步曝光模塊包括使用左右相機(jī)的同步觸發(fā)圖像傳感器進(jìn)行曝光。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于雙目區(qū)域視差的原木堆垛動(dòng)態(tài)檢尺的方法，其特征在于所述步驟S4中對(duì)于原木輪廓提取方式為首先基于原木端面與背景之間的灰度差異，對(duì)原木端面圖像每一點(diǎn)的灰度值與直方圖特性中提取的最大熵閾值進(jìn)行比較，分割出所需要的原木端面；然后對(duì)分割后的輪廓圖形進(jìn)行區(qū)域標(biāo)識(shí)處理且每根原木輪廓給予不同的編號(hào)后，切割并分別存儲(chǔ)各輪廓的圖像，依次進(jìn)行邊緣提取識(shí)別，對(duì)輪廓邊緣進(jìn)行干涉驗(yàn)證，將最大不干涉區(qū)域作為原木端面輪廓邊界點(diǎn)的坐標(biāo)值。