[發明專利]一種基于雙目區域視差的原木堆垛動態檢尺系統和方法

在審

• 申請號: 202110962403.4
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113610933A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 齊霄強
• 申請（專利權）人: 蘇州歐朗德智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/70;G06T7/136;G06T5/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于雙目區域視差的原木堆垛動態檢尺系統和方法，本發明涉及機器視覺檢尺技術領域，本發明通過使用兩個攝像頭，同步采集原木堆垛的端面圖像信息，利用雙目區域視差原理，獲得木材端面與成像平面的距離信息，并結合識別圖像中的木材端面輪廓，計算出長短尺徑，并建立該堆垛的端面ID矩陣，使用同樣的方法對另一個端面進行測量檢尺，同樣計算出每個原木的端面尺徑，再在堆垛側面通過立體視覺獲得原木堆的材長，結合尺徑和材長通過數字原木材積專家系統計算出符合GB/T 4814?2013原木材積表規定的原木材積。本發明可以實現對貨場中不同規格原木堆垛材積的數據材積，構建數字化智慧貨倉，方便的獲得材積，提高銷售效率，減少不必要的人工檢量損耗。

技術領域

本發明涉及機器視覺檢尺技術領域，尤其是涉及一種基于雙目區域視差的原木堆垛動態檢尺系統和方法。

背景技術

原木堆垛的材積計算作為國家林業單位工作的一個重要環節，是碼頭和貨倉對木材盤貨和銷售測量過程中必不可少的環節，長期以來人工檢尺為主要的檢驗方法，過高的勞動強度下，檢驗精度無法得到保證；對于堆垛在一起的木材，需要消耗大量的人力，效率較低；由于木材堆放的不穩定，近距離人工作業還有一定的危險性；檢驗結果同時還受到檢尺員的從業經驗、工作態度等主觀因素影響，且無法對檢尺結果實現數字化與無紙化，無法適應現代化貿易和木材加工的發展工業化趨勢。

機器視覺可以實現有效地非接觸式尺寸測量，實現對各類產品的快速、準確、高效的視覺測量。中國專利文件CN109242818A公布了一種原木檢尺方法和裝置，其使用攝像頭獲得單個原木小頭的端面測量圖像信息，識別圖像中原木的輪廓和條碼的長度，其中條碼為已知的標準尺寸，可以根據比例關系計算得出原木小頭端的直徑R1。該方法有很大的局限性，首先需要人工判斷原木小頭端，且在小頭端設置標準條碼，然后進行小頭端的端面圖像采集，通過計算獲得原木尺徑。此方法人工工作量依然很大，需要對每根原木進行條碼的可靠安裝，僅能獲得單根原木的端面信息，無法計算原木的材積，有很大的局限性。中國專利文件CN106092016A公布了一種基于深度傳感器的林木材積自動檢尺系統及方法，該方法使用平行激光束為攝像模塊提供光學定標，實現對木材端面的輪廓識別，并根據深度信息和標尺識別，實現原木端面的長短徑解算。通過引入深度傳感器，可以有效提高圖像識別速度和精度，但仍需要手工輸入木材長度完成材積計算。

發明內容

為解決原木堆垛檢尺工作中的人工操作效率低、精度差的問題，并且可以解決上述背景技術中存在的使用自動檢尺方法，原木長度尚需人工采集、體積無法精確計算等問題，本發明提出了一種基于雙目區域視差的原木堆垛動態檢尺系統和方法。本發明通過使用兩個攝像頭，同步采集原木堆垛的端面圖像信息，利用雙目區域視差原理，獲得木材端面與成像平面的距離信息，并結合識別圖像中的木材端面輪廓，計算出長短尺徑，并建立該堆垛的端面ID矩陣。使用該雙目成像系統完成一個端面的尺徑測量和原木堆積位置矩陣后，使用同樣的方法對另一個端面進行測量檢尺，同樣計算出每個原木的端面尺徑，鑒于兩個端面的中原木堆積位置矩陣為鏡像關系，可以獲得每根原木兩端的尺徑，進而自動判斷出單根原木的小頭端，再在堆垛側面通過立體視覺獲得原木堆的材長，結合尺徑和材長通過數字原木材積專家系統計算出符合GB/T 4814-2013原木材積表規定的原木材積。本發明的具體技術方案是這樣的：

一種基于雙目區域視差的原木堆垛動態檢尺系統：包括雙目測量系統，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，計算出長短尺徑，并建立該堆垛兩側的端面編號矩陣；還包含綜合顯示控制系統，用以生成原木材的基本信息并與外接貨倉數據管理系統、用戶顯示系統進行交互，其中所述雙目測量系統包含：

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

照明補光系統，包含同步曝光模塊，可同時獲得視場內原木端面的左右視點圖像，為成像系統補足光源，提高圖像信息采集的精確度；