[发明专利]一种高度测量方法及装置

权利要求书

1.一种高度测量方法，其特征在于，包括：

利用深度相机获取多帧背景深度图片；

将所述多帧背景深度图片转换为多帧背景点云图片；

根据所述背景点云图片采用随机采样一致法获取相机坐标系下的地面方程；

将所述多帧背景点云图片中各3D点数据取平均，获得所述背景深度图片的背景模型；

利用所述深度相机拍摄被测物体，获得多帧待测深度图片；

利用每帧所述待测深度图片计算被测物体高度；

所述利用每帧所述待测深度图片计算被测物体高度包括：

将所述待测深度图片转换为待测点云图片，根据所述待测点云图片计算获得前景图片；

提取所述前景图片的边缘信息，并提取所述边缘信息中的局部极大值作为待匹配点；

利用预设模板对所述待匹配点进行匹配，获取候选计算点；

计算所述候选计算点中各3D点在图像坐标系下的坐标，并根据所述候选计算点中各3D点在图像坐标系下的坐标确定待计算点；

根据所述待计算点在图像坐标系下的坐标，利用第一预设公式计算待计算点的世界坐标；

所述第一预设公式为：其中，X_world、Y_world、Z_world表示所述待计算点的世界坐标，deep表示所述待计算点(x，y)像素点处的深度值，c_x和c_y分别表示像素坐标系下所述深度相机中心点的坐标值；Tx和Ty分别表示所述待计算点x方向和y方向的大小，f_x和f_y分别是x方向和y方向的焦距；

根据所述待计算点的世界坐标和所述地面方程参数，利用第二预设公式计算被测物体高度；

所述第二预设公式为：其中，H表示所述被测物体高度，a、b、c、d为所述地面方程参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述背景点云图片采用随机采样一致法获取相机坐标系下的地面方程包括：

从所述多帧背景点云图片选取一张作为待计算图片，并将所述待计算图片中的所有3D点放入3D点集合中；

从所述3D点集合中随机选取3个3D点，根据选取的3个3D点计算平面方程，并根据得到的平面方程计算其他3D点距离该平面方程所定义平面的距离，将与该平面距离小于预设距离的3D点设定为该平面的3D点；

判断所述平面内的3D点数量是否超过预设数量，如果是，则将该平面保存，并将该平面上的所有3D点从所述3D点集合中剔除；如果否，则在所有保存的平面中确定所述地面方程；

判断所述3D点集合中的点是否小于3个，如果是，则在所有保存的平面中确定所述地面方程；如果否，则返回从所述3D点集合中随机选取3个3D点，根据选取的3个3D点计算平面方程的步骤；

所述在所有保存的平面中确定所述地面方程包括：选取保存的平面中3D点最多的平面作为地面，并判断所述地面的3D点数量是否超过最低阈值，如果是，则将所述地面的平面方程作为相机坐标系下的地面方程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测点云图片计算获得前景图片包括：

将所述待测点云图片中的3D点和所述背景模型代入第三预设公式中计算获得前景图片点；

利用所述前景图片点和第四预设公式获得所述前景图片；

所述第三预设公式为：其中，i和j分别为图像坐标系下的横坐标和纵坐标；pc(i,j)为所述待测点云图片图像坐标系下(i,j)处的3D点；bg(i,j)为所述背景模型中图像坐标系下(i,j)处的3D点，τ为预设距离阈值；

所述第四预设公式为：其中，fgMask(i,j)为(i,j)处的像素值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述多帧背景点云图片中各3D点数据取平均，获得所述背景深度图片的背景模型包括：

将所述多帧背景点云图片中的各3D点数据代入第五预设公式中，计算获得背景模型的各3D点坐标；

根据所述背景模型的各3D点坐标构成所述背景模型；

所述第五预设公式为：其中，bg(i,j)为所述背景模型(i,j)处的3D点；pc^l(i,j)为第l帧背景点云图片(i,j)处的3D点，k为所述多帧背景点云图片的数量。