[发明专利]物体尺寸的精确测量方法及系统

权利要求书

1.一种物体尺寸的精确测量方法，其特征是：包括用于输送物体的输送带以及安装于所述输送带正上方的采集测量仪，所述采集测量仪包括能产生激光线的线激光器、用于采集图像信息的工业相机以及用于对工业相机所采集图像进行处理的图像处理设备；

通过线激光器能向输送带上发射所需的激光线，通过工业相机采集输送带相应区域的激光线图，图像处理设备接收工业相机采集的激光线图，并能根据所接收的激光线图确定输送带的输送状态；

根据输送带的输送状态确定输送带存在物体且在物体经过工业相机的图像采集范围过程中，图像处理设备提取并记录激光线图中的物体激光线信息；输送带将物体输送通过工业相机的图像采集范围后，图像处理设备根据所记录的物体激光线信息利用激光三角法计算得到物体的形貌高度，并对计算得到的形貌高度进行高度补偿，以能得到物体相应的补偿高度值；

图像处理设备对激光线图提取物体激光线时，包括如下步骤：

步骤1、将激光线图内的线条分别与预设激光线比较，以确定得到候选激光线；

步骤2、将候选激光线在图像列方向上按列进行排序，根据同一候选激光线的高度落差阈值区间与首尾距离区间，将在同一落差和距离区间的候选激光线视为同一候选激光线，并将属于同一候选激光线的所有激光线信息合并，否则，将候选激光线进行分段；

步骤3、计算合并或分段后的每条候选激光线长度、亮度、居中度，并作为加权分值，最终筛选出加权分值最高的激光线即为物体激光线；

图像处理设备对提取记录同一物体的所有物体激光线进行整合，并根据整合的所有物体激光线信息以及输送带的输送速度恢复物体的三维形貌，以能根据所恢复的三维形貌确定物体的长度信息与宽度信息；

根据物体的三维形貌，图像处理设备判断所述物体为规则物体或不规则物体；

当物体为规则物体时，所述确定物体的长度信息、宽度信息分别为物体的长度值、宽度值，物体相应的补偿高度值为规则高度相对应的补偿高度值，图像处理设备基于所述物体的长度值、宽度值以及规则高度相对应的补偿高度值计算得到规则物体的准确体积以及通过积分法计算得到所述规则物体的积分体积；

当物体确定为不规则物体时，所述确定物体的长度信息、宽度信息分别为物体的最大长度值、最大宽度值，物体相应的补偿高度值为最大高度相对应的补偿高度值；图像处理设备基于所述不规则物体的最大长度、最大宽度以及最大高度相对应的补偿高度值计算得到最大体积以及通过积分法计算得到所述不规则物体的积分体积；

所述输送带的输送速度为标定后的输送速度，对输送带的输送速度标定时，开启输送带，待输送带速度稳定后，将标定用规则物体放置在输送带上，待标定用规则物体通过工业相机的图像采集范围后，根据速度初值，计算所述标定用规则物体的长度值与宽度值，物体首次放入时，速度初值为预设值；

在计算得到标定用规则物体的长度值与宽度值后，确定所述标定用规则物体的长度计算误差值与宽度计算误差值，根据所述标定用规则物体的长度计算误差值与宽度计算误差值，对输送带的输送速度进行速度迭代优化，以能得到并记录当前的输送速度vi，进而计算得到速度补偿值v_compensate，且根据所记录的输送速度vi以及速度补偿值v_compensate能得到下一次标定时的速度初值；

重复上述标定过程，直至计算得到长度计算误差值、宽度计算误差值分别在长度误差阈值、宽度误差阈值范围内，保存并输出当前的输送速度vi，以完成对输送带的输送速度的标定；

高度补偿参数通过高度标定步骤得到，其中，高度补偿参数具体表现为物体真实高度与测量高度的曲线关系，高度补偿参数求取可通过在标定时，将至少3个不同已知高度的规则物体依次放在线激光器的激光线下，使工业相机采集得到激光线图，图像处理设备提取物体激光线信息并计算出物体的形貌高度，通过最小二乘拟合求解计算出物体的形貌高度与物体的真实高度的曲线关系，求得高度补偿参数。

2.根据权利要求1所述的物体尺寸的精确测量方法，其特征是：在速度迭代优化时，在得到长度计算误差值与宽度计算误差值后，判断长度计算误差值是否小于长度误差阈值thre1_L且宽度计算误差值是否小于宽度误差阈值thre1_W，若是，输出速度vi，优化结束；

若否，在迭代次数小于迭代次数阈值时，当长度计算误差值大于长度误差阈值thre2_L且宽度计算误差值大于宽度误差阈值thre2_W，根据误差方向，确定新一次的迭代方向、迭代步长、迭代的初始速度，以进行后续的速度迭代。