[发明专利]一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统和方法

说明书

一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统和方法，本发明涉及机器视觉检尺技术领域，本发明通过使用两个摄像头，同步采集原木堆垛的端面图像信息，利用双目区域视差原理，获得木材端面与成像平面的距离信息，并结合识别图像中的木材端面轮廓，计算出长短尺径，并建立该堆垛的端面ID矩阵，使用同样的方法对另一个端面进行测量检尺，同样计算出每个原木的端面尺径，再在堆垛侧面通过立体视觉获得原木堆的材长，结合尺径和材长通过数字原木材积专家系统计算出符合GB/T 4814‑2013原木材积表规定的原木材积。本发明可以实现对货场中不同规格原木堆垛材积的数据材积，构建数字化智慧货仓，方便的获得材积，提高销售效率，减少不必要的人工检量损耗。

技术领域

本发明涉及机器视觉检尺技术领域，尤其是涉及一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统和方法。

背景技术

原木堆垛的材积计算作为国家林业单位工作的一个重要环节，是码头和货仓对木材盘货和销售测量过程中必不可少的环节，长期以来人工检尺为主要的检验方法，过高的劳动强度下，检验精度无法得到保证；对于堆垛在一起的木材，需要消耗大量的人力，效率较低；由于木材堆放的不稳定，近距离人工作业还有一定的危险性；检验结果同时还受到检尺员的从业经验、工作态度等主观因素影响，且无法对检尺结果实现数字化与无纸化，无法适应现代化贸易和木材加工的发展工业化趋势。

机器视觉可以实现有效地非接触式尺寸测量，实现对各类产品的快速、准确、高效的视觉测量。中国专利文件CN109242818A公布了一种原木检尺方法和装置，其使用摄像头获得单个原木小头的端面测量图像信息，识别图像中原木的轮廓和条码的长度，其中条码为已知的标准尺寸，可以根据比例关系计算得出原木小头端的直径R1。该方法有很大的局限性，首先需要人工判断原木小头端，且在小头端设置标准条码，然后进行小头端的端面图像采集，通过计算获得原木尺径。此方法人工工作量依然很大，需要对每根原木进行条码的可靠安装，仅能获得单根原木的端面信息，无法计算原木的材积，有很大的局限性。中国专利文件CN106092016A公布了一种基于深度传感器的林木材积自动检尺系统及方法，该方法使用平行激光束为摄像模块提供光学定标，实现对木材端面的轮廓识别，并根据深度信息和标尺识别，实现原木端面的长短径解算。通过引入深度传感器，可以有效提高图像识别速度和精度，但仍需要手工输入木材长度完成材积计算。

发明内容

为解决原木堆垛检尺工作中的人工操作效率低、精度差的问题，并且可以解决上述背景技术中存在的使用自动检尺方法，原木长度尚需人工采集、体积无法精确计算等问题，本发明提出了一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统和方法。本发明通过使用两个摄像头，同步采集原木堆垛的端面图像信息，利用双目区域视差原理，获得木材端面与成像平面的距离信息，并结合识别图像中的木材端面轮廓，计算出长短尺径，并建立该堆垛的端面ID矩阵。使用该双目成像系统完成一个端面的尺径测量和原木堆积位置矩阵后，使用同样的方法对另一个端面进行测量检尺，同样计算出每个原木的端面尺径，鉴于两个端面的中原木堆积位置矩阵为镜像关系，可以获得每根原木两端的尺径，进而自动判断出单根原木的小头端，再在堆垛侧面通过立体视觉获得原木堆的材长，结合尺径和材长通过数字原木材积专家系统计算出符合GB/T 4814-2013原木材积表规定的原木材积。本发明的具体技术方案是这样的：

一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统：包括双目测量系统，用以采集原木堆垛的端面图像信息和获得木材端面与成像平面的距离信息，计算出长短尺径，并建立该堆垛两侧的端面编号矩阵；还包含综合显示控制系统，用以生成原木材的基本信息并与外接货仓数据管理系统、用户显示系统进行交互，其中所述双目测量系统包含：

双目检尺成像系统，包括左右两个成像相机，固定于云台底座上，用于同步采集原木堆垛的端面图像信息；

照明补光系统，包含同步曝光模块，可同时获得视场内原木端面的左右视点图像，为成像系统补足光源，提高图像信息采集的精确度；