[发明专利]一种运输带上物体体积测量方法

权利要求书

1.一种运输带上物体体积测量方法，其特征在于，包括：

利用单目摄像机，采用靶标，采集不带有光条纹的靶标图像和带有光条纹的靶标图像；

根据采集的不带有光条纹的靶标图像和带有光条纹的靶标图像，确定相机内参矩阵和光条纹中心的像素坐标集；

基于确定的光条纹中心的像素坐标集，确定光平面方程；

根据确定的内参矩阵和确定的光平面方程，确定运输带表面点的三维坐标和物体表面点的三维坐标；

根据确定的运输带表面点的三维坐标和物体表面点的三维坐标，确定物体的体积。

2.根据权利要求1所述的运输带上物体体积测量方法，其特征在于，所述光条纹为线式结构光。

3.根据权利要求1所述的运输带上物体体积测量方法，其特征在于，所述采用靶标，采集不带有光条纹的靶标图像和带有光条纹的靶标图像包括：

S1，采用靶标；

S2，开启激光器，采集带有光条纹的靶标图像，关闭激光器，采集不带有光条纹的靶标图像，得到一个不带有光条纹的和带有光条纹的靶标图像对；

S3，移动所述靶标，重复执行S2，直至采集预定数目的图像对。

4.根据权利要求3所述的运输带上物体体积测量方法，其特征在于，所述根据采集的不带有光条纹的靶标图像和带有光条纹的靶标图像，确定光条纹中心的像素坐标集包括：

根据采集的不带有光条纹的靶标图像，确定相机内参矩阵；

每一个靶标图像对中，对采集的不带有光条纹的靶标图像和带有光条纹的靶标图像做差值运算，得到差值图像；

对得到的差值图像进行畸变校正；

根据校正后的差值图像，提取光条纹中心，得到光条纹中心的像素坐标集。

5.根据权利要求1所述的运输带上物体体积测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据采集的不带有光条纹的靶标图像，确定相机外参，所述外参包括：世界坐标系到相机坐标系下的旋转矩阵、平移向量及单应性矩阵；

所述基于确定的光条纹中心的像素坐标集，确定光平面方程包括：

根据确定的光条纹中心的像素坐标集，结合预定的单应性矩阵、像素坐标与世界坐标之间的关系，得到光条纹中心在世界坐标系下的坐标集；

根据确定的旋转矩阵、平移向量，将光条纹中心在世界坐标系下的坐标集转换到相机坐标系下，得到光条纹中心在相机坐标系下的坐标集；

对得到的光条纹中心在相机坐标系下的坐标集进行拟合，得到光平面方程。

6.根据权利要求1所述的运输带上物体体积测量方法，其特征在于，所述根据确定的内参矩阵和确定的光平面方程，确定运输带表面点的三维坐标包括：

在运输带上放置物体之前，利用单目摄像机，采集带有光条纹的没有物体的运输带表面图像；

根据采集的带有光条纹的没有物体的运输带表面图像，确定没有物体的运输带表面图像的光条纹中心的像素坐标；

根据确定的没有物体的运输带表面图像的光条纹中心的像素坐标，通过内参矩阵方程和确定的光平面方程，得到运输带表面点在相机坐标系下的三维坐标。

7.根据权利要求6所述的运输带上物体体积测量方法，其特征在于，所述内参矩阵方程表示为：

所述光平面方程表示为：

x_c-63.6195y_c+2.6409z_c-3218.2103＝0

其中，M表示内参矩阵，x_i、y_i表示像素坐标系下的二维坐标，x_c、y_c、z_c表示像素坐标系下的二维坐标对应点在相机坐标系下的三维坐标。