[发明专利]一种运输带上物体体积测量方法

说明书

本发明提供一种运输带上物体体积测量方法，能够快速、自动地确定运输带上物体的体积。所述方法包括：利用单目摄像机，采集不带有光条纹的图像和带有光条纹的图像；根据采集的不带有光条纹的图像和带有光条纹的图像，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。本发明适用于测量技术领域。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是指一种运输带上物体体积测量方法。

背景技术

带式输送机(也可以称为：传送带)是煤炭、建筑、冶金、电力等行业广泛使用的一种连续运输机械。为了统计进入原料、输出产品总量，迅速准确的得到结果，测量传送带传送物体体积成为解决方案之一。传统的测量方法大多基于人工、离线的方式进行，工人劳动强度大、效率低，而且实时性差，不能及时、有效地对生产线进行监测。为了适应现代化工业的生产，必须研究高效、自动、实时的测量技术及系统。

现有的测量方法，例如，毛佳红在光学技术上发表的文章“基于线结构光的双目三维体积测量系统”中公开了利用双目视觉对物体进行体积测量的方法，具体方法为，采用结构光的方式，在双目视觉系统中获取物体表面三维点坐标，从而积分计算体积，该方法运算量大，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种运输带上物体体积测量方法，以解决现有技术所存在的运算量大，成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种运输带上物体体积测量方法，包括：

利用单目摄像机，采集不带有光条纹的图像和带有光条纹的图像；

根据采集的不带有光条纹的图像和带有光条纹的图像，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。

进一步地，所述光条纹为线式结构光。

进一步地，所述采集不带有光条纹的图像和带有光条纹的图像包括：

S1，采用靶标；

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

S3，移动所述靶标，重复执行S2，直至采集预定数目的图像对。

进一步地，所述根据采集的不带有光条纹的图像和带有光条纹的图像，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图像，确定相机内参矩阵；

每一个图像对中，对采集的不带有光条纹的图像和带有光条纹的图像做差值运算，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。

进一步地，所述方法还包括：

根据采集的不带有光条纹的图像，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：