基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法及装置。所述方法包括：获取物体的三维点云数据；将所述三维点云数据进行平面拟合，得到至少一个点云平面；确定多个所述点云平面相交的平面交线；根据所述平面交线，计算所述物体的实际尺寸。采用本方法，不仅能够增强尺寸测量结果的可靠性，还能够提高对物体尺寸测量的效率，实现了在物流应用场景中，物体测量系统对包装盒形貌结构的快速测量。

Measuring Method and Device of Object Size Based on Three-Dimensional Vision Technology

【技术实现步骤摘要】
基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法及装置
本申请涉及机器视觉
，特别是涉及一种基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
随着机器视觉
的不断发展，物体尺寸测量方法也得到了较大改善。传统的物体尺寸测量方法，通常采用人工测量或平面二维视觉技术测量方式，其中，人工测量的方式主要依赖于测量尺的精度，且存在较大主观差异性，而平面二维视觉技术的测量方式，主要是在固定景深下，利用像素长度与物理长度之间的转换关系计算物体的实际尺寸。然而，在传统的物体尺寸测量方法中，采用平面二维视觉测量方式时，由于其成像原理的限制，即无法根据近大远小的实际情况作具体分析，只能对单一规格的物体进行测量，采用该方法与物流应用场景相结合时，无法根据不同规格的物体进行针对性测量。因此，传统的物体尺寸测量方法存在着尺寸测量可靠性低的问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法，存在着尺寸测量效率低的技术问题，提供一种能够合理解决上述技术问题的基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法、装置、计算机设备和存储介质。一种基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法，包括如下步骤：获取物体的三维点云数据；将所述三维点云数据进行平面拟合，得到至少一个点云平面；确定多个所述点云平面相交的平面交线；根据所述平面交线，计算所述物体的实际尺寸。在其中一个实施例中，所述获取物体的三维点云数据，包括：控制多目相机对所述物体进行图像采集，并接收所述多目相机发送的图像；识别所述图像中的物体坐标点；确定所述物体坐标点的坐标数值，作为所述物体的三维点云数据。在其中一个实施例中，所述将所述点云数据进行平面拟合，得到至少一个点云平面，包括：在所述三维点云数据中，提取预设数量的三维点云数据；将所述三维点云数据进行点云平面拟合，得到多个点云平面；根据所述多个点云平面的重叠程度，确定所述至少一个点云平面。在其中一个实施例中，当所述点云平面包括至少两个时，所述确定多个所述点云平面相交的平面交线，包括：获取多个所述点云平面对应的法线向量；所述法线向量的向量数与所述点云平面的平面数相等；在多个所述法线向量中，计算其中两个所述法线向量的向量叉乘之积，得到交线方向向量；根据所述交线方向向量，建立空间直线方程；统计符合所述空间直线方程的三维点云数据并拟合，确定所述平面交线。在其中一个实施例中，所述根据所述平面交线，计算所述物体的实际尺寸，包括：获取所述平面交线上的任意两个三维点云数据；计算任意两个所述三维点云数据的坐标点距离，得到多个坐标点距离；确定多个所述坐标点距离中的距离最大值，作为所述物体的实际尺寸。在其中一个实施例中，在所述获取物体的三维点云数据之前，还包括：识别所述物体的实际拍摄区域；将所述实际拍摄区域与预设的图像采集区域进行匹配；当所述实际拍摄区域与所述图像采集区域不匹配时，计算所述实际拍摄区域与所述图像采集区域之间的区域偏离值；根据所述区域偏离值，控制所述多目相机调整拍摄方向。在其中一个实施例中，在所述将所述三维点云数据进行平面拟合，得到至少一个点云平面之前，还包括：将所述三维点云数据进行直通滤波，以及深度缺失点移除，得到去噪声后的三维点云数据。一种物体测量装置，所述装置包括：点云数据获取模块，用于获取物体的三维点云数据；点云平面获取模块，用于将所述三维点云数据进行平面拟合，得到至少一个点云平面；平面交线确定模块，用于确定多个所述点云平面相交的平面交线；物体尺寸计算模块，用于根据所述平面交线，计算所述物体的实际尺寸。一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：获取物体的三维点云数据；将所述三维点云数据进行平面拟合，得到至少一个点云平面；确定多个所述点云平面相交的平面交线；根据所述平面交线，计算所述物体的实际尺寸。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取物体的三维点云数据；将所述三维点云数据进行平面拟合，得到至少一个点云平面；确定多个所述点云平面相交的平面交线；根据所述平面交线，计算所述物体的实际尺寸。上述基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法、装置、计算机设备和存储介质，服务器通过多目相机采集物体图像，并获取物体的三维点云数据，然后采用平面拟合方式对三维点云数据进行平面拟合，确定出物体的点云平面，并确定物体中两个相交点云平面所形成的平面交线，以便计算出平面交线的实际长度，从而得到物体的实际尺寸。采用本方法，不仅能够增强尺寸测量结果的可靠性，还能够提高对物体尺寸测量的效率，实现了在物流应用场景中，物体测量系统对包装盒形貌结构的快速测量。附图说明图1为一个实施例中物体尺寸测量方法的应用环境图；图2为一个实施例中物体尺寸测量方法的流程示意图；图3为一个实施例中物体尺寸测量方法的具体示例流程示意图；图4为一个实施例中物体尺寸测量装置的结构框图；图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。首先需要说明的是，机器视觉技术是指采用光学成像技术(通常使用摄像机)获取被测目标的图像，再经过快速图像处理与图形识别算法，从摄取图像中获取目标的尺寸、位置、方向、光谱特征、结构以及缺陷等信息，从而可以执行产品检验、分类与分组等任务。三维视觉技术，是基于视差原理获取物体三维几何信息的方法技术，三维视觉技术相较传统视觉，可以获得物体距离相机的距离信息，利用该信息，可以表示出物体的形貌特征，而不仅是二维图片。一个物体完整的三维信息，可以是将多个视角的三维点云进行拼接，之后利用曲面重构来获得，如三维扫描仪等。本专利技术所提供的一种基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，在一个基于三维视觉技术的物体测量系统中，可以包括有多目相机102、服务器104以及显示设备106。其中，多目相机102可以是集成有多个拍摄镜头的相机，也可以是多个仅具有单一镜头的相机，例如，双目相机。其中，服务器102可以用独立的服务器，或者是多个服务器组成的服务器集群来实现，服务器102可以对多目相机102采集传输的图像进行分析处理，还可将对图像分析处理的结果发送至显示设备106，供显示设备显示其分析结果。其中，显示设备106可以但不限于是各种具有显示屏的个人计算机、笔记本电脑、智能手机以及平板电脑，还可以投影设备。在一个实施例中，如图2所示，提供了一种基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法，以该方法应用于图1中的服务器104为例进行说明，包括以下步骤：步骤S210，获取物体的三维点云数据。其中，点云是指在逆向工程中，通过测量仪器得到的产品外观表面的点数据集合。根据点数量的密集程度，可分为稀疏点云与密集点云。其中，三维点云是指在空间维度中，包括有三个维度方向的点云集合，即左右空间、上下空间以及前后空间存在的点云的集合。具体实现中，服务器104在处理物体的三维点云数据前，首先要获取物体的三维点云数据，三维点云数据来源于多目相机102采集并传输至服务器104的图像，服本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法，其特征在于，包括如下步骤：获取物体的三维点云数据；将所述三维点云数据进行平面拟合，得到至少一个点云平面；确定多个所述点云平面相交的平面交线；根据所述平面交线，计算所述物体的实际尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种基于三维视觉技术的物体尺寸测量方法，其特征在于，包括如下步骤：获取物体的三维点云数据；将所述三维点云数据进行平面拟合，得到至少一个点云平面；确定多个所述点云平面相交的平面交线；根据所述平面交线，计算所述物体的实际尺寸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取物体的三维点云数据，包括：控制多目相机对所述物体进行图像采集，并接收所述多目相机发送的图像；识别所述图像中的物体坐标点；确定所述物体坐标点的坐标数值，作为所述物体的三维点云数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述点云数据进行平面拟合，得到至少一个点云平面，包括：在所述三维点云数据中，提取预设数量的三维点云数据；将所述三维点云数据进行点云平面拟合，得到多个点云平面；根据所述多个点云平面的重叠程度，确定所述至少一个点云平面。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述点云平面包括至少两个时，所述确定多个所述点云平面相交的平面交线，包括：获取多个所述点云平面对应的法线向量；所述法线向量的向量数与所述点云平面的平面数相等；在多个所述法线向量中，计算其中两个所述法线向量的向量叉乘之积，得到交线方向向量；根据所述交线方向向量，建立空间直线方程；统计符合所述空间直线方程的三维点云数据并拟合，确定所述平面交线。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述平面交线，计算所述物体的实际尺寸，包括：获取所述平面交线上的任意两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢武，周雪峰，徐智浩，苏泽荣，蔡奕松，
申请(专利权)人：广东省智能制造研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44