基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法及存储介质技术

本发明专利技术公开的基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法及存储介质，充分利用深度相机的深度摄像头所获取的深度图信息及相机的内参，实现快速高效地获取到矩体箱体的三维尺寸信息测量精度高，适用范围较广，通用性高。

3-D Dimension Measurement Method and Storage Medium of Moment Box Based on Depth Image

【技术实现步骤摘要】
基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法及存储介质
本专利技术属于计算机视觉测量领域，具体涉及基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法及存储介质。
技术介绍
随着电子商务的快速发展，市场对物流仓储的需求和要求不断增加，而物流行业中的多个环节均需要对操作对象获取其有效的三维尺寸等信息，但目前行业内的大多数都是通过传统的人工方式实现获取，存在工作量大、工作内容繁琐、人力成本高、人力资源浪费及信息获取效率低等突出问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法及存储介质，能够快速高效精确地获取到矩体箱体的三维尺寸信息测量精度高，适用范围较广，通用性高。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法，其特征在于：包括以下步骤：a.通过深度相机获取放置于有效拍摄区域内的矩体箱体的深度图DS0，深度相机与拍摄平面的距离为H。b.对深度图DS0进行预处理和灰度处理得出灰度图GS1，并进行边缘提取操作得到灰度图GS4，以及进行二值化处理得出灰度图GS5。c.对灰度图GS5利用hough变换直线检测算法得到由n条直线所组成的直线集合L，其中n≥4。d.d.创建矩体箱体倾斜角集合PA，并设置极角阈值ε，将直线集合L中的任意一直线的极角θ归入矩体箱体倾斜角集合PA中，比较直线集合L中其余直线的极角与该任意直线的极角θ的角度差，若其余直线的极角角度差的绝对值小于极角阈值ε，则将该直线的极角归入到矩体箱体倾斜角集合PA中。e.计算矩体箱体倾斜角集合PA中所有极角的均值若则对深度图DS2绕其几何中心顺时针旋转若则对深度图DS2绕其几何中心逆时针旋转得到深度图DS3。f.在深度图DS3上建立直角坐标系uov，水平向右方向为u轴正方向，竖直向下方向为v轴正方向。g.在深度图DS3通过遍历方式找到属于矩体箱体的所有像素点，并获取这些像素点中在u轴上的最小值umin、在u轴上的最大值umax、在v轴上的最小值vmin以及在v轴上的最大值vmax。h.设置矩体箱体端面上4个端点分别为点Pa(umin,vmin)、点Pb(umax,vmin)、点Pc(umin,vmax)及点Pd(umax,vmax)，根据上述4个端点在深度图DS3中的坐标值和深度值并通过深度摄像头的内参计算出在三维空间中对应的空间点P1(x1,y1,z1)、空间点P2(x2,y2,z2)、空间点P3(x3,y3,z3)及空间点P4(x4,y4,z4)。i.根据上述4个空间点，计算出则矩体箱体的长度三维尺寸DL，矩体箱体的宽度三维尺寸DS，矩体箱体的高度三维尺寸DH。与现有技术相比，本专利技术的分利用深度相机的深度摄像头所获取的深度图信息及相机的内参，实现快速高效地获取到矩体箱体的三维尺寸信息测量精度高，适用范围较广，通用性高。进一步的，步骤g中，先设定矩体箱体的最小检测高度A，所述最小检测高度A小于箱体高度h，通过对深度图DS3中所有像素点进行遍历的方式找到所有深度值小于(H-A)的像素点，从而在深度图DS3获取矩形箱体的所有像素点。进一步的，对深度图DS0进行预处理包括对深度图DS0进行中值滤波操作得到深度图DS1，对深度图DS1进行漫水填充操作得到深度图DS2。进一步的，所述灰度处理包括通过对深度图DS2转换为灰度图GS1，其中src(x,y)为深度图DS2的像素值，dst(x,y)为灰度图GS1的像素值，深度图DS2中像素值最大值为maxsrc，深度图DS2中像素值最小值为minsrc。进一步的，所述步骤c还包括：对灰度图GS1进行高斯滤波操作得到灰度图GS2，对灰度图GS2进行双边滤波操作得到灰度图GS3，进而对灰度图GS3进行边缘提取操作得到灰度图GS4。进一步的，步骤i中的计算步骤为：计算空间点P1与空间点P2的距离D12，计算空间点P3与空间点P4的距离D34，计算空间点P1与空间点P3的距离D13，计算空间点P2与空间点P4的距离D24，计算距离D12与距离D34的均值为DL，计算距离D13与距离D24的均值为DS，计算z1、z2、z3及z4的均值为zh，计算DH＝H-zh，则矩体箱体的长度三维尺寸为DL，矩体箱体的宽度三维尺寸为DS，矩体箱体的高度三维尺寸为DH。本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法的存储介质，计算机可读存储介质上存储有数据处理程序，所述数据处理程序被处理器执行时实现如基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法的所有步骤。附图说明图1为本专利技术三维尺寸测量方法的原理图图2为本专利技术三维尺寸测量方法的示意图图3为矩体箱体放置于深度相机有效拍摄区域内的示意图具体实施方式以下结合附图说明本专利技术的技术方案：实施例一：参见图1至图3，本专利技术的基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法，包括以下步骤：a.通过深度相机获取放置于有效拍摄区域10内的矩体箱体的深度图DS0，深度相机与拍摄平面的距离为H，在拍摄过程中，深度相机要获取到放置拍摄平面上矩体箱体的端面图像，具体的，在拍摄的图像中，矩体箱体与深度相机距离最近的端面的四条线边是矩形，可以通过深度相机拍摄方向与矩体箱体对应的端面垂直，放置拍摄平面上的矩体箱体具体是使矩体箱体的其中一端面与拍摄平面贴合，在本实施例中，所述拍摄平面为水平面或地面，将深度相机水平悬挂于一定高度H并将其拍摄方向设置为竖直向下，高度H大于矩形箱体的高度h，然后将矩体箱体完全放入深度相机的深度摄像头的拍摄区域内，深度相机拍摄获取矩体箱体的俯视状态的深度图DS0，具体的，使深度图DS0中完整包含整个矩体箱体，优选将矩体箱体俯视下的四条边尽量与深度图DS0的边框平行。b.对深度图DS0进行预处理和灰度处理得出灰度图GS1，并进行边缘提取操作得到灰度图GS4，以及进行二值化处理得出灰度图GS5，通过灰度处理和边缘提取操作，使所获得的图像仅包含矩体箱体的线边轮廓，便于进一步获取矩体箱体的三维尺寸。c.对灰度图GS5利用hough变换直线检测算法得到由n个条直线L1(ρ1,θ1)，L2(ρ2,θ2)，L3(ρ3,θ3)，……，Ln(ρn,θn)所组成的直线集合L＝{L1,L2,L3,......,Ln}，其中n≥4，直线搜索时进步尺寸(单位半径)大小、直线搜索时进步尺寸(单位角度)大小及累加平面的阈值大小可根据具体实际情况进行选择，由于图像是由多个像素组成，灰度图GS5位于边缘线的位置也由多个相同(或近似)颜色的像素组成，所检测获得的直线为由多个相同颜色(或近似)的像素连成的直线，实际操作时可通过设置特定的筛选长度搜索得与矩体箱体边缘尺寸偏差不大的直线。d.创建矩体箱体倾斜角集合PA，并设置极角阈值ε，将直线L1(ρ1,θ1)的极角θ1归入矩体箱体倾斜角集合PA中，在直线集合L＝{L2,L3,L4,......,Ln}的各直线的极角θ2、θ3、……、θn中找到与θ1角度差的绝对值小于小于极角阈值ε的所有直线归入到矩体箱体倾斜角集合PA中，从而使矩体箱体的一边缘线中包含的所有直线放入集合PA，集合PA中的直线的相对偏差角度小于ε，所述ε优选为(0°，2°]。e.计算矩体箱体倾斜角集合PA中所有极角的均值若则对深度图DS2绕其几何中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法，其特征在于：包括以下步骤：a.通过深度相机获取放置于有效拍摄区域内的矩体箱体的深度图DS0，深度相机与拍摄平面的距离为H；b.对深度图DS0进行预处理和灰度处理得出灰度图GS1，并进行边缘提取操作得到灰度图GS4，以及进行二值化处理得出灰度图GS5；c.对灰度图GS5利用hough变换直线检测算法得到由n条直线所组成的直线集合L，其中n≥4；d.创建矩体箱体倾斜角集合PA，并设置极角阈值ε，将直线集合L中的任意一直线的极角θ归入矩体箱体倾斜角集合PA中，比较直线集合L中其余直线的极角与该任意直线的极角θ的角度差，若其余直线的极角角度差的绝对值小于极角阈值ε，则将该直线的极角归入到矩体箱体倾斜角集合PA中；e.计算矩体箱体倾斜角集合PA中所有极角的均值

【技术特征摘要】
1.基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法，其特征在于：包括以下步骤：a.通过深度相机获取放置于有效拍摄区域内的矩体箱体的深度图DS0，深度相机与拍摄平面的距离为H；b.对深度图DS0进行预处理和灰度处理得出灰度图GS1，并进行边缘提取操作得到灰度图GS4，以及进行二值化处理得出灰度图GS5；c.对灰度图GS5利用hough变换直线检测算法得到由n条直线所组成的直线集合L，其中n≥4；d.创建矩体箱体倾斜角集合PA，并设置极角阈值ε，将直线集合L中的任意一直线的极角θ归入矩体箱体倾斜角集合PA中，比较直线集合L中其余直线的极角与该任意直线的极角θ的角度差，若其余直线的极角角度差的绝对值小于极角阈值ε，则将该直线的极角归入到矩体箱体倾斜角集合PA中；e.计算矩体箱体倾斜角集合PA中所有极角的均值若则对深度图DS2绕其几何中心顺时针旋转若则对深度图DS2绕其几何中心逆时针旋转得到深度图DS3；f.在深度图DS3上建立直角坐标系uov，水平向右方向为u轴正方向，竖直向下方向为v轴正方向；g.在深度图DS3通过遍历方式找到属于矩体箱体的所有像素点，并获取这些像素点中在u轴上的最小值umin、在u轴上的最大值umax、在v轴上的最小值vmin以及在v轴上的最大值vmax；h.设置矩体箱体端面上4个端点分别为点Pa(umin,vmin)、点Pb(umax,vmin)、点Pc(umin,vmax)及点Pd(umax,vmax)，根据上述4个端点在深度图DS3中的坐标值和深度值并通过深度摄像头的内参计算出在三维空间中对应的空间点P1(x1,y1,z1)、空间点P2(x2,y2,z2)、空间点P3(x3,y3,z3)及空间点P4(x4,y4,z4)；i.根据上述4个空间点，计算出则矩体箱体的长度三维尺寸DL，矩体箱体的宽度三维尺寸DS，矩体箱体的高度三维尺寸DH。2.根据权利要求1所述的基于深度图像的矩体箱体三维尺寸测量方法，其特征在于：步骤g中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈达权，康博程，
申请(专利权)人：广东嘉腾机器人自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44