一种快递尺寸测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种快递尺寸测量装置及方法，解决现有技术中难以快速对物流件大小进行测量的问题，技术方案：包括：载物台，所述载物台侧部设置有固定竖杆，所述固定竖杆顶部设置有保护壳，所述保护壳内设置有相机、激光器，所述激光器发出红色激光面、绿色激光面、蓝色激光面；所述红色激光面、绿色激光面由激光器发出后不相交且发射之间形成的角度θ0范围15

【技术实现步骤摘要】
一种快递尺寸测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及快递测量领域，特别涉及一种快递尺寸测量装置及方法

技术介绍

[0002]现有的物流领域向着智能物流发展，特别是对物流物件的大小进行测量，根据智能装置将物件根据大小进行不同装载及放置在快递箱内。目前存在的缺陷是：现有的物流件大多通过人工感觉物件大小进行快递箱内放置或装运，存在视觉误差，工作效率低的问题。市场也存在测量物流件大小的装置，主要是设计使用工具，依然需要人工操作，且测量结果不准确，难以获得精准数据，如中国专利公开号：CN111921871A，专利名称：一种根据快递柜进行快递盒子分类处理装置，存在的缺陷是：需要将不同的快递盒子放到指定位置进行尺寸的测量，需要压缩快递盒的拐角，工作效率差，容易造成物件的损坏。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是提供一种快递尺寸测量装置及方法，该方法可实现全自动非接触测量，解决现有技术无法快速自动化实现对物流件大小进行测量的问题，技术效果：可实现全自动非接触测量，使用快捷，测量精度高，可达亚毫米级：
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种交叉色分三线结构光测量装置结构，包括：载物台，所述载物台侧部设置有固定竖杆，所述固定竖杆顶部设置有保护壳，所述保护壳内设置有相机、激光器，所述激光器发出红色激光面、绿色激光面、蓝色激光面；所述红色激光面、绿色激光面由激光器发出后不相交且发射之间形成的角度θ0范围15
°
～30
°
，所述蓝色激光面由激光器发出后与红色激光面、绿色激光面相交且相交后面之间形成的夹角θ1范围是75
°
～90
°
。
[0006]进一步，所述保护壳通过设有的固定横杆与固定竖杆连接，所述固定横杆底部还设置有固定连杆，所述固定连杆与保护壳上部面连接，所述保护壳是透明材质，所述载物台上用于放置有长方体快递盒。
[0007]进一步，包括：交叉色分三线结构光模型，所述交叉色分三线结构光模型包括：摄像机模型、三激光平面模型。
[0008]进一步，所述的摄像机模型采用小孔成像模型，内参数表示为A＝[α,β, μ0；0,γ,ν0；0,0,1；]，其中α和γ反映像素空间x和y方向上的比例参数，β反映x和y轴的方向夹角参数，μ0和ν0为光轴与感光面的交点坐标，一次和二次径向畸变参数为s1和s2，所述的三激光平面模型方程表示为：采用向量方式表示激光平面方程分别为采用向量方式表示激光平面方程分别为和摄像机坐标系X
c
点的齐次坐标X
c
'(x
c
,y
c
,z
c
,1)
T
在光平面上的表示为：
[0009]进一步，所述的三线结构光模型表示为如下数学式：
[0010][0011]其中q'为像素坐标系下的激光点齐次坐标，X'
c
为对应摄像机坐标系下的三维齐次坐标，本系统模型参数包括相机内参数A，畸变参数s1和s2，三色激光平面参数φ
r
,φ
g
和φ
b
。
[0012]进一步，系统参数标定采用如下步骤；
[0013]步骤1：将棋盘格放置于相机视野内，采集不少于3幅棋盘格图像和带激光条图像；步骤2：利用不同位姿下的棋盘格靶标图像，使用张正友方法标定摄像机参数，包括内参数A，畸变参数s1和s2，同时可获得每个位姿下的外参数，外参数包括摄像机坐标系相对于棋盘格平面坐标系的旋转矩阵R和平移向量t；步骤3：根据摄像机参数和各位姿下的外参数，以及激光条上特征点的信息，标定激光平面方程φ
r
,φ
g
和φ
b
。
[0014]进一步，所述标定步骤1中，红绿蓝激光面上的特征点均位于标定平面上，各红绿蓝特征点的三维坐标值X
j,i
(x
j,i
,y
j,i
,z
j,i
)
T
,i＝r,g,b，j＝1,2,
…
，数学关系如下：
[0015][0016]其中X
j,i
表示第j个位姿下i(红绿蓝)激光条上点在摄像机坐标系坐标，q'
j,i
为激光点在相应的图像坐标系上畸变校正后的齐次坐标；所述步骤3中，每个位姿下，每条激光取不少于m个三维坐标，使用最小二乘法拟合激光平面方程参数φ
r
,φ
g
和φ
b
。
[0017]进一步，采用图像处理的方法，分别提取图像中的红绿蓝颜色目标，而后使用灰度重心法、几何中心法等方法提取光条中心点，光条中心点即为特征点，将激光特征点根据系统模型进行变换，得到在摄像机坐标系的三维坐标。
[0018]进一步，获取快递盒高度z，各条激光面上深度最大的n个点的平均值记为 z
i,d
和深度最小的n个点的平均值记为z
i,x
，获得快递盒高度为D
z
＝(z
r,d
+z
g,d
+z
b,d
‑ꢀ
z
r,x
‑
z
g,x
‑
z
bx
)/3。
[0019]进一步，获取快递盒长D
x
和宽D
y
，通过激光条纹的6个断裂点，红光与快递盒相交的两个断裂点分别记为P0和P1，绿光的两个点中，距离P0欧氏距离近的点为P2，剩余为P3，蓝光的两个点，距离P0欧氏距离近的点为P4，剩余为P5。计算P0P1的欧氏距离d0：
[0020][0021]其中P0和P1在摄像机坐标系下的三维坐标分别为(x
p0
,y
p0
,z
p0
)
T
和(x
p1
,y
p1
,z
p1
)
T
。 P0P1与P0P2夹角余弦绝对值为：
[0022][0023]其中n1＝(x
p1
‑
x
p0
,y
p1
‑
y
p0
,z
p1
‑
z
p0
)为P0P1的方向向量，|n1|表示n1的模，同理，n2为P0P2的方向向量，|n2|表示n2的模，则长方体快递盒的宽BC长度D
y
表示为计算P0P5与P0P2夹角余弦绝对值为cosα1，P0P4与P0P2夹角余弦绝对值为cosα2，P0P4和P0P5的欧
式距离分别为d1和d2，则长方体快递盒的长AB长度D
x
表示为D
x
＝d1cosα1+d2cosα2。
[0024]有益效果：本专利技术与现有技术区别在于：根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交叉色分三线结构光测量装置结构，其特征在于：包括：载物台(01)，所述载物台(01)侧部设置有固定竖杆(11)，所述固定竖杆(11)顶部设置有保护壳(14)，所述保护壳(14)内设置有相机(31)、激光器(41)，所述激光器(41)发出红色激光面(42)、绿色激光面(43)、蓝色激光面(44)；所述红色激光面(42)、绿色激光面由激光器(41)发出后不相交且发射之间形成的角度θ0范围15
°
～30
°
，所述蓝色激光面(44)由激光器(41)发出后与红色激光面42、绿色激光面43相交且相交后面之间形成的夹角θ1范围是75
°
～90
°
。2.根据权利要求1所述的一种交叉色分三线结构光测量装置结构，其特征在于：所述保护壳(14)通过设有的固定横杆(12)与固定竖杆(11)连接，所述固定横杆(12)底部还设置有固定连杆(13)，所述固定连杆(13)与保护壳(14)上部面连接，所述保护壳(14)是透明材质，所述载物台(01)上用于放置长方体快递盒(02)。3.一种根据权利要求2交叉色分三线结构光的快递盒尺寸测量方法，其特征在于：包括：交叉色分三线结构光模型，所述交叉色分三线结构光模型包括：摄像机模型、三激光平面模型。4.根据权利要求3所述的一种交叉色分三线结构光的快递盒尺寸测量方法，其特征在于：所述的摄像机模型采用小孔成像模型，内参数表示为A＝[α,β,μ0；0,γ,ν0；0,0,1；]，其中α和γ反映像素空间x和y方向上的比例参数，β反映x和y轴的方向夹角参数，μ0和ν0为光轴与感光面的交点坐标，一次和二次径向畸变参数为s1和s2，所述的三激光平面模型方程表示为：采用向量方式表示激光平面方程分别为采用向量方式表示激光平面方程分别为和摄像机坐标系X
c
点的齐次坐标X
c
'(x
c
,y
c
,z
c
,1)
T
在光平面上的表示为：5.根据权利要求4所述的一种交叉色分三线结构光的快递盒尺寸测量方法，其特征在于：所述的三线结构光模型表示为如下数学式：其中q'为像素坐标系下的激光点齐次坐标，X'
c
为对应摄像机坐标系下的三维齐次坐标，本系统模型参数包括相机内参数A，畸变参数s1和s2，三色激光平面参数φ
r
,φ
g
和φ
b
。6.根据权利要求5所述的一种交叉色分三线结构光的快递盒尺寸测量方法，其特征在于：系统参数标定采用如下步骤；步骤1：将棋盘格放置于相机视野内，采集不少于3幅棋盘格图像和带激光条图像；步骤2：利用不同位姿下的棋盘格靶标图像，使用张正友方法标定摄像机参数，包括内参数A，畸变参数s1和s2，同时可获得每个位姿下的外参数，外参数包括摄像机坐标系相对于棋盘格平面坐标系的旋转矩阵R和平移向量t；步骤3：根据摄像机参数和各位姿下的外参数，以及激光条上特征点的信息，标定激光平面方程φ
r
,φ
g
和φ
b
。7.根据权利要求6所述的一种交叉色分三线结构光的快递盒尺寸测量方法，其特征在于：所述标定步骤1中，红绿蓝激光面上的特征点均位于标定平面上，各红绿蓝特征点的三
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭新年，曹寿宇，沈洋，吴芯政，袁健，沈薇薇，陈林，康子洋，
申请(专利权)人：宿迁学院，
类型：发明
国别省市：