一种非接触式测量方法、装置、设备、存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种非接触式测量方法、装置、设备、存储介质，涉及计算机视觉技术领域，包括：获取经过预处理的待测物体的目标深度图；利用目标深度图和相机内参拟合待测物体所在平面；选择成像平面中的特征点并记录特征点在像素坐标系下的对应的像素坐标；分别发射相机原点至特征点的射线交于待测物体所在平面，并确定相应的空间点；测量目标深度图中的待测物体信息，并根据空间点的世界坐标系下的空间点坐标与像素坐标之间的映射关系获取待测物体的实际测量信息。通过利用待测物体的目标深度图与相机内参拟合出待测物体所在平面的方式，以及构建的待测物体的实际测量信息与待测物体的目标深度图中的图像信息的映射关系，使得结果更加可靠和稳定。得结果更加可靠和稳定。得结果更加可靠和稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式测量方法、装置、设备、存储介质


[0001]本专利技术涉及计算机视觉
，特别涉及一种非接触式测量方法、装置、设备、存储介质。

技术介绍

[0002]非接触测量是以光电、电磁等技术为基础，在不接触被测物体表面的情况下，得到物体表面参数信息的测量方法。相比于传统的接触式测量方法而言，非接触测量能有效减少使用传统测量工具测量时所带来的人为误差，例如：测量长度时使用卷尺、皮尺产生的观测误差、测量物表面不平整导致的测量误差等。同时也能有效提高测量的效率以及解决针对复杂工程环境状况下的难观察、难测量问题。针对本项目实。目前，市场上常用的非接触式测量方法主要有激光扫描、电涡流、超声测量、机器视觉。其中，激光扫描方法测量精度高，但硬件设备成本高，操作复杂，获得三维模型后还需要基于三维模型进行测量，因此测量效率低。电涡流方法对于温度、湿度都有高敏感性，且不能用于非金属材料的测量，局限性较大。因为声波的特性同样对温度、湿度影响具有高敏感性，也要在最后处理的时候进行修正，最终误差较大。
[0003]综上，如何对待测物体简单、精确的非接触式测量，实现机器视觉测量领域的高实用价值和推广价值是本领域有待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种非接触式测量方法、装置、设备、存储介质，能够实现对待测物体简单、精确的非接触式测量，实现机器视觉测量领域的高实用价值和推广价值。其具体方案如下：
[0005]第一方面，本申请公开了一种非接触式测量方法，包括：
>[0006]获取经过预处理的待测物体的目标深度图；
[0007]利用所述目标深度图和相机内参拟合待测物体所在平面；
[0008]选择成像平面中的特征点并记录所述特征点在像素坐标系下的对应的像素坐标；
[0009]分别发射相机原点至所述特征点的射线交于所述待测物体所在平面，并确定相应的空间点；
[0010]测量所述目标深度图中的待测物体信息，并根据所述空间点的世界坐标系下的空间点坐标与所述像素坐标之间的映射关系获取所述待测物体的实际测量信息。
[0011]可选的，所述获取经过预处理的待测物体的目标深度图，包括：
[0012]利用深度相机拍摄所述待测物体，获取所述待测物体的深度图和RGB图；
[0013]对所述深度图和所述RGB进行对齐处理和滤波处理，以获取所述目标深度图。
[0014]可选的，所述选择成像平面中的特征点并记录所述特征点在像素坐标系下的对应的像素坐标，包括：
[0015]获取深度相机的光心坐标作为相机原点，选择成像平面的特征点并按照预设顺序
规则记录所述特征点在像素坐标系下的对应的像素坐标。
[0016]可选的，所述分别发射相机原点至所述特征点的射线交于所述待测物体所在平面，并确定相应的空间点，包括：
[0017]将相机原点和所述特征点相连，生成相应的直线；
[0018]确定利用所述直线和所述待测物体所在平面相交形成的交点为空间点。
[0019]可选的，所述确定利用所述直线和所述待测物体所在平面相交形成的交点为空间点之后，还包括：
[0020]按照预设顺序规则对所述空间点进行记录，并取第一个记录的所述空间点为世界坐标系的坐标原点；
[0021]基于所述空间点定义所述世界坐标系的x轴、y轴、z轴；
[0022]对所述空间点按照所述世界坐标系进行坐标转换，以获取空间点坐标。
[0023]可选的，所述根据所述空间点的世界坐标系下的空间点坐标与所述像素坐标之间的映射关系获取所述待测物体的实际测量信息之前，还包括：
[0024]利用所述空间点坐标和所述像素点坐标计算所述待测物体所在平面与所述成像平面之间的单应矩阵。
[0025]可选的，所述获取所述待测物体的实际测量信息，包括：
[0026]基于所述单应矩阵将待测物体的实际测量信息转换为测量目标深度图中的待测物体信息；
[0027]通过测量所述目标深度图中的待测物体信息获取所述待测物体的实际测量信息。
[0028]第二方面，本申请公开了一种非接触式测量装置，包括：
[0029]图像获取模块，用于获取经过预处理的待测物体的目标深度图；
[0030]平面拟合模块，用于利用所述目标深度图和相机内参拟合待测物体所在平面；
[0031]第一坐标获取模块，用于选择成像平面中的特征点并记录所述特征点在像素坐标系下的对应的像素坐标；
[0032]空间点确定模块，用于分别发射相机原点至所述特征点的射线交于所述待测物体所在平面，并确定相应的空间点；
[0033]物体测量模块，用于测量所述目标深度图中的待测物体信息，并根据所述空间点的世界坐标系下的空间点坐标与所述像素坐标之间的映射关系获取所述待测物体的实际测量信息。
[0034]第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：
[0035]存储器，用于保存计算机程序；
[0036]处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述公开的非接触式测量方法的步骤。
[0037]第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的非接触式测量方法的步骤。
[0038]由此可见，本申请公开了一种非接触式测量方法，包括：获取经过预处理的待测物体的目标深度图；利用所述目标深度图和相机内参拟合待测物体所在平面；选择成像平面中的特征点并记录所述特征点在像素坐标系下的对应的像素坐标；分别发射相机原点至所述特征点的射线交于所述待测物体所在平面，并确定相应的空间点；测量所述目标深度图中的待测物体信息，并根据所述空间点的世界坐标系下的空间点坐标与所述像素坐标之间
的映射关系获取所述待测物体的实际测量信息。可见，通过利用待测物体的目标深度图与相机内参拟合出待测物体所在平面的方式，充分利用了待测物体所在平面的约束，不是简单地将得到的存在误差的目标深度图计算空间点进而直接计算两点之间的距离，并且通过构建的待测物体的实际测量信息与待测物体的目标深度图中的图像信息的映射关系，使得结果更加可靠和稳定。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0040]图1为本申请公开的一种非接触式测量方法流程图；
[0041]图2为本申请公开的一种对齐后的RGB图和深度图；
[0042]图3为本申请公开的一种拟合后的待测物体所在平面的三维空间图；
[0043]图4为本申请公开的一种具体的非接触式测量方法流程图；
[0044]图5为本申请公开的一种基于深度相机的非接触式测量方法流程图；
[0045]图6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式测量方法，其特征在于，包括：获取经过预处理的待测物体的目标深度图；利用所述目标深度图和相机内参拟合待测物体所在平面；选择成像平面中的特征点并记录所述特征点在像素坐标系下的对应的像素坐标；分别发射相机原点至所述特征点的射线交于所述待测物体所在平面，并确定相应的空间点；测量所述目标深度图中的待测物体信息，并根据所述空间点的世界坐标系下的空间点坐标与所述像素坐标之间的映射关系获取所述待测物体的实际测量信息。2.根据权利要求1所述的非接触式测量方法，其特征在于，所述获取经过预处理的待测物体的目标深度图，包括：利用深度相机拍摄所述待测物体，获取所述待测物体的深度图和RGB图；对所述深度图和所述RGB进行对齐处理和滤波处理，以获取所述目标深度图。3.根据权利要求1所述的非接触式测量方法，其特征在于，所述选择成像平面中的特征点并记录所述特征点在像素坐标系下的对应的像素坐标，包括：获取深度相机的光心坐标作为相机原点，选择成像平面的特征点并按照预设顺序规则记录所述特征点在像素坐标系下的对应的像素坐标。4.根据权利要求1所述的非接触式测量方法，其特征在于，所述分别发射相机原点至所述特征点的射线交于所述待测物体所在平面，并确定相应的空间点，包括：将相机原点和所述特征点相连，生成相应的直线；确定利用所述直线和所述待测物体所在平面相交形成的交点为空间点。5.根据权利要求4所述的非接触式测量方法，其特征在于，所述确定利用所述直线和所述待测物体所在平面相交形成的交点为空间点之后，还包括：按照预设顺序规则对所述空间点进行记录，并取第一个记录的所述空间点为世界坐标系的坐标原点；基于所述空间点定义所述世界坐标系的x轴、y...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海安，张友菲，杨戬，徐伟，白有元，赵鸿毅，
申请(专利权)人：中车成都机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：