[发明专利]一种不规则物体体积的视觉测量方法

权利要求书

1.一种不规则物体体积的视觉测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先，对系统进行标定，获取系统的像素当量；

其次，利用三个摄像头分别获取待测物体俯视、左视、右视三个方向的原始图像，并通过俯视图获得待测物体的最大外围长度图像坐标参数；

然后，对左视图与右视图进行基于灰度的三维重构，同时利用俯视最大长度像素数为依据分割左右视图所对应的重构范围；

继而，在图像坐标下的三维模型中，计算三维物体的体积；

最后，根据像素当量计算世界坐标系中待测物体的实际体积。

2.根据权利要求1所述的不规则物体体积的视觉测量方法，其特征在于，所述系统指基于计算机视觉的不规则物体体积测量系统，包括呈90°依次排开的三个图像采集摄像头，各个摄像头与计算机中安装的图像采集卡相连接。

3.根据权利要求1所述的不规则物体体积的视觉测量方法，其特征在于，对系统进行标定具体是利用该系统对一个几何参数L已知的物体进行测量，得到代表其参数的像素数M，然后利用公式ε=L/M计算出系统的像素当量ε，得到单位像素所代表的实际尺寸，其中L为精确长度。

4.根据权利要求1所述的不规则物体体积的视觉测量方法，其特征在于，所述通过俯视图获得待测物体的最大外围长度图像坐标参数的过程是：

（1）、对俯视图进行二值化处理；

（2）、求出俯视图上下顶点位置，取两者横向对称中心线，计算中心线与左右顶点的距离，得到左右两侧的最大像素数目Nl和Nr。

5.根据权利要求4所述的不规则物体体积的视觉测量方法，其特征在于，所述对俯视图进行二值化处理的方法是采用自适应阈值法将图像转化为二值图像，将目标物体于背景区分开来。

6.根据权利要求4所述的不规则物体体积的视觉测量方法，其特征在于，所述对左视图与右视图进行基于灰度的三维重构的方法是：先查找灰度值有较尖锐突变的单个像素点，取其小邻域内像素点的灰度均值进行替换，然后将灰度值赋给三维坐标中的z坐标，从而恢复左右视图的三维图像，得到两者的三维模型的图像坐标集合：(x,y,z)。

7.根据权利要求6所述的不规则物体体积的视觉测量方法，其特征在于，所述利用俯视最大长度像素数为依据分割左右视图所对应的重构范围的方法是：

（1）对左视图的三维模型中z值进行最大值限制约束换算，max(z)对应Nl，min(z)对应0，其它中间值利用公式zl=(z×Nl)/max(z)进行计算，其中zl代表换算后的左视图三维模型z轴坐标；

（2）统计左视图三维模型空间中所包含的实际立体像素块数目，计为sum_left；

（3）对右视图的三维模型中z值进行最大值限制约束换算，max(z)对应Nr，min(z)对应0，其它中间值利用公式zr=(z×Nr)/max(z)进行计算，其中zr代表换算后的左视图三维模型z轴坐标；

（4）统计右视图三维模型空间中所包含的实际立体像素块数目，计为sum_right；

（5）图像坐标系中，左右三维模型包含的立体像素块数目为sum=sum_left+sum_right，即三维物体的体积。

8.根据权利要求7所述的不规则物体体积的视觉测量方法，其特征在于，利用像素当量，根据公式V=sum×ε³，将图像坐标系中的体积换算为实际测量体积。