[发明专利]一种利用二维码辅助校准的物体体积视觉测量方法

说明书

本发明提供一种利用二维码辅助校准的物体体积视觉测量方法，包括：a1：将两颗摄像头部署在两个方向上，两颗摄像头之间的夹角范围为90度以上，135度以下；a2：对两个摄像头提前进行标定，放好测量台面；a3：将待测物体以任意角度放于测量台面的任意位置，根据不同精确度场景要求，对待测物体进行测量；a4：高精确度的场景下，将二维码图片粘贴于待测物体面向摄像头的两个面上；a5：利用二维码信息，使用算法对测量结果进行精确校准。本发明可根据不同精确度要求，低精确度场景下，将两颗单目摄像头直接进行物体体积的测量；高精确度场景下，在待测物体上粘贴二维码图片，算法根据二维码的信息对测量结果进行精确校准。

技术领域

本发明涉及视觉测量技术领域，具体来说，涉及一种利用二维码辅助校准的物体体积视觉测量方法。

背景技术

现有的物体体积测量方案，通常不能同时满足成本低、测量速度快和测量精度高的要求。当要求测量精度高时，往往意味着测量速度慢、系统成本高。而当将成本控制在一定范围内时，测量精度和速度又难以达到满意的效果。

从目前公开的文献和市场已有产品来看，现有物体体积测量方案大多需要部署双目视觉系统进行深度估计、三维重建等，这样的方案计算量大、功耗高；或者是单目视觉加激光扫描的组合，成本偏高。以往单目的测量方案往往还需结合其他传感设备，比如激光扫描仪等，造成成本的上升；而双目的测量方案，通常是以立体视觉来估计深度或是三维重建，计算量较大，测量速度慢。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用二维码辅助校准的物体体积视觉测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用二维码辅助校准的物体体积视觉测量方法，该方法包括：

a1：将两颗摄像头分别部署在两个方向上，两颗摄像头之间的夹角范围为90度以上，135度以下；

a2：对两个摄像头提前进行标定，放置好测量台面；

a3：将待测物体以任意角度放置于测量台面的任意位置，根据不同精确度的场景要求，对待测物体进行测量；

a4：高精确度的场景下，将二维码图片分别粘贴于待测物体面向摄像头的两个面上；

a5：利用二维码的信息，使用算法对测量结果进行精确校准。

进一步地，所述算法的具体步骤是：

b1：利用图像识别算法检测物体的轮廓与顶点；

b2：单目视觉测距算法假设摄像头是小孔成像模型，标定得到摄像头的内参与外参，对拍摄的图片利用标定得到的参数进行畸变校正，再根据三角测距原理计算出一个粗略的摄像头到物体的距离；

b3：然后由步骤b1中得到的轮廓顶点转换到世界坐标系，计算出相机的旋转矩阵和平移矩阵，将测距问题转变为PNP相机姿位估计问题；

b4：求出的旋转矩阵和平移矩阵可以换算出摄像头和物体之间的距离，该距离和步骤b2中求出的距离再进行一次校正；

b5：检测出的二维码特征点结合已知的二维码大小，对b2和b4计算的坐标与距离再次校正；

b6：根据得到的轮廓与顶点计算物体的体积。

进一步地，所述待测物体在低精确度的场景下利用两颗摄像头直接进行物体体积的测量。

进一步地，所述步骤b1中检测物体是规则形状，直接使用检测到的轮廓与顶点进行计算。

进一步地，所述步骤b1中检测物体是不规则形状，则求轮廓的最小外接矩形，利用最小外接矩形和顶点进行计算。