[发明专利]一种非接触式测量异形物体排水体积的装置

说明书

本发明涉及视觉识别技术领域，一种非接触式测量异形物体排水体积的装置，其使用方法包括如下步骤：步骤10，三维重建：使用基于光传感器的3D数据采集设备进行采集原始数据，使用三维重建算法完成样品的三维重建，得到样品的初步3D模型；步骤20，姿态解算：检测样品初步3D模型的特征检测，完成样品初步3D模型姿态解算，通过恢复样品物理真实姿态，得到摆正后样品3D模型；步骤30，模型补全：对摆正后样品3D模型进行补全，够得到样品摆正且完整无窟窿的3D模型；步骤40，体积计算：通过积分体积算法，计算得到待测物体的真实体积。非接触式测量异形物体排水体积的装置具有体积测量精度高，并降低设备成本的优点。

技术领域

本发明涉及视觉识别技术领域，特别是非接触式测量异形物体排水体积的装置。

背景技术

应用场景1：仓库堆货的真实体积测量

解释：对于仓库的管理者来说，需要经常核对当前仓库的一堆货品的真实体积(即排水体积)，例如：需要快速且准确获知当前仓库内煤堆的真实质量和真实体积，并据此来确定需要多少运输货车。真实体积的测量方式一般是目测，非常不准确而且依赖熟练工的经验。本发明可以有效地解决这个问题，快速且十分精准的测量出真实体积(排水体积)的大小。

应用场景2：货车装载率实时计算

解释：货运公司为了能够更加高效的调运货车，需要能够实时且准确的获知各个货车当前的装载率(装载率＝(1-货车车厢未使用体积)/货车车厢的总体积)，传统方式也是依赖货车司机目测汇报，十分不准确，且高度依赖货车司机的经验和责任心。本发明可有效的解决这个问题，快速且十分准确的测量出货车未使用真实体积大小，进一步解算出装载率，且不受人为因素的干扰。

现有方案1：目测解释：通过肉眼去目测样品的真实体积(即排水体积)；现有方案2：尺测通过皮尺，卡尺等方式测量样品真实体积(即排水体积)；现有方案3：排水法/排气法：通过测定由于样品测试腔放入样品所引起的样品测试腔液体(或气体)容量的减少来精确测定样品的真实体积(即排水体积)；现有方案4：密度法：在可得到样品平均密度的前提，通过测量样品质量，来测定样品的真实体积(即排水体积)；现有方案5：外包盒法：通过深度相机等工具获取样品的三维模型，再利用凸包算法获取最小包围方盒，通过解算方盒体积来估算样品的真实体积(即排水体积)。

现有方案1-4中，缺点是体积测量结果误差较大；现有方案5的设备成本高昂。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出的非接触式测量异形物体排水体积的装置，其具有体积测量精度高，并降低设备成本的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种非接触式测量异形物体排水体积的装置，其使用方法包括如下步骤：

步骤10，三维重建：使用基于光传感器的3D数据采集设备进行采集原始数据，使用三维重建算法完成样品的三维重建，得到样品的初步3D模型；

步骤20，姿态解算：检测样品初步3D模型的特征检测，完成样品初步3D模型姿态解算，通过恢复样品物理真实姿态，得到摆正后样品3D模型；

步骤30，模型补全：对摆正后样品3D模型进行补全，够得到样品摆正且完整无窟窿的3D模型；

步骤40，体积计算：通过积分体积算法，计算得到待测物体的真实体积。

作为优选的，所述基于光传感器的3D数据采集设备包括RGBD相机、激光雷达或光幕。

作为优选的，所述三维重建算法包括Kintinuous算法、ElasticFusion算法、InfiniTAM算法、BundleFusion算法或Loam算法。

作为优选的，在步骤30中，包括

步骤31：将摆正后样品3D模型重投影到底面；