[发明专利]一种基于双目相机的粮仓谷堆体积测算方法

说明书

一种基于双目相机的粮仓谷堆体积测算方法，包括如下步骤：设置双目相机，以粮仓的谷堆为中心，在所述谷堆周围按三角形排布设置三个双目相机，所述双目相机的高度大于所述谷堆的高度，所述双目相机的视角完整覆盖所述谷堆，且所述谷堆位于所述双目相机的视场中心；采用三台上述双目相机采集的RGBD图像同时作为输入数据，分别进行所述谷堆的谷堆特征点检测、坐标系转换和距离计算；以及估计所述谷堆的几何形状，并利用预先建立的谷堆几何模型计算所述谷堆的体积。本发明可针对粮仓存储量进行预警，避免了人工测量和机械传感器测量的物理约束，改善了通用性差和灵活性低的不足，提高了测量效率，实现了收割机作业流量在线估计，避免了直接经济损失。

技术领域

本发明涉及测试测量技术，特别是一种基于双目相机的粮仓谷堆体积测算方法。

背景技术

为了提高我国联合收割机谷物粮仓监控能力，需要重点解决运谷物产量动态检测问题。在现有技术中，对于粮仓谷物装载情况检测主要以机械传感器为主，包括标尺、超声波传感器、三维激光扫描传感器、压力传感器等，并根据建立的模型进行粮食谷物装载情况的计算。上述方法通常方法存在计量过程复杂、测量精度差的不足、不具备灵活性和通用性等问题。现有的机械、声学、光学、电子式的传感器普遍存在故障率高、稳定性差和抗恶劣环境能力差等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于双目相机的粮仓谷堆体积测算方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于双目相机的粮仓谷堆体积测算方法，其中，包括如下步骤：

S100、设置双目相机，以粮仓的谷堆为中心，在所述谷堆周围按三角形排布设置三个双目相机，所述双目相机的高度大于所述谷堆的高度，所述双目相机的视角完整覆盖所述谷堆，且所述谷堆位于所述双目相机的视场中心；

S200、采用三台上述双目相机采集的RGBD图像同时作为输入数据，分别进行所述谷堆的谷堆特征点检测、坐标系转换和距离计算；以及

S300、估计所述谷堆的几何形状，并利用预先建立的谷堆几何模型计算所述谷堆的体积。

上述的基于双目相机的粮仓谷堆体积测算方法，其中，估计所述谷堆的几何形状为圆锥形，步骤S200进一步包括：

S201、检测谷堆特征点，采用图像谷堆特征点检测方法，分别计算从三个所述双目相机获取的谷堆特征点s₀,s₁,s₂,s₃，s₀为s₁,s₂连线的中点，并分别获取所述谷堆特征点s₀,s₁,s₂,s₃的图像坐标系下的谷堆特征点坐标{u_i,v_i},i＝0,1,2,3；

S202、转换坐标系，将所述谷堆特征点坐标{u_i,v_i},i＝0,1,2,3分别从图像坐标系转换至相机坐标系，得到对应相机坐标系下坐标为{x_i,y_i,z_i},i＝0,1,2,3；

S203、计算距离，根据所述谷堆特征点在所述相机坐标系下的坐标和几何关系，分别计算三个所述双目相机视场下所述谷堆的底圆直径和高度，并得到最终谷堆底圆直径d和最终谷堆高度h。

上述的基于双目相机的粮仓谷堆体积测算方法，其中，步骤S203中，三个所述双目相机视场下所述谷堆的底圆直径分别为：

对三个所述双目相机获得的所述谷堆的直径求平均值作为最终谷堆底圆直径d：