[发明专利]一种基于深度相机的托盘识别方法

权利要求书

1.一种基于深度相机的托盘识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：相机获取关于托盘的包含深度图与灰度图的图像帧数据流；

S2：设置扫描方式以及扫描算子像素大小，对灰度图中的托盘进行轮廓扫描，并对托盘的轮廓线进行标记；

S3：归纳常见托盘形状、尺寸以及实际使用中托盘与相机偏转角度，确定托盘判定依据；

S4：对已标记过轮廓线的灰度图进行图像扫描，寻找符合托盘轮廓的标记位置；

S5：对符合托盘轮廓的标记进行判断；

S6：计算托盘平面相对相机平面的偏转角度和托盘中心与相机中心X轴偏差值；

所述的步骤S4具体包括以下过程：

S401：根据垂直轮廓点确认起点，计算托盘对应像素个数；

S402：计算托盘偏转角及托盘左右两边的深度差值；

S403：使用轮廓跟踪，统计托盘长对应的实际像素个数；

S404：扫描托盘墩和托盘叉孔的像素个数；

S405：计算托盘右边沿高度对应的像素个数及其起点坐标；

S406：根据托盘长度像素个数和计算得到的右侧高度像素个数，扫描右侧边沿；

所述的确认起点的过程包括：

A：根据经验值满足连续若干点为标记点的，确定居中的点为起点；

B：以起点坐标开始，判断垂直方向连续30个像素灰度值和是否大于灰度阈值，若是，则进入下一步，否则返回上一步；

C：根据视场角和分辨率计算深度d处的像素间隔，并根据托盘高度范围计算托盘对应像素个数；

步骤C中的计算过程为：

根据相机的视场角、分辨率以及像素点的深度值d计算对应的像素间隔，设水平为x，垂直为y，则：

设垂直方向最大像素为,垂直方向最小像素为,根据托盘高度范围计算像素个数：

起点坐标偏移若干个像素后，采集对应像素点的深度值depth_temp[i+n1][j+n2]，计算托盘最低高度对应的像素个数Xn_lift：

其中，（i,j）是起点坐标，（n1,n2）是平移距离；

判断连续Xn_lift个像素灰度值和是否大于灰度阈值，若是，则进入下一步，否则返回上一步；

深度差值的计算过程为：

起始点向下偏转0.2*Xn_lift，向右分别偏转0.2*Xn_lift和0.5*Xn_lift；得到两个水平坐标作为托盘偏转的初始判断依据；分别对这两点做3*3的空间域滤波，并根据三角函数计算偏转角度：

其中，difference1 为两个坐标的深度差值；

difference2 为水平像素间隔x乘以像素个数得到三角形斜边长；

angle1 为根据左侧托盘墩计算得到初始托盘偏转角；

根据三角函数关系，托盘右边相对左边的深度差correct_L：

其中，tray_long为托盘实际长度；

根据托盘三个托盘墩位于同一平面的特点，按照托盘墩端面相对深度斜率一致性进行扫描，来分别标记托盘墩和叉孔，并统计对应像素个数和中点坐标作为下一步托盘识别依据；

首先对起点进行3*3空间域滤波；

然后计算基准斜率，选择若干点分别计算其与基准点的斜率，并计算斜率的均值Kp作为判断依据；

设定斜率判断阈值，纵坐标不变，横坐标累加，从左到右依次扫描，当扫描点与基准点斜率，与斜率的均值Kp的差值小于0.5标记为4005，否则标记为1000；其中，4005为托盘墩标记，1000为叉孔标记；

最后，在基于斜率扫描标记完成之后，重复扫描轨迹，统计托盘墩与叉孔的横坐标，并计算左侧叉孔，托盘中心，右侧叉孔对应的横坐标，作为托盘识别的判定依据。

2.根据权利要求1所述的一种基于深度相机的托盘识别方法，其特征在于，选择左右扫描方式，设置扫描算子像素大小；

对灰度图的亮度进行扫描，设定亮度阈值，根据像素亮度变化比例进行灰度图的像素点扫描和标记。