[发明专利]基于单幅图像的卡车车厢体积测量方法

摘要

本发明公开了一种基于单幅图像的卡车车厢体积测量方法，主要解决现有的光电体积测量系统只能应用于位置固定的检测通道，且需要多个激光器、摄像机和传感器的缺点。其实现过程是1.输入卡车图像并利用卡车图像中三正交方向的消失点标定出相机的内参矩阵；2.结合内参矩阵与卡车车轮提供的椭圆方程计算车轮法向量与车轮圆心坐标，得到车厢平面方程；3.利用消失点与车轮圆心坐标计算出相机的外参数；4.结合车厢平面方程与相机矩阵运算方程求出车厢各顶点的空间坐标，进而求出车厢体积。本发明可实现卡车车厢体积的快速精确测量，自动化程度较高，可用于高速公路收费站的计费系统。

主权项

基于单幅图像的卡车车厢体积测量方法，包括如下步骤：(1)输入卡车单幅图像，通过卡车图像中三正交方向的消失点Vx,Vy,Vz标定出相机的内参矩阵K；(2)确定相机坐标系下车轮平面方程：(2a)提取卡车图像中车轮形状的椭圆方程，利用车轮形状的椭圆方程与车轮半径对相机坐标系下车轮平面法向量和车轮圆心坐标OC进行求解，此处有真实和虚假两个解；(2b)利用与车轮平面垂直的车厢平面提供的消失点，剔除车轮平面法向量的虚假解，得到车轮平面的真实法向量(2c)利用真实平面法向量和圆心坐标OC求出相机坐标系下车轮平面方程；(3)根据三正交方向的消失点Vx,Vy,Vz计算相机旋转矩阵R，利用车轮圆心坐标OC解算出相机的平移向量G，得出相机的外参矩阵(4)计算卡车车厢体积：(4a)根据相机内参矩阵K和外参矩阵S求出相机成像的矩阵运算方程；(4b)将空间坐标系下车轮平面方程与相机成像的矩阵运算方程联立，计算车厢平面Ⅰ中位置在上前方、下前方和后上方的车厢顶点空间坐标E1,E2,E3，其中车厢平面Ⅰ为空间中与卡车车轮在同一面的车厢平面；(4c)利用车厢平面Ⅰ上车厢顶点空间坐标E1,E3计算出车厢平面Ⅱ的平面方程，联立车厢Ⅱ的平面方程与相机成像的矩阵运算方程，求出车厢平面Ⅱ上车厢顶点的空间坐标E4，其中车厢平面Ⅱ为正交于卡车车轮平面的车厢平面；(4d)根据车厢顶点的空间坐标E1,E2,E3,E4，计算出卡车车厢的体积。