[发明专利]一种基于Kinect的非规则物体高度测量方法

摘要

本发明公开了一种基于Kinect的非规则物体高度测量方法，包括：（1）图像采集；（2）寻找目标区域；（3）背景距离矩阵预处理；（4）获取物体高度矩阵并进行预处理；（5）数据输入；（6）物体高度矩阵分层并标记label；（7）计算高度。本发明提供了一种基于Kinect的非规则物体高度测量方法，通过一种非接触性的测量手段，不伤及测量目标，不干扰被测物自然状态，可在自动化的条件下应用。

主权项

一种基于Kinect的非规则物体高度测量方法，其特征在于，具体步骤包括：(1)图像采集：利用Kinect采集包含被测物体的前景深度图像和前景彩色图像以及不包含被测物体的测量平台背景深度图像和背景彩色图像，经配准后将前景深度图像和背景深度图像分别转换为前景彩色RGB图像和背景彩色RGB图像保存；(2)寻找目标区域：根据测量台的实际区域在步骤(1)中保存的前景彩色RGB图像和背景彩色RGB图像中分别截取前景ROI区域和背景ROI区域，且前景ROI区域和背景ROI之外的数值设定为零，前景和背景ROI区域内的每个像素点转换为距离值保存到前景距离矩阵和背景距离矩阵，其中,距离矩阵的元素值代表传感器采集的距离值，并将步骤(1)中采集的前景彩色图像和背景彩色图像进行减差，通过图像分割得到被测物体的二值图像作为前景标识区域；(3)背景距离矩阵预处理：对步骤(2)中获得的背景距离矩阵存在的空洞进行预处理，其中,所述空洞指空洞处的元素值为零；(4)获取物体高度矩阵并进行预处理：将所述步骤(3)中预处理后的背景距离矩阵和步骤(2)中的前景距离矩阵减差取绝对值后作为物体高度矩阵，并根据测量情况设置高度范围对其进行滤波预处理，滤除过大和过小的噪点；(5)数据输入：设置用于计算高度所需的参数，包括步骤(4)预处理后的物体高度矩阵、步骤(2)中的前景标识区域、根据测量要求用于将物体高度矩阵分成不同区间的X值、阈值，其中，所述阈值用于判断高度矩阵区间的最大连通域像素点个数是否有效；(6)物体高度矩阵分层并标记label：遍历步骤(4)经预处理后的物体高度矩阵，如果前景标识区域元素值为1，按照步骤(4)中的物体高度矩阵中高度值所在的区间将该区间的二值矩阵中的元素值标记为1，采用label标记从高到低的区间顺序；(7)计算高度：按照label从高到低的顺序求解不同区间的最大连通域，并将其与步骤(5)输入的阈值进行比较，若某区间label的最大连通域像素点个数大于阈值，则计算该区间对应的步骤(4)获得的物体高度矩阵中元素的平均值作为被测物体的高度值，否则label减1继续寻找下一区间的最大连通域判断，判断其是否大于阈值，直到label为最后一个，如果其最大连通域的像素点个数小于阈值则将高度值设置为0。