一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115984396A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211601293.X(22)申请日2022.12.13(71)申请人中国铁路上海局集团有限公司地址200071上海市静安区天目东路80号申请人上海恒岳智能交通科技有限公司(72)发明人厉劲松王飞孙健徐长江戴仕风(74)专利代理机构蚌埠鼎力专利商标事务所有限公司34102专利代理师王琪陆淑贤(51)Int.Cl.G06T11/00(2006.01)G06T5/00(2006.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/80(2017.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法(57)摘要本发明公开了一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法，先采用3D结构光深度相机拍摄被测货物，获得深度图，再计算深度图中所有包含深度值的像素点的世界坐标，得到预处理后的深度图，然后将预处理后的深度图转化为灰度图，再对灰度图进行去噪和轮廓提取，得到轮廓图，将轮廓图与深度图对照，对轮廓点进行反向追踪，寻找从深度图中投射来的对应点，从而利用3D结构光深度相机的内参矩阵计算得到轮廓图中被测货物轮廓的相关尺寸，最后将被测货物轮廓的相关尺寸标注到轮廓图中，并绘制工程制图图标，从而得到货物图纸。本发明结合由深度图计算得到的世界坐标以及图像处理的相关技术，实现对深度图的采集以及对货物尺寸图纸的自动生成。CN115984396ACN115984396A权利要求书1/2页1.一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：(1)、深度图预处理：首先采用3D结构光深度相机拍摄被测货物并进行图像背景去噪，获得深度图a1，再根据3D结构光深度相机的内参矩阵，计算深度图a1中所有包含深度值的像素点的世界坐标，最后去除世界坐标中的地面噪音，得到预处理后的深度图a2；(2)、生成货物图纸：首先将深度图a2转化为灰度图b1后，然后对灰度图b1进行去噪和轮廓提取，得到轮廓图b3，将轮廓图b3与深度图a2对照，对轮廓点进行反向追踪，寻找从深度图a2中投射来的对应点，从而利用3D结构光深度相机的内参矩阵计算得到轮廓图b4中被测货物轮廓的相关尺寸，最后将被测货物轮廓的相关尺寸标注到轮廓图b4中，并绘制工程制图图标，得到轮廓标注图纸b5。2.根据权利要求1所述的一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，所述的3D结构光深度相机在规定的拍摄位置多次拍摄被测货物，从而获得多张深度图，并根据多张深度图拍摄位置之间的相对距离，拼接形成原始深度图a0，再根据3D结构光深度相机与被测货物之间的水平距离，去除掉原始深度图a0中在被测货物之前或之后的背景噪音，从而获得深度图a1。3.根据权利要求1所述的一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，根据3D结构光深度相机的内参矩阵，计算深度图a1中所有包含深度值的像素点的世界坐标，所述的世界坐标的计算公式见公式(1)：公式(1)中，u、v为像素点的像素坐标，z为深度值，fx、s、fy、cx、cy均为3D结构光深度相机内参矩阵中的出厂固定值，x，y，z为计算出的世界坐标。4.根据权利要求1所述的一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，去除世界坐标中高度在0～20mm范围内的地面噪音，得到预处理后的深度图a2。5.根据权利要求1所述的一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，将深度图a2转化为灰度图b1的具体方式是：读取深度图a2中的深度值信息，在正视图方向展开，每个像素点的颜色数值扩展为0～255，从而得到灰度图b1。6.根据权利要求1所述的一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，灰度图b1进行去噪处理的具体方式为：对灰度图b1进行膨胀处理，使得货物的边界轮廓扩粗，桥接断裂的缝隙，然后使用中值滤波进行图像去噪，获得灰度图b2。7.根据权利要求6所述的一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法，其特征在于：所述的灰度图b2使用索贝尔算子进行轮廓提取，得到轮廓图b3，再对轮廓图b3进行轮廓曲线的精细完善，得到带有级别的轮廓图b4，然后将轮廓图b4与深度图a2对照，对轮廓点进行反向追踪，寻找从深度图a2中投射来的对应点，从而利用3D结构光深度相机的内参2CN115984396A权利要求书2/2页矩阵计算得到轮廓图b4中被测货物轮廓的相关尺寸。8.根据权利要求7所述的一种基于3D结构光深度相机的货物图纸自动生成方法，