一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113610933A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110962403.4(22)申请日2021.08.20(71)申请人苏州欧朗德智能科技有限公司地址215300江苏省苏州市昆山市花桥镇中科创新广场1号楼B座12楼1212室(72)发明人齐霄强(51)Int.Cl.G06T7/80(2017.01)G06T7/70(2017.01)G06T7/136(2017.01)G06T5/40(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统和方法(57)摘要一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统和方法，本发明涉及机器视觉检尺技术领域，本发明通过使用两个摄像头，同步采集原木堆垛的端面图像信息，利用双目区域视差原理，获得木材端面与成像平面的距离信息，并结合识别图像中的木材端面轮廓，计算出长短尺径，并建立该堆垛的端面ID矩阵，使用同样的方法对另一个端面进行测量检尺，同样计算出每个原木的端面尺径，再在堆垛侧面通过立体视觉获得原木堆的材长，结合尺径和材长通过数字原木材积专家系统计算出符合GB/T4814‑2013原木材积表规定的原木材积。本发明可以实现对货场中不同规格原木堆垛材积的数据材积，构建数字化智慧货仓，方便的获得材积，提高销售效率，减少不必要的人工检量损耗。CN113610933ACN113610933A权利要求书1/2页1.一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统，其特征在于包括双目测量系统，用以采集原木堆垛的端面图像信息和获得木材端面与成像平面的距离信息，计算出长短尺径，并建立该堆垛两侧的端面编号矩阵；还包含综合显示控制系统，用以生成原木材的基本信息并与外接货仓数据管理系统、用户显示系统进行交互，其中所述双目测量系统包含：双目检尺成像系统，包括左右两个成像相机，固定于云台底座上，用于同步采集原木堆垛的端面图像信息；照明补光系统，包含同步曝光模块，可同时获得视场内原木端面的左右视点图像，为成像系统补足光源，提高图像信息采集的精确度；端面轮廓提取模块，通过对原木端面图像每一点的灰度值与直方图特性中提取的最大熵阈值进行比较，分割出所需要的原木端面，获得每个原木端面的尺径数值；距离解算模块，对采集到的每个图像原木端面尺径进行解算，并构建堆垛两侧的全景原木端面编号矩阵，通过设置在堆垛侧面的相机采集原木材长。2.根据权利要求1所述的一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统，其特征在于所述的综合显示控制系统包括：统计模块，用于对采集到的原木端面尺径和原木材长进行统计体积计算，获得原木材积表；用户显示界面模块，将采集与计算结果显示；货仓数据管理系统，用于储存原木材积数据，并连接有打印模块，可对检尺单进行打印；人机接口模块，对原木材积表进行人工编辑、修正、录入、等其他人机交互操作。3.根据权利要求2所述的一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统，其特征在于所述的用户显示界面模块为液晶显示屏，所述的人机接口模块可对原木材积表进行下载、复制、录入、编辑等操作。4.根据权利要求2所述的一种基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺系统，其特征在于所述的货仓数据管理系统的具有数据储存功能，包括只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，并且可以外接打印机对包括原木材积表在内的数据信息进行打印形成检尺单。5.一种基于权利要求1所述的基于双目区域视差的原木堆垛动态检尺的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：成像系统标定，系统使用了两个相机摄像机构成成像系统，采用单平面棋盘格的双目标定方法，得到双目成像系统的内外参数及重投影矩阵，作为系统配置参数固化；S2：将双目成像系统固定在云台底座上，以保证双目系统的测量精度；S3：获取原木图像并计算视差，利用同步曝光模块，获得视场内原木端面的左右视点图像，使用快速立体匹配算法找到原木端面轮廓边缘上同一位置的像素点,计算该点在左右图像平面中横坐标的差值作为视差；S4：使用基于最大熵阈值分割的图像分割算法对原木轮廓的提取；S5：计算原木检尺径，原木端面边界点的椭圆拟合以离散边界点的最大内切圆的圆心作为轮廓的中心，其直径作为拟合端面椭圆的短径和斜率初始值，以边界点作为约束，利用最小二乘法进行椭圆拟合，计算原木检尺径；S6：沿着原木堆垛的一侧（设为A侧）平行运动，实时采集并解算每个原木端面的尺径并2CN113610933A权利要求书2/2页构建堆垛A侧的全景原木端面ID矩阵；S7：在该堆垛侧面使用双目测量系统计算获得材长（同等长度的原木对堆放在一起）；S8：在原木堆垛的对面B侧进行同样的测量，由于A侧与B侧是对立面，因此在A侧建立的原木端面ID矩阵只需要进行镜面翻转就可