预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲,该文档总共16页,到这已经超出免费预览范围,如果喜欢就直接下载吧~

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

(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CN107507167A(43)申请公布日2017.12.22(21)申请号201710611765.2(22)申请日2017.07.25(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人杨明武文汉王冰王春香(74)专利代理机构上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31317代理人徐红银(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/155(2017.01)G06T7/73(2017.01)权利要求书3页说明书6页附图6页(54)发明名称一种基于点云平面轮廓匹配的货物托盘检测方法及系统(57)摘要本发明提供一种基于点云平面轮廓匹配的货物托盘检测方法及系统,所述方法步骤包括:步骤1、原始点云滤波;步骤2、点云平面分割;步骤3、投影生成栅格图;步骤4、轮廓提取;步骤5、轮廓匹配;步骤6、获取相对位姿。所述系统包括:原始点云滤波模块,点云平面分割模块,投影生成栅格图模块,轮廓提取模块,轮廓匹配模块,获取相对位姿模块。本发明成本低廉,检测精度高,基本不受光照影响;不要进行敷设标签等操作,不需要对仓储环境进行改造;适用于各种颜色、规格的货物托盘,具有精度高、价格低、鲁棒性强等优点。CN107507167ACN107507167A权利要求书1/3页1.一种基于点云平面轮廓匹配的货物托盘检测方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤1:由传感器采集包含货物托盘的仓储环境点云,通过滤波算法剔除稀疏的离群点;步骤2:对步骤1中得到的点云进行法线估计,采用基于法线约束的区域生长算法,对点云进行平面分割;步骤3:对步骤2中分割得到的各点云平面进行法线估计,并沿其法线方向进行投影,以生成栅格图;步骤4:提取步骤3中的各点云栅格图的轮廓,并分别与货物托盘立面轮廓模板进行匹配;步骤5:匹配成功的点云平面中心即为货物托盘中心,得到货物托盘中心到传感器之间距离和方位,通过计算该点云平面的法线得到货物托盘与传感器之间的相对姿态,从而完成货物托盘的检测与定位。2.根据权利要求1所述的一种基于点云平面轮廓匹配的货物托盘检测方法,其特征在于,步骤2中,所述的平面分割,即通过判断种子点与临近点法向量的方向接近程度进行区域生长,并限定生长区域的点云数量上限和下限,以剔除过大或过小的平面。3.根据权利要求1所述的一种基于点云平面轮廓匹配的货物托盘检测方法,其特征在于,步骤4中,先进行轮廓特征提取,然后进行轮廓匹配,具体为:S1:使用Canny算子提取步骤3中的各点云栅格图的轮廓,采用融合轮廓Hu不变矩和尺度比例特征为托盘轮廓特征向量,用于托盘的检测和识别;对于轮廓C,以像素为基本单位,定义其轮廓外接矩形的长和宽分别为w、h,轮廓周长为l,轮廓面积即区域内像素个数为s,以此构建目标轮廓的长宽比S1和占空比S2两个尺度比例特征:S1=w/hS2=s/(w*h)融合前两个Hu不变矩M1、M2及两个尺度比例特征,构建新的托盘轮廓特征向量S2:轮廓匹配对于待检测轮廓A和模板轮廓B,采用欧式距离建立轮廓匹配相似度d(A,B),即:由相似度d(A,B)的定义可知,相似度d(A,B)越小,表明待检测轮廓与模板轮廓越接近;反之表明待检测轮廓与模板轮廓偏离程度越大;分别指轮廓A和B的Hu不变矩;分别指轮廓A和B的尺度比例特征。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于点云平面轮廓匹配的货物托盘检测方法,2CN107507167A权利要求书2/3页其特征在于,步骤4中:若提取的点云栅格图的轮廓与货物托盘立面轮廓匹配成功,则认为该轮廓对应的点云平面即为货物托盘,转步骤5;否则,继续使用其他点云栅格图的轮廓与货物托盘立面轮廓模板进行匹配,直至匹配成功。5.一种基于点云平面轮廓匹配的货物托盘检测系统,其特征在于包括:原始点云滤波模块,由传感器采集包含货物托盘的仓储环境点云,通过滤波算法剔除稀疏的离群点;点云平面分割模块,对原始点云滤波模块中得到的点云进行法线估计,采用基于法线约束的区域生长算法,对点云进行平面分割;投影生成栅格图模块,对点云平面分割模块中分割得到的各点云平面进行法线估计,并沿其法线方向进行投影,以生成栅格图;轮廓提取模块,提取投影生成栅格图模块中的各点云栅格图的轮廓,并分别与货物托盘立面轮廓模板进行匹配;轮廓匹配模块,将轮廓提取模块提取的轮廓分别与货物托盘立面轮廓模板进行匹配;获取相对位姿模块,对于轮廓匹配模块中匹配成功的点云平面中心即为货物托盘中心,得到货物托盘中心到传感器之间距离和方位,通过计算该点云平面的法线得到货物托盘与传感器之间的相对姿态,从而完成货物托盘的检测与定位。6.根据权利要求5所述的一种基于点云平面轮