測量物體尺寸的設備、方法和裝置與流程
2023-10-05 15:44:59
本發明涉及計算機
技術領域：
，特別地涉及一種測量物體尺寸的設備、方法和裝置。
背景技術：
：在貨物入庫時如需測量體積，目前的通常方式是人工進行測量，這種方式的效率和準確性比較低，特別是對於形狀不規則的貨物，人工測量的準確性更低。技術實現要素：有鑑於此，本發明提供一種測量物體尺寸的設備、方法和裝置，有助於高效、準確地計算物體的尺寸。為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種測量物體尺寸的設備。本發明的測量物體尺寸的設備包括深度傳感器、傳感器架、校正輔助裝置、置物平臺、以及計算機，其中：所述校正輔助裝置用於輔助對深度傳感器平面進行的校正，包括黑白棋盤紋理的紡織物或列印物，以及包括透明平板，所述紡織物或列印物鋪在所述置物平臺上，所述透明平板壓在所述紡織物或列印物上；所述深度傳感器置於所述傳感器架上，並位於所述置物平臺上方的空間中；所述計算機與所述深度傳感器連接。可選地，所述傳感器架由互相連接並呈直角的豎杆和橫杆組成；所述深度傳感器固定在所述橫杆的自由端附近；所述計算機固定在所 述豎杆上；所述豎杆固定在所述置物平臺上。可選地，所述置物平臺具有四條腿，每條腿的端部有輪子；所述系統還包括手柄，該手柄與所述置物平臺連接。可選地，所述深度傳感器與所述計算機通過USB接口連接；所述手持式條碼掃描器與所述計算機通過USB接口連接。根據本發明的另一方面，提供了一種測量物體尺寸的方法。本發明的測量物體尺寸的方法，應用於本發明的測量物體尺寸的設備，該方法包括：所述深度傳感器拍攝所述校正輔助裝置的照片，並測量所述校正輔助裝置上表面的空間坐標；所述計算機根據所述照片和所述空間坐標，確定所述校正輔助裝置到所述深度傳感器的距離；在被測物體置於所述校正輔助裝置上之後，所述深度傳感器將檢測得到的深度圖發送給所述計算機；所述計算機根據H＝D-d-h計算所述被測物體的高度H，其中D表示所述校正輔助裝置到深度傳感器的距離，d表示校正後的所述深度圖中的最小深度值，h表示所述透明平板的厚度；並且所述計算機確定所述深度圖中所有深度大於d且小於D-h的像素的外接矩形，將該外接矩形的長和寬作為所述被測物體的長和寬。可選地，確定所述校正輔助裝置到所述深度傳感器的距離的步驟包括：根據所述照片中的預設標註點的坐標和所述空間坐標，求解PnP問題得出所述校正輔助裝置到所述深度傳感器的距離。可選地，還包括：所述計算機將所述被測物體的高度、長和寬按大小順序輸出。根據本發明的又一方面，提供了一種測量物體尺寸的裝置。本發明的測量物體尺寸的裝置，用於實現本發明的測量物體尺寸的方法，該裝置包括：第一接收模塊，用於接收所述深度傳感器拍攝的所述校正輔助裝置的照片，以及所述深度傳感器測量的所述校正輔助裝置上表面的空間坐標；第一計算模塊，用於根據所述照片和所述空間坐標，確定所述校正輔助裝置到所述深度傳感器的距離；第二接收模塊，用於接收所述深度傳感器在被測物體置於所述校正輔助裝置上之後檢測得到的深度圖；第二計算模塊，用於根據H＝D-d-h計算所述被測物體的高度H，其中D表示所述校正輔助裝置到深度傳感器的距離，d表示校正後的所述深度圖中的最小深度值，h表示所述透明平板的厚度；第三計算模塊，用於確定所述深度圖中所有深度大於d且小於D-h的像素的外接矩形，將該外接矩形的長和寬作為所述被測物體的長和寬。可選地，所述第一計算模塊還用於：根據所述照片中的預設標註點的坐標和所述空間坐標，求解PnP問題得出所述校正輔助裝置到所述深度傳感器的距離。可選地，還包括輸出模塊，用於將所述被測物體的高度、長和寬按大小順序輸出。根據本發明的技術方案，將被測物體置於深度傳感器下進行深度測量，再經計算機處理，可以得到其高度以及長和寬，這種方式無需人員來進行人工測量，提高了效率；並且比人工測量更加準確。附圖說明附圖用於更好地理解本發明，不構成對本發明的不當限定。其中：圖1是根據本發明實施例的一種測量物體尺寸的設備的示意圖；圖2是根據本發明實施例的測量物體尺寸的方法的主要步驟的示意圖；圖3是根據本發明實施例的測量物體尺寸的裝置的主要模塊的示 意圖。具體實施方式以下結合附圖對本發明的示範性實施例做出說明，其中包括本發明實施例的各種細節以助於理解，應當將它們認為僅僅是示範性的。因此，本領域普通技術人員應當認識到，可以對這裡描述的實施例做出各種改變和修改，而不會背離本發明的範圍和精神。同樣，為了清楚和簡明，以下的描述中省略了對公知功能和結構的描述。本發明實施例中的測量物體尺寸的設備主要包括深度傳感器、傳感器架、置物平臺、以及計算機，其中深度傳感器置於傳感器架上，並位於置物平臺上方的空間中；計算機與深度傳感器連接。該設備的一種優選結構示於圖1中，圖1是根據本發明實施例的一種測量物體尺寸的設備的示意圖。如圖1所示，測量物體尺寸的設備主要包括傳感器架1、深度傳感器2、計算機3、置物平臺4、校正輔助裝置5、拉車手柄6、輪子7(有4隻輪子，按圖中視角可見3個)。輪子安裝在置物平臺的腿的一端，再加上拉車手柄6，使整個裝置具有小拉車的載物運輸功能。傳感器架1是由互相連接並呈直角的豎杆和橫杆組成，與置物平臺4連接。圖中示出的深度傳感器2是位於該橫杆的自由端附近。深度傳感器使用紅外測距原理，通過捕獲視野內某點對紅外線的反射，來獲得該點到傳感器所在平面的距離。深度傳感器發出多條平行的紅外線，深度傳感器平面與這些紅外線相垂直。計算機3固定在豎杆上，並且位於該豎杆的朝向置物平臺4的一側，另外也可以位於該豎杆的另一側。校正輔助裝置5是用來對深度傳感器2進行校正。因為在安裝時深度傳感器平面難以完全與置物平臺所在平面相平行，所以最好是進行一下校正。校正輔助裝置主要由黑白棋盤紋理的紡織物或列印物和透明平板構成，先把黑白棋盤紋理的紡織物或列印物(例如塑料布或紙)鋪在置物平臺4上，再把透明平板壓上去，使紡織物或列印物平 整。這裡的黑白棋盤紋理類似於西洋棋的棋盤，每行每列均為黑白交替的方塊(圖中未示出)。透明平板可以選用鋼化玻璃板或有機玻璃板。被測物9是放在透明平板上。對於電子商務中的商品來說，通常帶有條碼。可以在計算機3上連接一個手持式條碼掃描器(圖中未示出)，這樣可掃描被測物品8上的條碼。計算機3可以採用通常所說的筆記本電腦或者平板電腦，通過USB接口與深度傳感器2以及該條碼掃描器分別連接。圖2是根據本發明實施例的測量物體尺寸的方法的主要步驟的示意圖。該方法基於圖1中的測量物體尺寸的設備來實現。步驟S21：深度傳感器拍攝校正輔助裝置的照片，並測量校正輔助裝置上表面的空間坐標。步驟S22：計算機根據照片和空間坐標，確定校正輔助裝置到深度傳感器的距離。步驟S23：在被測物體置於校正輔助裝置上之後，深度傳感器將檢測得到的深度圖發送給計算機。步驟S24：計算機根據收到的數據進行計算，得到被測物體的長寬高數據。在本步驟中，計算機根據H＝D-d-h計算被測物體的高度H，其中D表示校正輔助裝置到深度傳感器的距離，d表示校正後的深度圖中的最小深度值，h表示透明平板的厚度；並且計算機確定深度圖中所有深度大於d且小於D-h的像素的外接矩形，將該外接矩形的長和寬作為被測物體的長和寬。對於規則的長方體形狀的箱體，得到的即為長方體的長和寬；對於不規則物品，得到的即為其佔用的長方體形狀的空間的長和寬。計算機可以在本步驟中得到的長寬高數據按大小順序輸出，這樣可以供碼貨人員參考。以下再對上述步驟作進一步說明。根據小孔成像模型，真實世界中坐標為[X,Y,Z]的點Q和照片中的像素q滿足如下關係：q＝MQ其中q=xyw,M=f00cx0fycy001,Q=XYZ]]>其中x為像素的橫坐標，y為像素的縱坐標，w為傳感器測得的深度，M為相機內參矩陣。根據上述公式，可將照片中的任一點映射到真實世界中。再根據兩點間的距離公式，即可求得照片中指定兩點間的距離。在步驟S22中，具體是根據照片中的預設標註點的坐標和空間坐標，求解PnP問題得出校正輔助裝置到深度傳感器的距離。也就是說，在測量物體尺寸的設備上無待測物品時，拍攝校正輔助裝置。通過校正輔助裝置上面的各個點的真實坐標和攝像頭測得的測量坐標之間的差異，求解一個PnP問題，即可獲得小車桌面到深度傳感器的距離D和深度傳感器平面與校正輔助裝置所在平面的夾角θ。PnP問題是攝像機標定的基本問題，其詳細信息可參考現有技術中的相關文獻。本實施例PnP問題的輸入參數是N個校正輔助裝置上的標註點的坐標，例如採用5×7＝35個標註點，輸出量是θ角，可以有三個正交角度分量，在本實施例中只使用橫向和縱向兩個水平分量，沿縱軸旋轉的角度分量不使用。使用該θ角，即可校正深度傳感器獲得的數據，在本實施例中，通過PnP問題的解決來校正上述的D和d。圖3是根據本發明實施例的測量物體尺寸的裝置的主要模塊的示意圖。該裝置作為軟體，可以設置在上述的計算機中，用來實現本實施例中的測量物體尺寸的方法。如圖3所示，測量物體尺寸的裝置30主要包括第一接收模塊31、第一計算模塊32、第二接收模塊33、第二計算模塊34、以及第三計算模塊35。第一接收模塊31用於接收深度傳感器拍攝的校正輔助裝置的照 片，以及深度傳感器測量的校正輔助裝置上表面的空間坐標；第一計算模塊32用於根據所述照片和所述空間坐標，確定校正輔助裝置到深度傳感器的距離；第二接收模塊33用於接收深度傳感器在被測物體置於校正輔助裝置上之後檢測得到的深度圖；第二計算模塊34用於根據H＝D-d-h計算被測物體的高度H，其中D表示校正輔助裝置到深度傳感器的距離，d表示校正後的深度圖中的最小深度值，h表示透明平板的厚度；第三計算模塊35用於確定深度圖中所有深度大於d且小於D-h的像素的外接矩形，將該外接矩形的長和寬作為被測物體的長和寬。第一計算模塊32還可用於：根據照片中的預設標註點的坐標和所述空間坐標，求解PnP問題得出校正輔助裝置到深度傳感器的距離。測量物體尺寸的裝置30還可以包括輸出模塊，用於將被測物體的高度、長和寬按大小順序輸出。根據本發明實施例的技術方案，將被測物體置於深度傳感器下進行深度測量，再經計算機處理，可以得到其高度以及長和寬，這種方式無需人員來進行人工測量，提高了效率；並且比人工測量更加準確。以上結合具體實施例描述了本發明的基本原理，在本發明的裝置和方法中，顯然，各部件或各步驟是可以分解和/或重新組合的。這些分解和/或重新組合應視為本發明的等效方案。並且，執行上述系列處理的步驟可以自然地按照說明的順序按時間順序執行，但是並不需要一定按照時間順序執行。某些步驟可以並行或彼此獨立地執行。上述具體實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限制。本領域技術人員應該明白的是，取決於設計要求和其他因素，可以發生各種各樣的修改、組合、子組合和替代。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明保護範圍之內。當前第1頁1 2 3