CN104501718A - 基于视觉的包裹体积测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于视觉的包裹体积测量装置，包括设置在包裹传送带两侧的光幕模块和光幕后方传送带正上方的摄像头，所述光幕模块和摄像头连接到信息处理模块，所述信息处理模块还连接图像分析单元、参数输入模块以及数据输出模块，摄像头的视频输出端连接图像分析单元。包裹穿过光幕时，光幕模块测量出包裹的高度，传输到信息处理模块；信息处理模块接收到光幕模块的数据后，立刻给摄像头发送拍照信号，摄像头进行包裹图像信息的采集，再将所采集到的图像信息传输到图像分析单元。信息处理模块根据各模块采集或输入的信息计算出包裹体积。本发明的优点是：对原有的物流包裹传输系统不用复杂改造就可以全自动化的测量出包裹的体积，准确高效。

Description

基于视觉的包裹体积测量装置

技术领域

本发明涉及一种基于视觉的包裹体积测量装置，用于物流行业的自动化检测。

背景技术

近年来全球网络购物地快速增长，激励着物流行业的迅速发展，物流包裹的吞吐量与日俱增。其中，对物流包裹体积的测量是不可缺少的一个重要环节。现在国内大部分物流企业都是通过人工方式来测量包裹体积，也有少部分是用昂贵的测量设备来进行测量。

通过人工的方式测量包裹的体积，不仅需要投入大量的人力，而且测量速度慢，由于人为因素的存在，还会存在较大测量误差。人工测量包裹体积的方式已经难以满足快速增多的包裹的测量需求。少部分物流企业虽然已经开始使用自动化的测量设备，但是这些设备价格昂贵，安装复杂，需要改造原有的包裹传输系统，因此很难推广，不能大范围使用。

如果能有一个简单的自动化装置，在不用对原有包裹传输系统进行任何改造的条件下，能够快速准确的测量出包裹的体积，这将能够大大的提高物流行业中包裹体积的测量速度，同时也能够降低包裹处理成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于视觉的包裹体积测量装置，结合光幕和视频分析自动测量包裹体积。

按照本发明提供的技术方案，所述的基于视觉的包裹体积测量装置包括：设置在包裹传送带两侧的光幕模块和光幕后方传送带正上方的摄像头，所述光幕模块和摄像头连接到信息处理模块，所述信息处理模块还连接图像分析单元、参数输入模块以及数据输出模块，摄像头的视频输出端连接图像分析单元；

所述光幕模块在传送带截面上产生光幕，包裹穿过光幕时，光幕模块测量出包裹的高度h，再将高度信息传输到信息处理模块；信息处理模块接收到光幕模块的数据后，立刻给摄像头发送拍照信号，摄像头进行包裹图像信息的采集，再将所采集到的图像信息传输到图像分析单元；图像分析单元对采集的图像信息进行分析处理后，将样本图片的像素宽度M和包裹区域像素面积S传输到信息处理模块；

通过参数输入模块，将事先实验分析计算出的摄像头畸变系数α、摄像头宽度方向视角β和摄像头到传送带的垂直距离H传输到信息处理模块；信息处理模块对接收到的数据进行综合分析计算，得到包裹的体积V，再通过数据输出模块将包裹体积数据输出。

具体的，所述信息处理模块基于相机畸变系数ɑ对包裹图像进行矫正，矫正后的包裹区域像素面积为ɑ×S，相机镜头到包裹上表面的高度D＝H-h，最后计算出包裹的体积为

本发明的优点是：只需要在原有的物流包裹传输系统中安装一个光幕模块和一个摄像头，不用其它复杂改造，就可以全自动化的测量出包裹的体积，准确高效，安装简单方便。

附图说明

图1是本发明的模块安装示意图。

图2是本发明的模块结构示意图。

图3是本发明的工作流程图。

图4是本发明进行包裹体积测量计算的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明在包裹传送带3两侧安装光幕模块1，当光幕模块1感应到有包裹4传送过来时，测量出包裹4的高度，再将高度信息传输到信息处理模块。信息处理模块接收到光幕模块1传输过来的数据后，立刻给光幕后方安装在包裹传送带3正上方的摄像头2发送拍照信号。摄像头2拍摄方向垂直于包裹传送带3。摄像头2在接收到信息处理模块传输的拍照信号后，进行包裹图像信息的采集，再将所采集到的图像信息，传输到图像分析单元，图像分析单元对采集的图像信息进行分析处理后，将分析结果传输到信息处理模块。通过参数输入模块，将事先实验测量出的摄像头内参数和摄像头到包裹传送带的垂直高度数据传输到信息处理模。最后，信息处理模块对接收到的光幕模块测量出的包裹高度、图像分析单元的图像分析数据以及参数输入模块的数据，进行综合分析计算，得到包裹的体积，再通过数据输出模块将包裹体积数据输出。整个过程如图3所示。

如图2所示，本装置包括：光幕模块、摄像头、图像分析单元、信息处理模块、参数输入模块和数据输出模块。信息处理模块分别连接所述光幕模块、摄像头、图像分析单元、参数输入模块以及数据输出模块，摄像头的视频输出端连接图像分析单元。光幕模块采用光幕传感器；图像分析单元、信息处理模块为计算机或者嵌入式系统中运行的软件模块；参数输入模块可以是键盘、触摸屏等数据输入设备；数据输出模块为数据输出接口，连接显示设备或物流数据系统。

其中，光幕模块是用来检测传送带上是否有包裹运输过来，同时测量出包裹的高度h。安装在传送带正上方的摄像头用来采集包裹的图像信息，包裹的图像信息经过图像分析单元后得到的图像分析数据，再结合其它辅助数据就可以用来计算包裹的体积。

摄像头在有包裹传送过来时，用于采集包裹的图像信息。

图像分析单元，用于分析处理摄像头拍摄的包裹图片。当图像分析单元接收到摄像头拍摄的图像信息后，对图像进行分析处理，先得到整张图片的像素宽度M，再提取包裹区域的像素，得到包裹区域像素面积S，再将这些提取出的信息发送给信息处理单元用于计算包裹体积。

信息处理模块，用于接收光幕模块的信号，给摄像头发送拍照指令，同时分析处理光幕模块测量出的包裹高度信息、图像分析单元提取的包裹区域像素信息和参数输入模块输入的相机内参数与相机到传送带表面的垂直高度，计算出包裹的体积，发送给数据输出模块。

参数输入模块，用于将相机的内参数和相机到包裹传送带表面的垂直高度数据输入到信息处理模块。具体有：相机畸变系数ɑ，相机宽度方向视角β，相机到传送带高度H。

数据输出模块，用于输出信息处理模块计算出的包裹体积数据。

包裹体积测量的具体参数见图4：

1、通过图像分析单元，计算出样本图片的像素宽度为M，以及分析计算出其中包裹区域的像素面积为S；

2、将图像的相机畸变系数ɑ乘以获取的包裹区域像素面积S，即可得到矫正后的包裹区域像素面积ɑS；

3、通过光幕模块获得包裹的高度为h，通过参数输入模块获得相机到传送带的高度为H，所以，相机镜头到包裹上表面的高度为：D＝H-h；

4、通过参数输入模块输入的相机视角β和相机到包裹上表面的高度D，计算出在包裹上表面所在平面处相机的拍摄宽度为：

5、计算在包裹上表面位置每个像素代表的实际宽度为：

6、最后计算出包裹的体积为：

本发明不需要其它人力，能够全自动化的测量出包裹的体积，准确高效。同时也不用对原有的传输系统进行大的改造，安装简单方便。

Claims (2)

1.基于视觉的包裹体积测量装置，其特征是，包括：设置在包裹传送带两侧的光幕模块和光幕后方传送带正上方的摄像头，所述光幕模块和摄像头连接到信息处理模块，所述信息处理模块还连接图像分析单元、参数输入模块以及数据输出模块，摄像头的视频输出端连接图像分析单元；

所述光幕模块在传送带截面上产生光幕，包裹穿过光幕时，光幕模块测量出包裹的高度h，再将高度信息传输到信息处理模块；信息处理模块接收到光幕模块的数据后，立刻给摄像头发送拍照信号，摄像头进行包裹图像信息的采集，再将所采集到的图像信息传输到图像分析单元；图像分析单元对采集的图像信息进行分析处理后，将样本图片的像素宽度M和包裹区域像素面积S传输到信息处理模块；

通过参数输入模块，将事先实验分析计算出的摄像头畸变系数α、摄像头宽度方向视角β和摄像头到传送带的垂直距离H传输到信息处理模块；信息处理模块对接收到的数据进行综合分析计算，得到包裹的体积V，再通过数据输出模块将包裹体积数据输出。

2.如权利要求1所述的基于视觉的包裹体积测量装置，其特征是，所述信息处理模块基于相机畸变系数ɑ对包裹图像进行矫正，矫正后的包裹区域像素面积为ɑ×S，相机镜头到包裹上表面的高度D＝H-h，计算出包裹的体积为 $V=\mathrm{aS}{\left(\frac{2D}{M}\tan \frac{\mathrm{\β}}{2}\right)}^2.$