CN109000563A - 基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪 - Google Patents

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Abstract

基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪，包括摄像头、置物台、显示屏和处理器，所述置物台包括两两垂直的三块长方形板状平面，三个板状平面至少有两个倾斜设置，三个板状平面相交处位于最低点，放置待测物体，所述两个板状平面对称设置，所述摄像头包括基于单目摄像头的第一摄像头模块和第二摄像头模块，分别朝向两个板状平面进行测量，所述第一摄像头模块和第二摄像头模块分别与处理器电连接，显示屏与处理器电连接。本发明结构简单，构思新颖，图像采集速度快，待测物体信息处理速度快，能够适应于快速处理大批量的快递，同时生产成本低，操作简单易行，适合推广。

Description

基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪
技术领域
本发明涉及测量设备领域，具体为基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪。
背景技术
随着互联网行业的发展，通过各大电商平台网上购物成为大众购物的主要渠道之一，这一趋势给物流行业的高效性与准确性提出了更高的要求。然而，现在绝大部分的快递接收网点仍然按照传统解决方案采取纯人工操作进行测量，工作人员拿着卷尺、直尺、秤等工具进行手动测量，这种方法误差较大、工作效率低、人工成本高，已经远远赶不上越来越快的快递物流吞吐速度。
为了改善现在的状况，解决处理速度慢的问题，有的网点采用了快速测量的设备，但是这些设备大多为专业设备，采用了价格昂贵的精密传感器，不具有通用性；这些仪器还要求操作人员将待测物体放置到某一特定位置不能偏离，对操作人员有较高的要求，也降低了测量效率，同样不能满足大多数快递物流处理网点的需求。因此，领域内需要一种性价比高，处理速度快，具有高效性、全自动性、可扩展性的快递包裹测量设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种智能三维立体测量仪。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪，包括摄像头、置物台、显示屏和处理器，所述置物台包括两两垂直的三块长方形板状平面，三个板状平面至少有两个倾斜设置，三个板状平面相交处位于最低点，放置待测物体，所述两个板状平面对称设置，所述摄像头包括基于单目摄像头的第一摄像头模块和第二摄像头模块，其中，任意两个板状平面相交于一条棱，三条棱相交于一点，所述第一摄像头模块沿着该棱设置在该条棱远离于三条棱相交点的延长线上，朝向三条棱的相交点，所述第二摄像头模块沿着另一条棱设置在该条棱朝向三条棱相交点的延长线上，朝向三条棱的相交点；所述第一摄像头模块和第二摄像头模块分别与处理器电连接，显示屏与处理器电连接。
在本发明中，所述置物台的板状平面采用透明材料。
在本发明中，所述摄像头采用线性无畸变摄像头模块FHD 1080P USB Camera，水平70度视角，其中，第一摄像头模块位于待测物体顶部，用于采集俯视图以获得物体长、宽，第二摄像头模块位于待测物体的侧部，用于采集侧视图以获得物体的高度信息。
在本发明中，所述显示屏采用EVK1100上的4*20显示屏，采用人机交互界面，所述人机交互界面上分别设置待测物体的侧视图和俯视图影像，以及操作按钮。
在本发明中，所述处理器采用NanoPi 2 Fire开发板，利用这种低功耗ARM主控板，进行图像处理以及体积计算。
在本发明中，所述置物台通过设置在其下方的支架稳定支撑。
与现有技术相比，本发明结构简单，构思新颖，通过特定的置物台结构让待测物体自然对正，然后两个方向的摄像头模块同时采集图像，依次进行分析和计算，通过简单的逻辑分析和线性计算，即可快速得出待测物体的长度、宽度、高度和体积信息，图像采集速度快，待测物体信息处理速度快，使得整个过程速度快、效率高，能够适应于快速处理大批量的快递，同时生产成本低，操作简单易行，适合推广。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图；
图2 为本发明另一实施例的结构示意图；
图3 为本发明的电子系统框架图；
图4 为本发明的显示屏人机交互界面示意图；
图5 为本发明的工作过程流程图。
图中：第一摄像头模块1、第二摄像头模块2、置物台3、支架4、显示屏5、处理器6。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
参见图1-5所示的基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪，包括摄像头、置物台3、显示屏5和处理器6，所述置物台3包括两两垂直的三块长方形板状平面，在图1的实施例一中，三个板状平面均倾斜设置，以三个板状平面相交点所在的垂线为中心线，呈中心对称分布，三个板状平面相交处放置待测物体，相邻两个板状平面相交于一条棱，三条棱相交于一点，所述摄像头包括基于单目摄像头的第一摄像头模块1和第二摄像头模块2，第一摄像头模块1设置在沿着任一条棱向斜上方的延长线上，朝向为沿着该棱斜向下方向，第二摄像头模块2设置在沿着另外两条棱之一向斜下方的延长线上，朝向为沿着该冷斜向上方向；在图2的实施例二中，三个板状平面有一个垂直设置，另外两个于水平面45°设置，相交于一条水平方向的棱，该棱位于两个相交面的下方，所述摄像头包括基于单目摄像头的第一摄像头模块1和第二摄像头模块2，第一摄像头模块1设置在其中一个斜向布置的板状平面顶端，靠近竖直的板状平面，朝向水平方向的棱，第二摄像头模块2设置在竖直的板状平面上，朝向为水平方向。
基于上述两种基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪的实施例，所述第一摄像头模块1和第二摄像头模块2分别与处理器6电连接，显示屏5与处理器6电连接，第一摄像头模块1和第二摄像头模块2均采用线性无畸变摄像头模块FHD 1080P USB Camera，水平70度视角，其中，第一摄像头模1块位于待测物体顶部，用于采集俯视图以获得物体长、宽，第二摄像头模块2位于待测物体的侧部，用于采集侧视图以获得物体的高度信息。
在本发明中，所述显示屏5采用EVK1100上的4*20显示屏，采用人机交互界面，所述人机交互界面上分别设置待测物体的侧视图和俯视图影像，以及操作按钮，其中，在人机交互界面的左上角为第二摄像头模块2采集的侧视图，左下角为第一摄像头模块1采集的俯视图，右侧的“start”按钮为摄像头开始采集工作，“save”按钮为摄像头捕获该时刻的影像图片，“阈值1”为侧视图边缘提取算法阈值参数，“阈值2”为俯视图边缘提取算法阈值参数，右下角显示经过计算得出的待测物体高度、长度、宽度及体积信息。
在本发明中，所述处理器6采用NanoPi 2 Fire开发板，利用这种低功耗ARM主控板，进行图像处理以及体积计算，所述置物台3的板状平面采用透明材料，通过设置在其下方的支架4稳定支撑。
基于上述结构的基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪，其工作过程流程包括以下步骤：①将待测物体放置待置物台上后，待测物体滑动到最低点，第一摄像头模块和第二摄像头模块分别采集图像；②对第二摄像头模块采集的待测物体的侧视图进行图像预处理、边缘提取、直线聚类等工作，由于摄像头与待测物体间距离固定，可通过事先计算的比例尺进行简单的线性换算获得物体的高度信息；③对第一摄像头模块采集的待测物体的俯视图进行图像预处理、边缘提取、直线聚类等工作，第一摄像头模块到置物台的距离减去物体高度即为第一摄像头模块与物体之间的距离，通过实验获得的距离与比例模型活的当前距离下像素长度与实际距离的比例尺，通过简单的线性换算获得检测线段的实际长度，通过线段的角度筛选出待测物体的长度和宽度信息；④处理器计算得到待测物体的体积，在人机交互界面中显示；⑤当所得体积明显异于实际体积时，操作人员调整程序返回至步骤①，调整算法中的边缘提取算法阈值参数，重新进行之后的步骤，当没有明显异常时，单次测量结束。
综上，结合基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪和工作流程，可以发现，本发明结构简单，构思新颖，图像采集速度快，待测物体信息处理速度快，使得整个过程速度快、效率高，能够适应于快速处理大批量的快递，同时生产成本低，操作简单易行，适合推广。

Claims (6)

1.基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪，其特征在于，包括摄像头、置物台、显示屏和处理器，所述置物台包括两两垂直的三块长方形板状平面，三个板状平面至少有两个倾斜设置，三个板状平面相交处位于最低点，放置待测物体，所述两个板状平面对称设置，所述摄像头包括基于单目摄像头的第一摄像头模块和第二摄像头模块，其中，任意两个板状平面相交于一条棱，三条棱相交于一点，所述第一摄像头模块沿着该棱设置在该条棱远离于三条棱相交点的延长线上，朝向三条棱的相交点，所述第二摄像头模块沿着另一条棱设置在该条棱朝向三条棱相交点的延长线上，朝向三条棱的相交点；所述第一摄像头模块和第二摄像头模块分别与处理器电连接，显示屏与处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪，其特征在于，所述置物台的板状平面采用透明材料。
3.根据权利要求1所述的基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪，其特征在于，所述摄像头采用线性无畸变摄像头模块FHD 1080P USB Camera，水平70度视角，其中，第一摄像头模块位于待测物体顶部，用于采集俯视图以获得物体长、宽，第二摄像头模块位于待测物体的侧部，用于采集侧视图以获得物体的高度信息。
4.根据权利要求1所述的基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪，其特征在于，所述显示屏采用EVK1100上的4*20显示屏，采用人机交互界面，所述人机交互界面上分别设置待测物体的侧视图和俯视图影像，以及操作按钮。
5.根据权利要求1所述的基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪，其特征在于，所述处理器采用NanoPi 2 Fire开发板，进行图像处理以及体积计算。
6.根据权利要求1所述的基于单目摄像头组合的智能三维立体测量仪，其特征在于，所述置物台通过设置在其下方的支架稳定支撑。
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