CN109060086A - 一种预估危险废物重量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预估危险废物重量的方法，包括：安装工业摄像机；建立空间三维模型，方法；空间计算：当危废仓库内的危险废物量发生改变时，相对应的空间三维模型内的数据也会发生相应变化，通过数据分析，计算出发生改变的危险废物的体积。预估重量：通过密度计获取危险废物的密度数据和测量出来的空间结果，预估出危险废物的重量。

Description

一种预估危险废物重量的方法

技术领域

本发明基于机器视觉系统，涉及数字图像处理技术，尤其是针对危废仓库危险废物重量的预估方法。

背景技术

随着我国不断加快的城市化进程，生态环境破坏愈加严重。重视高GDP的城市建设方式已是过去式，政府工作的重心已转移到如何做好环境保护工作。在环保趋严和督察常态化的背景下，全面推进危废仓库智能化建设迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是针对危废仓库内一些不方便量化的危险废物，提供一种能够快速准确预估危废重量的方法。本发明的技术方案如下：

一种预估危废重量的方法，包括下列步骤：

(1)安装工业摄像机：在危废仓库内部的不同方位，安装工业摄像机，全面监控仓库内部。

(2)建立空间三维模型，方法如下：

第一步，利用各个工业摄像机获取危废仓库内部的二维图片，将工业摄像机拍照的二维图片保存为bmp格式的单色位图，得到由黑白两种颜色组成的二值图；

第二步，保证工业摄像机的相对位置不发生变化，然后采用解析法对工业摄像机进行数字标定，方法如下：在工业摄像机的共同视野内，画若干个圆，同时用多个工业摄像机拍照，分别得到这些圆在各自摄像机芯片上的像，以圆心为特征点，利用小孔成像原理，得出每个圆心在工业摄像机芯片上的像点，根据圆心的像坐标及各圆心之间的距离，得到各圆心在相机坐标系中的坐标，利用各圆心分别在多个相机坐标系中的坐标，由空间直角坐标系的转换方法计算得到每个相机坐标系间的转换参数，由此转换参数得到每个相机之间的相对位置；

第三步，立体匹配，寻找不同观察角度下的同一空间物体中的同一点在不同图像中的对应关系，根据对应点的偏差得到视差图，而视差即为同一空间点在不同投影图像上的投影点之间的几何距离，根据空间物体的特征点、相位信息进行立体匹配；

第四步，在第三步基础上，进行三维模型建设：由立体匹配得到视差图之后，便可以得到物体的深度信息，从而恢复场景的三维信息，建立空间三维模型。

(3)空间计算：当危废仓库内的危险废物量发生改变时，相对应的空间三维模型内的数据也会发生相应变化，通过数据分析，计算出发生改变的危险废物的体积。

(4)预估重量：通过密度计获取危险废物的密度数据和测量出来的空间结果，预估出危险废物的重量。

本发明在危废仓库内部安装工业摄像头，对危废仓库内的危险废物建立三维模型。当危险废物的体积发生变化时，通过三维模型和软件技术预估危险废物的改变量，具有非接触性和测量准确的优点。

具体实施方式

下面针对本发明及应用场景进行说明。

(1)安装工业摄像机。先把危废仓库里面清理干净，在仓库内各方位安装工业摄像机，拍照视野能够覆盖整个仓库内部，同时保证拍照图像清晰、无干扰。

(2)建立空间三维模型：第一步，安装完工业摄像机后，固定好工业摄像机位置和角度，打开工业摄像机对危废仓库进行拍照，获取危废仓库内部的二维图片，将工业摄像机拍照的二维图片保存为bmp格式的单色位图，得到由黑白两种颜色组成的二值图。二值图是图像中的每个像素点都用0和1表示，0表示该像素点为黑色，1表示该像素点为白色。这样工业摄像机拍照的图像就转换成一个用0和1表示的矩阵。第二步，在第一步的基础上，保证工业摄像机的相对位置不发生变化，然后对工业摄像机进行数字标定。工业摄像机标定是三维模型构建中最基本且最关键的一步，它包括确定摄像机的几何和光学参数(即为工业摄像机内部参数)和工业摄像机相对于世界坐标的位置(即为工业摄像机外部参数)。本专利采用解析法对相机进行标定，即用足够多的点的世界坐标和相应的图像坐标，通过解析公式来确定工业摄像机的内部参数、外部参数以及畸变参数，然后根据得到的内外参数及畸变系数，再将图像中的点通过集合关系得到空间点的世界坐标。具体方法：在工业摄像机的共同视野内，画若干个圆，同时用多个工业摄像机拍照，分别得到这些圆在各自摄像机芯片上的像。以圆心为特征点，利用小孔成像原理，得出每个圆心在工业摄像机芯片上的像点。根据圆心的像坐标及各圆心之间的距离，得到各圆心在相机坐标系中的坐标。利用各圆心分别在多个相机坐标系中的坐标，由空间直角坐标系的转换方法计算得到每个相机坐标系间的转换参数，由此转换参数得到每个相机之间的相对位置。第三步，立体匹配，寻找不同观察角度下的同一空间物体中的同一点在不同图像中的对应关系，根据对应点的偏差得到视差图，而视差即为同一空间点在不同投影图像上的投影点之间的几何距离。根据物体的特征点、相位信息进行立体匹配。第四步，在第三步基础上，进行三维模型建设。由立体匹配得到视差图之后，便可以得到物体的深度信息，从而恢复场景的三维信息，建立空间三维模型。

(3)空间计算：当危险废物放进危废仓库后，每个工业摄像机再次对仓库进行拍照，获取最新的危废仓库的二维图像信息，再次进行消除杂点数据、补充遗留数据、平滑噪音数据等分析，计算出三维体积后，与最近一次的数据做减法运算，进而计算出危险废物的变化量。

(4)预估重量：危险废物运输前，用密度计测出危险废物的密度。通过(1)(2)(3)(4)步骤计算出危险废物的体积变化量与密度计测量出来的危险废物密度，两个相乘计算出危险废物的重量。

Claims (1)

1.一种预估危险废物重量的方法，包括下列步骤：

(1)安装工业摄像机：在危废仓库内部的不同方位，安装工业摄像机，全面监控仓库内部；

(2)建立空间三维模型。方法如下：

第一步，利用各个工业摄像机获取危废仓库内部的二维图片，将工业摄像机拍照的二维图片保存为bmp格式的单色位图，得到由黑白两种颜色组成的二值图；

第二步，保证工业摄像机的相对位置不发生变化，然后采用解析法对工业摄像机进行数字标定，方法如下：在工业摄像机的共同视野内，画若干个圆，同时用多个工业摄像机拍照，分别得到这些圆在各自摄像机芯片上的像，以圆心为特征点，利用小孔成像原理，得出每个圆心在工业摄像机芯片上的像点，根据圆心的像坐标及各圆心之间的距离，得到各圆心在相机坐标系中的坐标，利用各圆心分别在多个相机坐标系中的坐标，由空间直角坐标系的转换方法计算得到每个相机坐标系间的转换参数，由此转换参数得到每个相机之间的相对位置；

第三步，立体匹配，寻找不同观察角度下的同一空间物体中的同一点在不同图像中的对应关系，根据对应点的偏差得到视差图，而视差即为同一空间点在不同投影图像上的投影点之间的几何距离，根据空间物体的特征点、相位信息进行立体匹配；

第四步，在第三步基础上，进行三维模型建设：由立体匹配得到视差图之后，便可以得到物体的深度信息，从而恢复场景的三维信息，建立空间三维模型；

(3)空间计算：当危废仓库内的危险废物量发生改变时，相对应的空间三维模型内的数据也会发生相应变化，通过数据分析，计算出发生改变的危险废物的体积；

(4)预估重量：通过密度计获取危险废物的密度数据和测量出来的空间结果，预估出危险废物的重量。