一種測量物體最小包裝體積的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種測量物體最小包裝體積的方法和裝置，其中方法包括：預(yù)先在待測物體的長、寬和高方向分別設(shè)置參照物，并設(shè)置兩個正對待測物體、且攝像角度成直角的攝像頭；每個攝像頭獲取背景圖像和帶有背景的待測物體圖像，利用獲取的圖像計算所述待測物體長、寬和高，根據(jù)待測物體的長、寬和高計算待測物體的最小包裝體積；其中，采用圖像處理技術(shù)和物體成像原理獲取待測物體長、寬和高。本發(fā)明能夠降低測量物體最小包裝體積的成本。
【專利說明】一種測量物體最小包裝體積的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種測量物體最小包裝體積的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)的不斷升級，電子商務(wù)和物流行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，成為現(xiàn)在國內(nèi)服務(wù)產(chǎn)業(yè)的中流砥柱，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。電子商務(wù)依靠自營的配送體系或者第三方物流公司配送商品。電子商務(wù)企業(yè)和物流公司為了不斷提高自己的盈利能力，成本控制成為其中的一個重要手段，而如何在包裝商品方面節(jié)約成本又成為成本控制中的重要一環(huán)。
[0003]現(xiàn)有測量物體的體積通常采用光幕測量的方式。測量用的光幕是一種特殊的光電傳感器，光電傳感器是一種感應(yīng)其接收的光強(qiáng)度變化的電子器件，包含光學(xué)系統(tǒng)、放大器和開關(guān)量輸出裝置。所有光電傳感器都使用調(diào)制光以排除周圍光源可能的影響，工作時，光電傳感器發(fā)射光線，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過時，根據(jù)檢測模式的不同，物體或吸收光線或?qū)⒐饩€反射到光電傳感器的收光器，從而導(dǎo)致收光器接收的光線強(qiáng)度產(chǎn)生變化，其變化值觸發(fā)開關(guān)信號輸出，實現(xiàn)檢測功能。
[0004]測量用的光幕這種光電傳感器，與普通的對射式光電傳感器一樣，包含相互分離且相對放置的發(fā)射器和收光器兩部分，但其外形尺寸較大，為長管狀。測量光幕發(fā)射器產(chǎn)生的檢測光線并非如普通傳感器般只有一束，而是沿長度方向定間距生成光線陣列，形成一個“光幕”，以一種掃描的方式，配合控制器及其軟件，實現(xiàn)監(jiān)控和測量物體外形尺寸的功能。光幕測量的場景圖如圖1所示。
[0005]現(xiàn)有測量物體體積的方法的缺點(diǎn)主要是成本高，需要光幕、單片機(jī)等設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種測量物體最小包裝體積的方法，不需要使用光幕、單片機(jī)等設(shè)備，能夠降低成本。
[0007]本發(fā)明還提供了一種測量物體最小包裝體積的裝置，不需要使用光幕、單片機(jī)等設(shè)備，能夠降低成本。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0009]一種測量物體最小包裝體積的方法，包括:
[0010]預(yù)先在待測物體的長、寬和高方向分別設(shè)置參照物，并設(shè)置兩個正對待測物體、且攝像角度成直角的攝像頭；每個攝像頭獲取背景圖像和帶有背景的待測物體圖像，利用獲取的圖像計算所述待測物體長、寬和高，根據(jù)待測物體的長、寬和高計算待測物體的最小包裝體積；
[0011]其中，采用如下方式分別計算待測物體長、寬或高:
[0012]利用所述背景圖像和帶有背景的待測物體圖像，采用背景消除及邊緣檢測技術(shù)，得到待測物體圖像；對所述待測物體圖像進(jìn)行角點(diǎn)檢測，得到所述待測物體圖像的特征點(diǎn)信息；根據(jù)所述測物體圖像的特征點(diǎn)信息得到所述待測物體在一個方向的像素寬度；根據(jù)預(yù)先獲取的該方向參照物的實際長度、該方向參照物在整個圖片中的像素寬度，以及所述待測物體在該方向的像素寬度，得到所述待測物體在該方向的實際長度。
[0013]上述方法中，背景消除方式可以為:將所述帶有背景的待測物體圖像減去所述背景圖像。
[0014]邊緣檢測技術(shù)可以為:Canny邊緣檢測算子。
[0015]角點(diǎn)檢測方式可以為=Harris算法。
[0016]一種測量物體最小包裝體積的裝置，包括:
[0017]參照物，設(shè)置于待測物體的長、寬和高方向；
[0018]兩個攝像角度成直角的攝像頭，分別設(shè)置于正對待測物體的方向；每個攝像頭獲取背景圖像和帶有背景的待測物體圖像；
[0019]計算模塊，利用攝像頭獲取的圖像計算所述待測物體長、寬和高，根據(jù)待測物體的長、寬和高計算待測物體的最小包裝體積；其中，采用如下方式分別計算待測物體長、寬或高:利用所述背景圖像和帶有背景的待測物體圖像，采用背景消除及邊緣檢測技術(shù)，得到待測物體圖像；對所述待測物體圖像進(jìn)行角點(diǎn)檢測，得到所述待測物體圖像的特征點(diǎn)信息；根據(jù)所述測物體圖像的特征點(diǎn)信息得到所述待測物體在一個方向的像素寬度；根據(jù)預(yù)先獲取的該方向參照物的實際長度、該方向參照物在整個圖片中的像素寬度，以及所述待測物體在該方向的像素寬度，得到所述待測物體在該方向的實際長度。
[0020]上述裝置中，計算模塊采用的背景消除方式可以為:將所述帶有背景的待測物體圖像減去所述背景圖像。
[0021]計算模塊采用的邊緣檢測技術(shù)可以為=Canny邊緣檢測算子。
[0022]計算模塊采用的角點(diǎn)檢測方式可以為=Harris算法。
[0023]可見，本發(fā)明提出的測量物體最小包裝體積的方法和裝置，利用物體成像原理，通過采用圖像處理技術(shù)中的背景消除、邊緣檢測、角點(diǎn)檢測，得到物體所成圖像的特征點(diǎn)，通過這些特征點(diǎn)計算出物體最小包裝體積的長、寬、高，通過長*寬*高，計算得到物體的最小包裝體積。本方案不需要使用光幕、單片機(jī)等設(shè)備，能夠降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有的光幕測量實現(xiàn)場景示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明計算待測物體長、寬或高的方法流程圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實施例一的實現(xiàn)場景示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明實施例一中攝像頭獲取的背景圖像；
[0028]圖5為本發(fā)明實施例一中攝像頭獲取的帶有背景的待測物體圖像；
[0029]圖6為本發(fā)明實施例一中消除背景及邊緣檢測后得到的待測物體圖像；
[0030]圖7為本發(fā)明實施例一中角點(diǎn)檢測或得到的特征信息圖；
[0031]圖8為物體成像原理示意圖。
【具體實施方式】[0032]本發(fā)明提出一種測量物體最小包裝體積的方法，包括:
[0033]預(yù)先在待測物體的長、寬和高方向分別設(shè)置參照物，并設(shè)置兩個正對待測物體、且攝像角度成直角的攝像頭；每個攝像頭獲取背景圖像和帶有背景的待測物體圖像，利用獲取的圖像計算所述待測物體長、寬和高，根據(jù)待測物體的長、寬和高計算待測物體的最小包裝體積；
[0034]其中，本發(fā)明中計算待測物體長、寬或高的方式如圖2所示，包括:
[0035]步驟201:利用攝像頭獲取的背景圖像和帶有背景的待測物體圖像，采用背景消除及邊緣檢測技術(shù)，得到待測物體圖像；
[0036]步驟202:對待測物體圖像進(jìn)行角點(diǎn)檢測，得到待測物體圖像的特征點(diǎn)信息；
[0037]步驟203:根據(jù)測物體圖像的特征點(diǎn)信息得到待測物體在一個方向的像素寬度；
[0038]步驟204:根據(jù)預(yù)先獲取的該方向參照物的實際長度、該方向參照物在整個圖片中的像素寬度，以及待測物體在該方向的像素寬度，得到待測物體在該方向的實際長度。
[0039]上述方法中，背景消除方式可以為:將帶有背景的待測物體圖像減去背景圖像。
[0040]邊緣檢測技術(shù)可以采用Canny邊緣檢測算子等技術(shù)。
[0041]角點(diǎn)檢測方式可以采用Harris算法等技術(shù)。
[0042]以下結(jié)合附圖，舉具體的實施例詳細(xì)介紹本發(fā)明。
[0043]實施例一:
[0044]如圖3為本發(fā)明實施例一的實現(xiàn)場景示意圖。在圖3中，在測量臺的長、寬、高三個方向分別設(shè)置參照物；在測量臺的長、寬兩個方向分別設(shè)置攝像頭，每個攝像頭攝取圖像及計算待測物體長度的方式一樣，以下介紹針對一個攝像頭的處理方式。
[0045]以圖中攝像頭I為例，首先利用攝像頭I得到背景圖像(即不含有待測物體的圖像)，如圖4所示；然后將待測物體放置于測量臺，獲取帶有背景的待測物體圖像，如圖5所示。然后利用圖像處理技術(shù)中的背景消除技術(shù)，消除背景并且進(jìn)行邊緣檢測(邊緣檢測可以采用Canny算子)后，得到待測物體圖像，如圖6所示。背景消除技術(shù)可以采用圖像處理技術(shù)中的兩個圖片相減實現(xiàn)。
[0046]之后，對圖6進(jìn)行角點(diǎn)檢測(角點(diǎn)檢測可以采用Harris算法)，獲得待測物體圖像的特征點(diǎn)信息，如圖7所示。
[0047]得到特征點(diǎn)的信息后，再利用物體成像原理，處理得到的信息。物體成像原理示意圖，如圖8所示:
[0048]在計算物體的最大長度上，根據(jù)相似三角形等比例原則，應(yīng)該有
[0049]length/lengthPixel=lengthA/lengthPixelA,其中，IengthPixel 是待測物體長度在所成圖像中的像素寬度，IengthAUengthPixelA分別是場景圖中參照物的長度和其在所成圖像中的所占像素寬度，這里可以選擇整個測量臺的作為測量待測物體長和寬的參照物，調(diào)整攝像頭的位置，使得2個攝像頭剛好能分別拍到整個桌子的長度和寬度。場景圖中標(biāo)注的參照物為測量待測物體寬度時使用的參照物。那么在已知lengthPixel、IengthA,IengthPixelA的情況下,物體的最大長度就可以得到。
[0050]通過邊緣檢測以及角點(diǎn)檢測之后，能夠得到圖像的特征點(diǎn)信息。以計算物體的最大長度為例，在特征點(diǎn)中找到在長度方向上的兩個極值，將這兩個極值的坐標(biāo)相減，得到物體的最大長度在圖像中所占的像素寬度。測量臺的長度已知，測量臺的長度在所成的圖像的像素寬度即為整個圖片的像素寬度，然后通過成像原理的等比例原則計算出物體的實際最大長度。
[0051]物體的最大寬度和高度同樣通過這樣的方法得到。根據(jù)一個攝像頭拍攝的圖像可以計算得到待測物體兩個方向上的長度，例如，根據(jù)圖3中的攝像頭I獲取的圖像，可以計算得到待測物體的長和高；根據(jù)圖3中的攝像頭2獲取的圖像，可以計算得到待測物體的寬和聞。
[0052]在獲取了物體的最大實際長度、寬度和聞度后，長*寬*聞就可以得到物體的最小包裝體積。
[0053]本發(fā)明還提出一種測量物體最小包裝體積的裝置，包括:
[0054]參照物，設(shè)置于待測物體的長、寬和高方向；
[0055]兩個攝像角度成直角的攝像頭，分別設(shè)置于正對待測物體的方向；每個攝像頭獲取背景圖像和帶有背景的待測物體圖像；
[0056]計算模塊，利用攝像頭獲取的圖像計算所述待測物體長、寬和高，根據(jù)待測物體的長、寬和高計算待測物體的最小包裝體積；其中，采用如下方式分別計算待測物體長、寬或高:利用所述背景圖像和帶有背景的待測物體圖像，采用背景消除及邊緣檢測技術(shù)，得到待測物體圖像；對所述待測物體圖像進(jìn)行角點(diǎn)檢測，得到所述待測物體圖像的特征點(diǎn)信息；根據(jù)所述測物體圖像的特征點(diǎn)信息得到所述待測物體在一個方向的像素寬度；根據(jù)預(yù)先獲取的該方向參照物的實際長度、該方向參照物在整個圖片中的像素寬度，以及所述待測物體在該方向的像素寬度，得到所述待測物體在該方向的實際長度。
[0057]上述裝置中，計算模塊采用的背景消除方式可以為將帶有背景的待測物體圖像減去背景圖像；計算模塊采用的邊緣檢測技術(shù)可以為Canny邊緣檢測算子等算法；計算模塊采用的角點(diǎn)檢測方式為Harris算法等方式。
[0058]綜上可見，本發(fā)明提出的測量物體最小包裝體積的方向和裝置，利用物體成像原理，計算出物體最小包裝體積的長、寬、高，通過長*寬*高，計算得到物體的最小包裝體積。本方案不需要使用光幕、單片機(jī)等設(shè)備，能夠降低成本。
[0059]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種測量物體最小包裝體積的方法，其特征在于，所述方法包括: 預(yù)先在待測物體的長、寬和高方向分別設(shè)置參照物，并設(shè)置兩個正對待測物體、且攝像角度成直角的攝像頭；每個攝像頭獲取背景圖像和帶有背景的待測物體圖像，利用獲取的圖像計算所述待測物體長、寬和高，根據(jù)待測物體的長、寬和高計算待測物體的最小包裝體積； 其中，采用如下方式分別計算待測物體長、寬或高: 利用所述背景圖像和帶有背景的待測物體圖像，采用背景消除及邊緣檢測技術(shù)，得到待測物體圖像；對所述待測物體圖像進(jìn)行角點(diǎn)檢測，得到所述待測物體圖像的特征點(diǎn)信息；根據(jù)所述測物體圖像的特征點(diǎn)信息得到所述待測物體在一個方向的像素寬度；根據(jù)預(yù)先獲取的該方向參照物的實際長度、該方向參照物在整個圖片中的像素寬度，以及所述待測物體在該方向的像素寬度，得到所述待測物體在該方向的實際長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述背景消除方式為:將所述帶有背景的待測物體圖像減去所述背景圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述邊緣檢測技術(shù)為=Canny邊緣檢測算子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述角點(diǎn)檢測方式為=Harris算法。
5.一種測量物體最小包裝體積的裝置，其特征在于，所述裝置包括: 參照物，設(shè)置于待測物體的長、寬和高方向； 兩個攝像角度成直角的攝像頭，分別設(shè)置于正對待測物體的方向；每個攝像頭獲取背景圖像和帶有背景的待測物體圖像； 計算模塊，利用攝像頭獲取的圖像計算所述待測物體長、寬和高，根據(jù)待測物體的長、寬和高計算待測物體的最小包裝體積；其中，采用如下方式分別計算待測物體長、寬或高:利用所述背景圖像和帶有背景的待測物體圖像，采用背景消除及邊緣檢測技術(shù)，得到待測物體圖像；對所述待測物體圖像進(jìn)行角點(diǎn)檢測，得到所述待測物體圖像的特征點(diǎn)信息；根據(jù)所述測物體圖像的特征點(diǎn)信息得到所述待測物體在一個方向的像素寬度；根據(jù)預(yù)先獲取的該方向參照物的實際長度、該方向參照物在整個圖片中的像素寬度，以及所述待測物體在該方向的像素寬度，得到所述待測物體在該方向的實際長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述計算模塊采用的背景消除方式為:將所述帶有背景的待測物體圖像減去所述背景圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述計算模塊采用的邊緣檢測技術(shù)為:Canny邊緣檢測算子。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述計算模塊采用的角點(diǎn)檢測方式為:Harris 算法。
【文檔編號】G01B11/00GK103630074SQ201310628468
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】郭永強(qiáng) 申請人:北京京東尚科信息技術(shù)有限公司, 北京京東世紀(jì)貿(mào)易有限公司