一种物体体积的确定方法、装置、电子设备及存储介质与流程

文档序号:28546012发布日期:2022-01-19 15:04阅读:70来源:国知局
一种物体体积的确定方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及体积测量技术领域,尤其是涉及一种物体体积的确定方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术:

2.近年来,随着经济全球化的快速发展,大量的物资需要在区域之间频繁流动,尤其是伴随着信息技术革命而产生的电子商务的兴起,使得物流行业获得急剧飞速发展。
3.目前,以物流货物为代表性的物体体积测量在工厂、仓库等中的场景越来越多。为了实现快速的对物体进行分拣、装配,以及精准配送,就需要对物体体积进行测量并记录。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本技术的目的在于提供一种物体体积的确定方法、装置、电子设备及存储介质,通过包含待检测物的连续两帧点云数据,确定待检测物的两次测量体积,从而再基于两次测量体积确定待检测物的最终体积,这样可以有效的提高物体体积测量的精度。
5.本技术实施例提供了一种物体体积的确定方法,所述确定方法包括:
6.获取待检测物的连续两帧原始点云数据;所述原始点云数据为世界坐标系下的点云数据;
7.分别对每帧原始点云数据进行清洗处理,得到所述待检测物的第一帧目标点云数据和第二帧目标点云数据;所述第一帧目标点云数据对应的采样时间早于所述第二帧目标点云数据对应的采样时间;
8.基于所述第一帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第一总体积,基于所述第二帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第二总体积;
9.分别将两帧目标点云数据中包括的采样点投影至预先确定出的投影平面中,确定出包括第一投影点的第一投影点区域和包括第二投影点的第二投影点区域;所述第一投影点区域与所述第二投影点区域尺寸相同;
10.使用所述第一投影点区域中包括的第一投影点和所述第二投影点区域中包括的第二投影点进行一致性比对,得到一致性比对结果;
11.根据所述一致性比对结果,使用所述第一总体积对所述第二总体积进行体积更新,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
12.可选的,在将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积之前,所述确定方法还包括:
13.获取所述第一帧目标点云数据对应的第一损失值和所述第二帧目标点云数据对应的第二损失值;
14.确定所述第二损失值是否大于所述第一损失值;
15.当为是时,将所述第一总体积确定为所述待检测物的最终体积;
16.当为否时,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
17.可选的,在获取待检测物的连续两帧原始点云数据之前,所述确定方法还包括:
18.获取点云采集设备的倾斜姿态数据和所述点云采集设备采集的待检测物的连续两帧初始点云数据;所述初始点云数据为相机坐标系下的点云数据;
19.根据所述倾斜姿态数据,分别对每帧初始点云数据进行坐标变换处理,得到待检测物的连续两帧原始点云数据。
20.可选的,所述分别对每帧原始点云数据进行清洗处理,得到待检测物的第一帧目标点云数据和第二帧目标点云数据,包括:
21.针对于每帧原始点云数据,根据该帧原始点云数据中包括的采样点的坐标,确定包括所有采样点的最小体积的采样空间;
22.将所述采样空间分割成第一预设数量尺寸相同的子采样空间;
23.统计每个子采样空间中包括采样点的数量;
24.将包括采样点的数量小于预设阈值的子采样空间中的所有采样点删除;
25.将进行删除操作后的该帧原始点云数据确定为待检测物的该帧目标点云数据。
26.可选的,所述基于所述第一帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第一总体积,基于所述第二帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第二总体积,包括:
27.基于所述第一帧目标点云数据和所述第二帧目标点云数据,确定包括所述第一帧目标点云数据中所有采样点的第一点云空间和包括所述第二帧目标点云数据中所有采样点的第二点云空间;所述第一点云空间和第二点云空间为具有相同尺寸的立方体;
28.针对于所述第一点云空间和所述第二点云空间中的任一点云空间,将该点云空间分割成第二预设数量尺寸相同的子点云空间;
29.针对于任一子点云空间,基于该子点云空间中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的子体积;
30.将确定出属于同一点云空间下的所有子体积相加,将相加后的体积确定为所述待检测物的总体积;所述总体积为第一总体积或第二总体积。
31.可选的,所述使用所述第一投影点区域中包括的第一投影点和所述第二投影点区域中包括的第二投影点进行一致性比对,得到一致性比对结果,包括:
32.针对于所述第一投影点区域和所述第二投影点区域中的任一投影点区域,将该投影点区域分割成第二预设数量尺寸相同的子投影点区域;
33.将所述第一投影点区域和所述第二投影点区域中相同位置处的子投影点区域中的投影点进行一致性比对,得到多个一致性比对结果。
34.可选的,所述根据所述一致性比对结果,使用所述第一总体积对所述第二总体积进行体积更新,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积,包括:
35.当任一一致性比对结果指示两子投影点区域包括的投影点一致时,确定所述第一投影点区域中的该子投影点区域对应的所述第一总体积中的子体积和确定所述第二投影点区域中的该子投影点区域对应的所述第二总体积中的子体积;
36.使用所述第一总体积中的子体积更新对应的所述第二总体积中的子体积,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
37.可选的,在确定出所述待检测物的最终体积之后,所述确定方法还包括:
38.获取多个待检测物叠加后的轮廓的点云数据;
39.按照预定切割间隔,自下而上切割所述点云数据,得到多组水平点云切片;
40.针对于每一水平点云切片,将该水平点云切片包括的点垂直投影至该水平点云切片的下表面,确定出多个投影点;
41.基于多个投影点,通过旋转圆规法计算最小内接三角形的面积,并将所述三角形的面积确定为该水平点云切片的底面积;
42.基于每个水平点云切片的底面积和预定切割间隔,确定每个水平点云切片的体积;
43.将所有水平点云切片的体积相加,将相加后确定出的总体积确定为所述多个待检测物叠加后的体积。
44.本技术实施例还提供了一种物体体积的确定装置,所述确定装置包括:
45.获取模块,用于获取待检测物的连续两帧原始点云数据;所述原始点云数据为世界坐标系下的点云数据;
46.清洗模块,用于分别对每帧原始点云数据进行清洗处理,得到所述待检测物的第一帧目标点云数据和第二帧目标点云数据;所述第一帧目标点云数据对应的采样时间早于所述第二帧目标点云数据对应的采样时间;
47.第一体积确定模块,用于基于所述第一帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第一总体积,基于所述第二帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第二总体积;
48.投影点区域确定模块,用于分别将两帧目标点云数据中包括的采样点投影至预先确定出的投影平面中,确定出包括第一投影点的第一投影点区域和包括第二投影点的第二投影点区域;所述第一投影点区域与所述第二投影点区域尺寸相同;
49.一致性比对模块,用于使用所述第一投影点区域中包括的第一投影点和所述第二投影点区域中包括的第二投影点进行一致性比对,得到一致性比对结果;
50.更新模块,用于根据所述一致性比对结果,使用所述第一总体积对所述第二总体积进行体积更新,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
51.可选的,所述确定装置还包括损失值确定模块,所述损失值确定模块用于:
52.获取所述第一帧目标点云数据对应的第一损失值和所述第二帧目标点云数据对应的第二损失值;
53.确定所述第二损失值是否大于所述第一损失值;
54.当为是时,将所述第一总体积确定为所述待检测物的最终体积;
55.当为否时,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
56.可选的,所述确定装置还包括坐标变换模块,所述坐标变换模块用于:
57.获取点云采集设备的倾斜姿态数据和所述点云采集设备采集的待检测物的连续两帧初始点云数据;所述初始点云数据为相机坐标系下的点云数据;
58.根据所述倾斜姿态数据,分别对每帧初始点云数据进行坐标变换处理,得到待检测物的连续两帧原始点云数据。
59.可选的,所述清洗模块在用于分别对每帧原始点云数据进行清洗处理,得到待检
测物的第一帧目标点云数据和第二帧目标点云数据时,所述清洗模块用于:
60.针对于每帧原始点云数据,根据该帧原始点云数据中包括的采样点的坐标,确定包括所有采样点的最小体积的采样空间;
61.将所述采样空间分割成第一预设数量尺寸相同的子采样空间;
62.统计每个子采样空间中包括采样点的数量;
63.将包括采样点的数量小于预设阈值的子采样空间中的所有采样点删除;
64.将进行删除操作后的该帧原始点云数据确定为待检测物的该帧目标点云数据。
65.可选的,所述第一体积确定模块在用于基于所述第一帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第一总体积,基于所述第二帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第二总体积时,所述第一体积确定模块用于:
66.基于所述第一帧目标点云数据和所述第二帧目标点云数据,确定包括所述第一帧目标点云数据中所有采样点的第一点云空间和包括所述第二帧目标点云数据中所有采样点的第二点云空间;所述第一点云空间和第二点云空间为具有相同尺寸的立方体;
67.针对于所述第一点云空间和所述第二点云空间中的任一点云空间,将该点云空间分割成第二预设数量尺寸相同的子点云空间;
68.针对于任一子点云空间,基于该子点云空间中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的子体积;
69.将确定出属于同一点云空间下的所有子体积相加,将相加后的体积确定为所述待检测物的总体积;所述总体积为第一总体积或第二总体积。
70.可选的,所述一致性比对模块在用于使用所述第一投影点区域中包括的第一投影点和所述第二投影点区域中包括的第二投影点进行一致性比对,得到一致性比对结果时,所述一致性比对模块用于:
71.针对于所述第一投影点区域和所述第二投影点区域中的任一投影点区域,将该投影点区域分割成第二预设数量尺寸相同的子投影点区域;
72.将所述第一投影点区域和所述第二投影点区域中相同位置处的子投影点区域中的投影点进行一致性比对,得到多个一致性比对结果。
73.可选的,所述更新模块在用于根据所述一致性比对结果,使用所述第一总体积对所述第二总体积进行体积更新,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积时,所述更新模块用于:
74.当任一一致性比对结果指示两子投影点区域包括的投影点一致时,确定所述第一投影点区域中的该子投影点区域对应的所述第一总体积中的子体积和确定所述第二投影点区域中的该子投影点区域对应的所述第二总体积中的子体积;
75.使用所述第一总体积中的子体积更新对应的所述第二总体积中的子体积,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
76.可选的,所述确定装置还包括第二体积确定模块,所述第二体积确定模块用于:
77.获取多个待检测物叠加后的轮廓的点云数据;
78.按照预定切割间隔,自下而上切割所述点云数据,得到多组水平点云切片;
79.针对于每一水平点云切片,将该水平点云切片包括的点垂直投影至该水平点云切片的下表面,确定出多个投影点;
80.基于多个投影点,通过旋转圆规法计算最小内接三角形的面积,并将所述三角形的面积确定为该水平点云切片的底面积;
81.基于每个水平点云切片的底面积和预定切割间隔,确定每个水平点云切片的体积;
82.将所有水平点云切片的体积相加,将相加后确定出的总体积确定为所述多个待检测物叠加后的体积。
83.本技术实施例还提供一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的确定方法的步骤。
84.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如上述的确定方法的步骤。
85.这样,本技术首先通过分别对连续两帧初始点云数据进行坐标转换,得到世界坐标系下的原始点云数据;然后通过清洗处理处理,确定待检测物的目标点云数据;再然后,根据待检测物的连续两帧目标点云数据,确定两次待检测物的体积;最后,利用连续帧的数据遗传特性,基于时间序列使用第一体积对第二体积进行更新,得到待检测物体的真实体积,从而可以有效的提高计算待检测物体积的精度。
86.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
87.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
88.图1为本技术实施例所提供的一种物体体积的确定方法的流程图;
89.图2为采样空间的分割示意图;
90.图3为点云空间的分割示意图;
91.图4为本技术实施例中的投影点区域示意图;
92.图5为本技术实施例所提供的一种物体体积的确定装置的结构示意图之一;
93.图6为本技术实施例所提供的一种物体体积的确定装置的结构示意图之二;
94.图7为本技术实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
95.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每
个其他实施例,都属于本技术保护的范围。
96.近年来,随着经济全球化的快速发展,大量的物资需要在区域之间频繁流动,尤其是伴随着信息技术革命而产生的电子商务的兴起,使得物流行业获得急剧飞速发展。
97.目前,以物流货物为代表性的物体体积测量在工厂、仓库等中的场景越来越多。为了实现快速的对物体进行分拣、装配,以及精准配送,就需要对物体体积进行测量并记录。
98.基于此,本技术实施例提供了一种物体体积的确定方法,通过包含待检测物的连续两帧点云数据,确定待检测物的两次测量体积,从而再基于两次测量体积确定待检测物的最终体积,这样可以有效的提高物体体积测量的精度。
99.请参阅图1,图1为本技术实施例所提供的一种物体体积的确定方法的流程图。如图1中所示,本技术实施例提供的一种物体体积的确定方法,包括:
100.s101、获取待检测物的连续两帧原始点云数据;所述原始点云数据为世界坐标系下的点云数据。
101.可选的,在获取待检测物的连续两帧原始点云数据之前,所述确定方法还包括:获取点云采集设备的倾斜姿态数据和所述点云采集设备采集的待检测物的连续两帧初始点云数据;所述初始点云数据为相机坐标系下的点云数据;根据所述倾斜姿态数据,分别对每帧初始点云数据进行坐标变换处理,得到待检测物的连续两帧原始点云数据。
102.该步骤中,首先,获取点云采集设备偏离预设参考平面的倾斜姿态数据,所述倾斜姿态数据包括:点云采集设备的尺寸值、点云采集设备对应的相机坐标系的坐标轴与预设参考平面的夹角等数据;然后,再根据倾斜姿态数据和坐标轴转换公式,对每帧初始点云数据进行坐标变换处理,从而得到连续两帧世界坐标系下的原始点云数据。
103.这里,可通过以下公式,对初始点云数据中的每个采样点的坐标值进行坐标变换:
[0104][0105]
再经过绕y轴旋转θ:
[0106][0107]
再经过绕x轴旋转β:
[0108][0109]
其中,x、y、z为相机坐标系下的初始点云数据中采样点的初始坐标值,h为点云采集设备的高度值,θ为点云采集设备与地面水平面的夹角,β为点云采集设备与地面垂直面的夹角,x


、y


、z


为完成坐标转换后世界坐标系下的原始点云数据中采样点的原始坐标值。
[0110]
s102、分别对每帧原始点云数据进行清洗处理,得到所述待检测物的第一帧目标点云数据和第二帧目标点云数据;所述第一帧目标点云数据对应的采样时间早于所述第二
帧目标点云数据对应的采样时间。
[0111]
可选的,所述对分别每帧原始点云数据进行清洗处理,得到待检测物的第一帧目标点云数据和第二帧目标点云数据,包括:针对于每帧原始点云数据,根据该帧原始点云数据中包括的采样点的坐标,确定包括所有采样点的最小体积的采样空间;将所述采样空间分割成第一预设数量尺寸相同的子采样空间;统计每个子采样空间中包括采样点的数量;将包括采样点的数量小于预设阈值的子采样空间中的所有采样点删除;将进行删除操作后的该帧原始点云数据确定为待检测物的该帧目标点云数据。
[0112]
原始点云数据中虽然包括待检测物的真实点云数据(即目标点云数据),但是也存在一些干扰信息(干扰采样点),因此为了更精确的计算待检测物的体积,需要对每帧原始点云数据中的干扰采样点进行清洗处理,确定待检测物的目标点云数据,具体筛选过程包括:
[0113]
首先,针对于每帧原始点云数据,根据该帧原始点云数据中包括的采样点的坐标值,确定包括该帧原始点云数据中所有采样点的最小体积的采样空间。确定出的采样空间可以为立方体,每帧原始点云数据可以确定一个采样空间。
[0114]
其次,针对于每帧原始点云数据对应的采样空间,将该采样空间分割成预设数量尺寸相同的子采样空间。这里,预设数量可以根据确定出的采样空间的体积大小进行适应性选择设定,也可以由专家进行事先指定。
[0115]
示例的,请参阅图2,图2为采样空间的分割示意图。如图2中所示,将采样空间分割成160个尺寸相同的子采样空间。需要说明的是,实际情况下,可以分割成更多数量个子采样空间。
[0116]
再其次,确定每个子采样空间中包括的采样点的数量,将包括采样点的数量小于预设阈值的子采样空间中的所有采样点删除。这里,认为采样点数量不达标的子采样空间中的采样点均为待检测物的干扰采样点,需要进行清洗处理。
[0117]
最后,针对于每帧原始点云数据,将进行删除操作后的该帧原始点云数据确定为待检测物的该帧目标点云数据。这样,将进行删除操作后的第一帧原始点云数据确定为待检测物的第一帧目标点云数据,将进行删除操作后的第二帧原始点云数据确定为待检测物的第二帧目标点云数据。
[0118]
此外需要说明的是,采集第一帧原始点云数据的采集时间早于采集第二帧原始点云数据的采集时间,这样使得所述第一帧目标点云数据对应的采样时间早于所述第二帧目标点云数据对应的采样时间。这里,采集第一帧原始点云数据和采集第二帧原始点云数据时的点云采集设备相同、且位置固定不变,不同的是,待检测物距离点云采集设备的距离和位置发生改变,从而获得两帧原始点云数据。
[0119]
s103、基于所述第一帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第一总体积,基于所述第二帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第二总体积。
[0120]
可选的,所述基于所述第一帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第一总体积,基于所述第二帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第二总体积,包括:基于所述第一帧目标点云数据和所述第二帧目标点云数据,确定包括所述第一帧目标点云数据中所有采样点的第一点云空间和包括所述第二帧目标点
云数据中所有采样点的第二点云空间;所述第一点云空间和第二点云空间为具有相同尺寸的立方体;针对于所述第一点云空间和所述第二点云空间中的任一点云空间,将该点云空间分割成第二预设数量尺寸相同的子点云空间;针对于任一子点云空间,基于该子点云空间中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的子体积;将确定出属于同一点云空间下的所有子体积相加,将相加后的体积确定为所述待检测物的总体积;所述总体积为第一总体积或第二总体积。
[0121]
该步骤中,确定出待检测物的连续两帧目标点云数据后,通过一帧目标点云数据可以测量一次待检测物的总体积,这样就可以测量得到待检测物的两次总体积,分别记为待检测物的第一总体积和第二总体积。这里,基于目标点云数据确定待检测物的总体积的具体实施步骤包括以下内容:
[0122]
首先,针对于每帧目标点云数据,确定包含该帧目标点云数据中所有采样点的最小体积的候选点云空间,这样可以确定出两个候选点云空间,当确定出的两个候选点云空间体积不相同时,选取其中体积最大的候选点云空间作为目标点云空间。这样,基于第一帧目标点云数据,确定包括第一帧目标点云数据中所有采样点的第一点云空间,基于第二帧目标点云数据,确定包括第二帧目标点云数据中所有采样点的第二点云空间;这里,所述第一点云空间和第二点云空间为具有相同尺寸的立方体,第一点云空间和第二点云空间的体积同目标点云空间的体积相同。
[0123]
然后,针对于确定出的两个点云空间中的任一点云空间,将该点云空间分割成预设数量尺寸相同的子点云空间。两个点云空间分割的子点云空间数量是相同的,尺寸也是相同。
[0124]
这里,确定点云空间时,同时也确定出点云空间的体积,这样可以基于分割的子点云空间的数量,确定出每个子点云空间的体积,以及子点云空间每个面的面积。这里,在分割点云空间时,分割成的子点云空间的高度与点云空间的高度相同。
[0125]
示例的,请参阅图3,图3为点云空间的分割示意图。如图3中所示,将确定出的点云空间分割成160个尺寸相同的子点云空间。需要说明的是,在实际情况下,也可以分割成更多的子点云空间。
[0126]
再然后,针对于任一子点云空间,确定该子点云空间中包括的采样点以及距离该点云空间底面最远的目标采样点的坐标。针对任一包含采样点的子点云空间,使用该子点云空间的底面面积乘以目标采样点距该子点云空间的底面的垂直距离确定出的体积作为待检测物的子体积,这样基于多个包含采样点的子点云空间,可以确定出待检测物的多个子体积。
[0127]
最后,将属于第一点云空间下的所有子体积相加,确定出待检测物的第一总体积,将属于第二点云空间下的所有子体积相加,确定出待检测物的第二总体积。
[0128]
s104、分别将两帧目标点云数据中包括的采样点投影至预先确定出的投影平面中,确定出包括第一投影点的第一投影点区域和包括第二投影点的第二投影点区域;所述第一投影点区域与所述第二投影点区域尺寸相同。
[0129]
该步骤中,针对每帧目标点云数据中的采样点,分别进行采样点投影处理,均向同一方向上的投影平面上进行垂直投影,确定出第一帧目标点云数据对应的第一投影点区域和第二帧目标点云数据对应的第二投影点区域。这里,为了保证后续的体积更新计算,确定
的第一投影点区域和第二投影区域尺寸相同。
[0130]
需要说明的是,待检测物的目标点云数据为待检测物右侧面、前面以及顶面的点云数据时,确定的投影平面为待检测物的底面。在进行投影处理时,针对于第一帧目标点云数据,将该帧目标点云数据中包括的所有采样点垂直投影至底面,确定出每个采样点对应的投影点,并确定出包含所有投影点的第一投影区域。对于第二帧目标点云数据的投影处理通第一帧目标点云数据的处理方式相同,在此不再赘述。
[0131]
此外,还要说明的是,投影点区域的面积与点云空间的上表面(或底面)面积相同。
[0132]
s105、使用所述第一投影点区域中包括的第一投影点和所述第二投影点区域中包括的第二投影点进行一致性比对,得到一致性比对结果。
[0133]
可选的,所述使用所述第一投影点区域中包括的第一投影点和所述第二投影点区域中包括的第二投影点进行一致性比对,得到一致性比对结果,包括:针对于所述第一投影点区域和所述第二投影点区域中的任一投影点区域,将该投影点区域分割成第二预设数量尺寸相同的子投影点区域;将所述第一投影点区域和所述第二投影点区域中相同位置处的子投影点区域中的投影点进行一致性比对,得到多个一致性比对结果。
[0134]
该步骤中,确定出第一投影点区域和第二投影点区域后,需要对两个投影点区域中包含的投影点进行一致性比对,得到一致性比对结果。这样可以为后续体积更新处理,提供依据。
[0135]
为了更好的说明本技术的中对两个投影点区域中投影点一致性比对过程,通过图示进行示例说明。请参阅图4,图4为本技术实施例中的投影点区域示意图,如图4中所示,两个立方体中均包含待检测物的采样点(图中未示出),两个立方体也代表步骤s103中的点云空间。针对于任一立方体中的采样点,将该立方体中的采样点均投影至底面,得到图4中所示的两个投影点区域,两个投影点区域尺寸相同,针对任一投影点区域,将该投影点区域分割成预设数量尺寸相同的子投影点区域,如图4中所示,每一个小格代表一个子投影点区域。然后再将述第一投影点区域和第二投影点区域中相同位置处(图4中数字相同的位置)的子投影点区域中的投影点(图中未示出)进行一致性比对,得到多个一致性比对结果。
[0136]
这里,一致性比对可以仅比对投影点的数量是否一致,也可以比对投影点的数量和投影点的位置是否一致。每个子投影区域分别对应一个一致性比对结果,这样可以得到多个一致性比对结果。
[0137]
还要说明的是,投影点区域划分子投影区域的数量是由点云空间划分成子点云空间的数量决定的(两者数量相同)。示例的,如图3中所示,将点云空间划分为160个子点云空间,对应的如图4所示,投影区域也划分为160个子投影区域,并且每个子点云空间上表面的尺寸和子投影区域的尺寸相同。
[0138]
s106、根据所述一致性比对结果,使用所述第一总体积对所述第二总体积进行体积更新,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
[0139]
可选的,所述根据所述一致性比对结果,使用所述第一总体积对所述第二总体积进行体积更新,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积,包括:当任一一致性比对结果指示两子投影点区域包括的投影点一致时,确定所述第一投影点区域中的该子投影点区域对应的所述第一总体积中的子体积和确定所述第二投影点区域中的该子投影点区域对应的所述第二总体积中的子体积;使用所述第一总体积中的子体积更新对应的所
述第二总体积中的子体积,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
[0140]
为了更好的说明本技术中体积更新的过程,请继续参阅图4所示。如图所示,如果第一投影区域和第二投影区域的1对应的投影点没有发生变化,则确定第一投影区域(第一排第二个图)的1对应第一点云空间(第一排第一个图)中子点云空间(右顶角位置处的小立方体)中待检测物的子体积,即第一总体积中的子体积;以及确定第二投影区域(第二排第二个图)的1对应第二点云空间(第二排第一个图)中子点云空间(右顶角位置处的小立方体)中待检测物的子体积,即第二总体积中的子体积。最后,使用第一子体积更新对应的第二总体积中的第二子体积,将更新后的第二总体积确定为待检测物的最终体积。
[0141]
需要说明的是,第一投影区域和第二投影区域中的多个子投影区域中的投影点均一致,则对每个子投影区域对应的子体积均进行计算与更新,最后将更新后的体积确定为所述待检测物的最终体积。
[0142]
可选的,在将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积之前,所述确定方法还包括:获取所述第一帧目标点云数据对应的第一损失值和所述第二帧目标点云数据对应的第二损失值;确定所述第二损失值是否大于所述第一损失值;当为是时,将所述第一总体积确定为所述待检测物的最终体积;当为否时,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
[0143]
可选的,在确定出所述待检测物的最终体积之后,所述确定方法还包括:获取多个待检测物叠加后的轮廓的点云数据;按照预定切割间隔,自下而上切割所述点云数据,得到多组水平点云切片;针对于每一水平点云切片,将该水平点云切片包括的点垂直投影至该水平点云切片的下表面,确定出多个投影点;基于多个投影点,通过旋转圆规法计算最小内接三角形的面积,并将所述三角形的面积确定为该水平点云切片的底面积;基于每个水平点云切片的底面积和预定切割间隔,确定每个水平点云切片的体积;将所有水平点云切片的体积相加,将相加后确定出的总体积确定为所述多个待检测物叠加后的体积。
[0144]
该步骤中,计算的是多个待检测物叠加后形成的不规则形状的体积,这里的体积计算是按照积分的思想进行计算的,具体计算过程如下:
[0145]
首先,获取多个待检测物叠加后的轮廓的点云数据,这里,基于点云数据也可以确定出叠加后物体的高度。
[0146]
然后,按照预定切割间隔,自下而上切割所述点云数据,得到多组水平点云切片。这里,预定切割间隔可以基于点云数据确定出的叠加后物体的高度来选定,每个点云切片的厚度是相同的。
[0147]
再然后,针对于每一个点云切片,将该点云切片中包括的采样点垂直投影至该水平点云切片的下表面,确定出多个投影点,并确定包含该水平点云切片中所有投影点的最小面积的圆,并确定该圆的最小内接三角形的面积,并将所述三角形的面积确定为该水平点云切片的底面积。
[0148]
最后,按照三棱锥的体积计算公式,计算每一点云切片的体积,将所有点云切片的体积相加,得到多个待检测物叠加的体积。从而实现不规则物体体积的计算。
[0149]
这里,计算三棱锥的体积是使用点云切片的底面积乘以预定切割间隔再除以1/3得到的。
[0150]
这样,本技术首先通过分别对连续两帧初始点云数据进行坐标转换,得到世界坐
标系下的原始点云数据;然后通过清洗处理处理,确定待检测物的目标点云数据;再然后,根据待检测物对应的两帧目标点云数据,确定两次待检测物的体积;最后,利用连续帧的数据遗传特性,基于时间序列使用第一体积对第二体积进行更新,得到待检测物体的真实体积。从而可以有效的提高计算待检测物体积的精度。
[0151]
请参阅图5、图6,图5为本技术实施例所提供的一种物体体积的确定装置的结构示意图之一,图6为本技术实施例所提供的一种物体体积的确定装置的结构示意图之二。如图5中所示,所述确定装置500包括:
[0152]
获取模块510,用于获取待检测物的连续两帧原始点云数据;所述原始点云数据为世界坐标系下的点云数据;
[0153]
清洗模块520,用于分别对每帧原始点云数据进行清洗处理,得到所述待检测物的第一帧目标点云数据和第二帧目标点云数据;所述第一帧目标点云数据对应的采样时间早于所述第二帧目标点云数据对应的采样时间;
[0154]
第一体积确定模块530,用于基于所述第一帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第一总体积,基于所述第二帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第二总体积;
[0155]
投影点区域确定模块540,用于分别将两帧目标点云数据中包括的采样点投影至预先确定出的投影平面中,确定出包括第一投影点的第一投影点区域和包括第二投影点的第二投影点区域;所述第一投影点区域与所述第二投影点区域尺寸相同;
[0156]
一致性比对模块550,用于使用所述第一投影点区域中包括的第一投影点和所述第二投影点区域中包括的第二投影点进行一致性比对,得到一致性比对结果;
[0157]
更新模块560,用于根据所述一致性比对结果,使用所述第一总体积对所述第二总体积进行体积更新,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
[0158]
可选的,如图6所示,所述确定装置500还包括损失值确定模块570,所述损失值确定模块570用于:
[0159]
获取所述第一帧目标点云数据对应的第一损失值和所述第二帧目标点云数据对应的第二损失值;
[0160]
确定所述第二损失值是否大于所述第一损失值;
[0161]
当为是时,将所述第一总体积确定为所述待检测物的最终体积;
[0162]
当为否时,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
[0163]
可选的,所述确定装置500还包括坐标变换模块580,所述坐标变换模块580用于:
[0164]
获取点云采集设备的倾斜姿态数据和所述点云采集设备采集的待检测物的连续两帧初始点云数据;所述初始点云数据为相机坐标系下的点云数据;
[0165]
根据所述倾斜姿态数据,分别对每帧初始点云数据进行坐标变换处理,得到待检测物的连续两帧原始点云数据。
[0166]
可选的,所述清洗模块520在用于分别对每帧原始点云数据进行清洗处理,得到待检测物的第一帧目标点云数据和第二帧目标点云数据时,所述清洗模块520用于:
[0167]
针对于每帧原始点云数据,根据该帧原始点云数据中包括的采样点的坐标,确定包括所有采样点的最小体积的采样空间;
[0168]
将所述采样空间分割成第一预设数量尺寸相同的子采样空间;
[0169]
统计每个子采样空间中包括采样点的数量;
[0170]
将包括采样点的数量小于预设阈值的子采样空间中的所有采样点删除;
[0171]
将进行删除操作后的该帧原始点云数据确定为待检测物的该帧目标点云数据。
[0172]
可选的,所述第一体积确定模块530在用于基于所述第一帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第一总体积,基于所述第二帧目标点云数据中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的第二总体积时,所述第一体积确定模块530用于:
[0173]
基于所述第一帧目标点云数据和所述第二帧目标点云数据,确定包括所述第一帧目标点云数据中所有采样点的第一点云空间和包括所述第二帧目标点云数据中所有采样点的第二点云空间;所述第一点云空间和第二点云空间为具有相同尺寸的立方体;
[0174]
针对于所述第一点云空间和所述第二点云空间中的任一点云空间,将该点云空间分割成第二预设数量尺寸相同的子点云空间;
[0175]
针对于任一子点云空间,基于该子点云空间中包括的采样点的坐标,确定所述待检测物的子体积;
[0176]
将确定出属于同一点云空间下的所有子体积相加,将相加后的体积确定为所述待检测物的总体积;所述总体积为第一总体积或第二总体积。
[0177]
可选的,所述一致性比对模块550在用于使用所述第一投影点区域中包括的第一投影点和所述第二投影点区域中包括的第二投影点进行一致性比对,得到一致性比对结果时,所述一致性比对模块550用于:
[0178]
针对于所述第一投影点区域和所述第二投影点区域中的任一投影点区域,将该投影点区域分割成第二预设数量尺寸相同的子投影点区域;
[0179]
将所述第一投影点区域和所述第二投影点区域中相同位置处的子投影点区域中的投影点进行一致性比对,得到多个一致性比对结果。
[0180]
可选的,所述更新模块560在用于根据所述一致性比对结果,使用所述第一总体积对所述第二总体积进行体积更新,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积时,所述更新模块560用于:
[0181]
当任一一致性比对结果指示两子投影点区域包括的投影点一致时,确定所述第一投影点区域中的该子投影点区域对应的所述第一总体积中的子体积和确定所述第二投影点区域中的该子投影点区域对应的所述第二总体积中的子体积;
[0182]
使用所述第一总体积中的子体积更新对应的所述第二总体积中的子体积,将更新后的第二总体积确定为所述待检测物的最终体积。
[0183]
可选的,所述确定装置500还包括第二体积确定模块590,所述第二体积确定模块590用于:
[0184]
获取多个待检测物叠加后的轮廓的点云数据;
[0185]
按照预定切割间隔,自下而上切割所述点云数据,得到多组水平点云切片;
[0186]
针对于每一水平点云切片,将该水平点云切片包括的点垂直投影至该水平点云切片的下表面,确定出多个投影点;
[0187]
基于多个投影点,通过旋转圆规法计算最小内接三角形的面积,并将所述三角形的面积确定为该水平点云切片的底面积;
[0188]
基于每个水平点云切片的底面积和预定切割间隔,确定每个水平点云切片的体
积;
[0189]
将所有水平点云切片的体积相加,将相加后确定出的总体积确定为所述多个待检测物叠加后的体积。
[0190]
请参阅图7,图7为本技术实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图7中所示,所述电子设备700包括处理器710、存储器720和总线730。
[0191]
所述存储器720存储有所述处理器710可执行的机器可读指令,当电子设备700运行时,所述处理器710与所述存储器720之间通过总线730通信,所述机器可读指令被所述处理器710执行时,可以执行如上述图1至图4所示方法实施例中的步骤,具体实现方式可参见方法实施例,在此不再赘述。
[0192]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述图1至图4所示方法实施例中的步骤,具体实现方式可参见方法实施例,在此不再赘述。
[0193]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
[0194]
在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0195]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0196]
另外,在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0197]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0198]
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本技术的具体实施方式,用以说明本技术的技术方案,而非对其限制,本技术的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使
相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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