一种测量物体最小包装体积的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提出一种测量物体最小包装体积的方法和装置，其中方法包括：预先在待测物体的长、宽和高方向分别设置参照物，并设置两个正对待测物体、且摄像角度成直角的摄像头；每个摄像头获取背景图像和带有背景的待测物体图像，利用获取的图像计算所述待测物体长、宽和高，根据待测物体的长、宽和高计算待测物体的最小包装体积；其中，采用图像处理技术和物体成像原理获取待测物体长、宽和高。本发明能够降低测量物体最小包装体积的成本。
【专利说明】一种测量物体最小包装体积的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理【技术领域】，尤其涉及一种测量物体最小包装体积的方法和装置。
【背景技术】
[0002]随着国内信息产业的不断升级，电子商务和物流行业得到了飞速的发展，成为现在国内服务产业的中流砥柱，为国民经济的发展做出了巨大的贡献。电子商务依靠自营的配送体系或者第三方物流公司配送商品。电子商务企业和物流公司为了不断提高自己的盈利能力，成本控制成为其中的一个重要手段，而如何在包装商品方面节约成本又成为成本控制中的重要一环。
[0003]现有测量物体的体积通常采用光幕测量的方式。测量用的光幕是一种特殊的光电传感器，光电传感器是一种感应其接收的光强度变化的电子器件，包含光学系统、放大器和开关量输出装置。所有光电传感器都使用调制光以排除周围光源可能的影响，工作时，光电传感器发射光线，当被检测物体经过时，根据检测模式的不同，物体或吸收光线或将光线反射到光电传感器的收光器，从而导致收光器接收的光线强度产生变化，其变化值触发开关信号输出，实现检测功能。
[0004]测量用的光幕这种光电传感器，与普通的对射式光电传感器一样，包含相互分离且相对放置的发射器和收光器两部分，但其外形尺寸较大，为长管状。测量光幕发射器产生的检测光线并非如普通传感器般只有一束，而是沿长度方向定间距生成光线阵列，形成一个“光幕”，以一种扫描的方式，配合控制器及其软件，实现监控和测量物体外形尺寸的功能。光幕测量的场景图如图1所示。
[0005]现有测量物体体积的方法的缺点主要是成本高，需要光幕、单片机等设备。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种测量物体最小包装体积的方法，不需要使用光幕、单片机等设备，能够降低成本。
[0007]本发明还提供了一种测量物体最小包装体积的装置，不需要使用光幕、单片机等设备，能够降低成本。
[0008]本发明的技术方案是这样实现的:
[0009]一种测量物体最小包装体积的方法，包括:
[0010]预先在待测物体的长、宽和高方向分别设置参照物，并设置两个正对待测物体、且摄像角度成直角的摄像头；每个摄像头获取背景图像和带有背景的待测物体图像，利用获取的图像计算所述待测物体长、宽和高，根据待测物体的长、宽和高计算待测物体的最小包装体积；
[0011]其中，采用如下方式分别计算待测物体长、宽或高:
[0012]利用所述背景图像和带有背景的待测物体图像，采用背景消除及边缘检测技术，得到待测物体图像；对所述待测物体图像进行角点检测，得到所述待测物体图像的特征点信息；根据所述测物体图像的特征点信息得到所述待测物体在一个方向的像素宽度；根据预先获取的该方向参照物的实际长度、该方向参照物在整个图片中的像素宽度，以及所述待测物体在该方向的像素宽度，得到所述待测物体在该方向的实际长度。
[0013]上述方法中，背景消除方式可以为:将所述带有背景的待测物体图像减去所述背景图像。
[0014]边缘检测技术可以为:Canny边缘检测算子。
[0015]角点检测方式可以为=Harris算法。
[0016]一种测量物体最小包装体积的装置，包括:
[0017]参照物，设置于待测物体的长、宽和高方向；
[0018]两个摄像角度成直角的摄像头，分别设置于正对待测物体的方向；每个摄像头获取背景图像和带有背景的待测物体图像；
[0019]计算模块，利用摄像头获取的图像计算所述待测物体长、宽和高，根据待测物体的长、宽和高计算待测物体的最小包装体积；其中，采用如下方式分别计算待测物体长、宽或高:利用所述背景图像和带有背景的待测物体图像，采用背景消除及边缘检测技术，得到待测物体图像；对所述待测物体图像进行角点检测，得到所述待测物体图像的特征点信息；根据所述测物体图像的特征点信息得到所述待测物体在一个方向的像素宽度；根据预先获取的该方向参照物的实际长度、该方向参照物在整个图片中的像素宽度，以及所述待测物体在该方向的像素宽度，得到所述待测物体在该方向的实际长度。
[0020]上述装置中，计算模块采用的背景消除方式可以为:将所述带有背景的待测物体图像减去所述背景图像。
[0021]计算模块采用的边缘检测技术可以为=Canny边缘检测算子。
[0022]计算模块采用的角点检测方式可以为=Harris算法。
[0023]可见，本发明提出的测量物体最小包装体积的方法和装置，利用物体成像原理，通过采用图像处理技术中的背景消除、边缘检测、角点检测，得到物体所成图像的特征点，通过这些特征点计算出物体最小包装体积的长、宽、高，通过长*宽*高，计算得到物体的最小包装体积。本方案不需要使用光幕、单片机等设备，能够降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为现有的光幕测量实现场景示意图；
[0025]图2为本发明计算待测物体长、宽或高的方法流程图；
[0026]图3为本发明实施例一的实现场景示意图；
[0027]图4为本发明实施例一中摄像头获取的背景图像；
[0028]图5为本发明实施例一中摄像头获取的带有背景的待测物体图像；
[0029]图6为本发明实施例一中消除背景及边缘检测后得到的待测物体图像；
[0030]图7为本发明实施例一中角点检测或得到的特征信息图；
[0031]图8为物体成像原理示意图。
【具体实施方式】[0032]本发明提出一种测量物体最小包装体积的方法，包括:
[0033]预先在待测物体的长、宽和高方向分别设置参照物，并设置两个正对待测物体、且摄像角度成直角的摄像头；每个摄像头获取背景图像和带有背景的待测物体图像，利用获取的图像计算所述待测物体长、宽和高，根据待测物体的长、宽和高计算待测物体的最小包装体积；
[0034]其中，本发明中计算待测物体长、宽或高的方式如图2所示，包括:
[0035]步骤201:利用摄像头获取的背景图像和带有背景的待测物体图像，采用背景消除及边缘检测技术，得到待测物体图像；
[0036]步骤202:对待测物体图像进行角点检测，得到待测物体图像的特征点信息；
[0037]步骤203:根据测物体图像的特征点信息得到待测物体在一个方向的像素宽度；
[0038]步骤204:根据预先获取的该方向参照物的实际长度、该方向参照物在整个图片中的像素宽度，以及待测物体在该方向的像素宽度，得到待测物体在该方向的实际长度。
[0039]上述方法中，背景消除方式可以为:将带有背景的待测物体图像减去背景图像。
[0040]边缘检测技术可以采用Canny边缘检测算子等技术。
[0041]角点检测方式可以采用Harris算法等技术。
[0042]以下结合附图，举具体的实施例详细介绍本发明。
[0043]实施例一:
[0044]如图3为本发明实施例一的实现场景示意图。在图3中，在测量台的长、宽、高三个方向分别设置参照物；在测量台的长、宽两个方向分别设置摄像头，每个摄像头摄取图像及计算待测物体长度的方式一样，以下介绍针对一个摄像头的处理方式。
[0045]以图中摄像头I为例，首先利用摄像头I得到背景图像(即不含有待测物体的图像)，如图4所示；然后将待测物体放置于测量台，获取带有背景的待测物体图像，如图5所示。然后利用图像处理技术中的背景消除技术，消除背景并且进行边缘检测(边缘检测可以采用Canny算子)后，得到待测物体图像，如图6所示。背景消除技术可以采用图像处理技术中的两个图片相减实现。
[0046]之后，对图6进行角点检测(角点检测可以采用Harris算法)，获得待测物体图像的特征点信息，如图7所示。
[0047]得到特征点的信息后，再利用物体成像原理，处理得到的信息。物体成像原理示意图，如图8所示:
[0048]在计算物体的最大长度上，根据相似三角形等比例原则，应该有
[0049]length/lengthPixel=lengthA/lengthPixelA,其中，IengthPixel 是待测物体长度在所成图像中的像素宽度，IengthAUengthPixelA分别是场景图中参照物的长度和其在所成图像中的所占像素宽度，这里可以选择整个测量台的作为测量待测物体长和宽的参照物，调整摄像头的位置，使得2个摄像头刚好能分别拍到整个桌子的长度和宽度。场景图中标注的参照物为测量待测物体宽度时使用的参照物。那么在已知lengthPixel、IengthA,IengthPixelA的情况下,物体的最大长度就可以得到。
[0050]通过边缘检测以及角点检测之后，能够得到图像的特征点信息。以计算物体的最大长度为例，在特征点中找到在长度方向上的两个极值，将这两个极值的坐标相减，得到物体的最大长度在图像中所占的像素宽度。测量台的长度已知，测量台的长度在所成的图像的像素宽度即为整个图片的像素宽度，然后通过成像原理的等比例原则计算出物体的实际最大长度。
[0051]物体的最大宽度和高度同样通过这样的方法得到。根据一个摄像头拍摄的图像可以计算得到待测物体两个方向上的长度，例如，根据图3中的摄像头I获取的图像，可以计算得到待测物体的长和高；根据图3中的摄像头2获取的图像，可以计算得到待测物体的宽和闻。
[0052]在获取了物体的最大实际长度、宽度和闻度后，长*宽*闻就可以得到物体的最小包装体积。
[0053]本发明还提出一种测量物体最小包装体积的装置，包括:
[0054]参照物，设置于待测物体的长、宽和高方向；
[0055]两个摄像角度成直角的摄像头，分别设置于正对待测物体的方向；每个摄像头获取背景图像和带有背景的待测物体图像；
[0056]计算模块，利用摄像头获取的图像计算所述待测物体长、宽和高，根据待测物体的长、宽和高计算待测物体的最小包装体积；其中，采用如下方式分别计算待测物体长、宽或高:利用所述背景图像和带有背景的待测物体图像，采用背景消除及边缘检测技术，得到待测物体图像；对所述待测物体图像进行角点检测，得到所述待测物体图像的特征点信息；根据所述测物体图像的特征点信息得到所述待测物体在一个方向的像素宽度；根据预先获取的该方向参照物的实际长度、该方向参照物在整个图片中的像素宽度，以及所述待测物体在该方向的像素宽度，得到所述待测物体在该方向的实际长度。
[0057]上述装置中，计算模块采用的背景消除方式可以为将带有背景的待测物体图像减去背景图像；计算模块采用的边缘检测技术可以为Canny边缘检测算子等算法；计算模块采用的角点检测方式为Harris算法等方式。
[0058]综上可见，本发明提出的测量物体最小包装体积的方向和装置，利用物体成像原理，计算出物体最小包装体积的长、宽、高，通过长*宽*高，计算得到物体的最小包装体积。本方案不需要使用光幕、单片机等设备，能够降低成本。
[0059]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种测量物体最小包装体积的方法，其特征在于，所述方法包括: 预先在待测物体的长、宽和高方向分别设置参照物，并设置两个正对待测物体、且摄像角度成直角的摄像头；每个摄像头获取背景图像和带有背景的待测物体图像，利用获取的图像计算所述待测物体长、宽和高，根据待测物体的长、宽和高计算待测物体的最小包装体积； 其中，采用如下方式分别计算待测物体长、宽或高: 利用所述背景图像和带有背景的待测物体图像，采用背景消除及边缘检测技术，得到待测物体图像；对所述待测物体图像进行角点检测，得到所述待测物体图像的特征点信息；根据所述测物体图像的特征点信息得到所述待测物体在一个方向的像素宽度；根据预先获取的该方向参照物的实际长度、该方向参照物在整个图片中的像素宽度，以及所述待测物体在该方向的像素宽度，得到所述待测物体在该方向的实际长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述背景消除方式为:将所述带有背景的待测物体图像减去所述背景图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边缘检测技术为=Canny边缘检测算子。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述角点检测方式为=Harris算法。
5.一种测量物体最小包装体积的装置，其特征在于，所述装置包括: 参照物，设置于待测物体的长、宽和高方向； 两个摄像角度成直角的摄像头，分别设置于正对待测物体的方向；每个摄像头获取背景图像和带有背景的待测物体图像； 计算模块，利用摄像头获取的图像计算所述待测物体长、宽和高，根据待测物体的长、宽和高计算待测物体的最小包装体积；其中，采用如下方式分别计算待测物体长、宽或高:利用所述背景图像和带有背景的待测物体图像，采用背景消除及边缘检测技术，得到待测物体图像；对所述待测物体图像进行角点检测，得到所述待测物体图像的特征点信息；根据所述测物体图像的特征点信息得到所述待测物体在一个方向的像素宽度；根据预先获取的该方向参照物的实际长度、该方向参照物在整个图片中的像素宽度，以及所述待测物体在该方向的像素宽度，得到所述待测物体在该方向的实际长度。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块采用的背景消除方式为:将所述带有背景的待测物体图像减去所述背景图像。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块采用的边缘检测技术为:Canny边缘检测算子。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块采用的角点检测方式为:Harris 算法。
【文档编号】G01B11/00GK103630074SQ201310628468
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】郭永强 申请人:北京京东尚科信息技术有限公司, 北京京东世纪贸易有限公司