[发明专利]一种基于TOF相机的货物托盘检测系统和方法

权利要求书

1.一种基于TOF相机的货物托盘检测系统，其特征在于，所述系统包括：中央控制器、TOF相机，所述中央控制器与所述TOF相机之间采用有线或无线方式连接；其中：

所述TOF相机用于采集货物托盘的RGBD图像，并将获得的RGBD图像传输给中央处理器；

所述中央控制器接收TOF相机传输的RGBD图像，并通过对TOF相机采集的RGBD图像进行处理，检测出货物托盘，并获得货物托盘相对于所述TOF相机的位姿关系，从而完成对货物托盘的定位；

所述中央处理器将得到的RGBD图像中每个像素点的深度值转换为0-255的灰度值，从而得到灰度深度图，然后对该灰度深度图进行边缘检测提取轮廓，对轮廓进行直线检测，并以直线角度为约束估计最小包围矩形，将检测出的矩形作为托盘平面候选区域，从而得到若干托盘平面候选区域；

所述中央处理器对所得任意托盘平面候选区域进行判定：

若该托盘平面候选区域包含至少2个矩形区域，则以该托盘平面候选区域中矩形区域作为叉孔候选区域，计算叉孔候选区域的像素面积及叉孔候选区域中心点的坐标，否则，忽略该托盘平面候选区域，对其他托盘平面候选区域进行判定；若所有托盘平面候选区域经判定后均不是托盘平面，则重新从RGBD图像中检测托盘平面候选区域；

所述中央处理器在计算叉孔候选区域的像素面积及叉孔候选区域中心点的坐标之后，计算托盘平面候选区域中任意2个叉孔候选区域R_i与R_j的面积比t_ij，筛选并保留符合阈值范围的2个叉孔候选区域R_i与R_j，视为检测到货物托盘。

2.根据权利要求1所述的基于TOF相机的货物托盘检测系统，其特征在于，所述中央处理器，对保留的叉孔候选区域R_i、R_j的中心点连线的中点O_ij作为货物托盘的表面中心点，通过货物托盘的表面中心点O_ij的灰度值得到货物托盘表面中心点与TOF相机之间的距离值d，从而完成对货物托盘的定位。

3.一种基于TOF相机的货物托盘检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：TOF相机采集货物托盘的RGBD图像，并通过有线或者无线的方法传输给中央处理器；中央处理器将得到的RGBD图像中每个像素点的深度值转换为0-255的灰度值，从而得到灰度深度图；

步骤2：中央处理器对步骤1中所得到的灰度深度图进行边缘检测提取轮廓，对轮廓进行直线检测，并以直线角度为约束估计最小包围矩形，将检测出的矩形作为托盘平面候选区域；

步骤3：对步骤2中所得任意托盘平面候选区域进行判定：

若该托盘平面候选区域包含至少2个矩形区域，则以该托盘平面候选区域中矩形区域作为叉孔候选区域，计算叉孔候选区域的像素面积及叉孔候选区域中心点的坐标，转步骤4；

否则，忽略该托盘平面候选区域，对其他托盘平面候选区域进行判定；

若所有托盘平面候选区域经判定后均不是托盘平面，则转步骤1；

步骤4：计算托盘平面候选区域中任意2个叉孔候选区域R_i与R_j的面积比t_ij，筛选并保留符合阈值范围的2个叉孔候选区域R_i与R_j，视为检测到货物托盘，转步骤5；

步骤5：取步骤4中保留的叉孔候选区域R_i、R_j的中心点连线的中点O_ij作为货物托盘的表面中心点，通过货物托盘的表面中心点O_ij的灰度值得到货物托盘表面中心点与TOF相机之间的距离值d，从而完成对货物托盘的定位。

4.根据权利要求3所述的一种基于TOF相机的货物托盘检测方法，其特征在于，步骤4中，所述的面积比t_ij符合阈值范围：

t₁≤t_ij≤t₂

其中：t₁,t₂分别为面积比区间下边界与上边界。