[发明专利]一种基于深度图像的体积测量方法、系统及深度相机

权利要求书

1.一种基于深度图像的体积测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1,获取含有待测物的场景深度图，得到场景点云坐标；

S2，对场景点云坐标进行变换，得到深度相机坐标系下的场景点云坐标；

S3，对深度相机坐标系下的场景点云坐标进行处理，得到待测物的坐标集合；

S4，根据待测物的坐标集合计算待测物的长度、宽度和高度，将长度、宽度和高度相乘得到待测物的体积；

所述步骤S2具体为：

S21，设置场景深度图中的参考平面；

S22，根据所述参考平面计算深度相机的倾斜姿态数据；

S23，根据倾斜姿态数据对场景点云坐标进行变换，得到深度相机坐标系下的场景点云坐标；

所述S22具体为：

S221，设置深度相机X轴、Y轴与参考平面法线的夹角范围，所述夹角范围内包括若干个X轴夹角θ_x和与Y轴夹角θ_y；

S222，遍历每一个X轴夹角和每一个Y轴夹角，利用坐标变换公式对参考平面内的Z_CK坐标进行变换，得到若干变换后的Z_CK坐标；

S223，计算所有变换后的Z_CK坐标的平均值Zmean和最小方差Zsigma；

S224，将最小方差Zsigma对应的X轴夹角θ_x作为深度相机的X轴倾斜夹角α_x，对应的Y轴夹角θ_y作为深度相机的Y轴倾斜夹角α_y，从而得到倾斜姿态数据：Z_CK坐标的平均值Zmean、最小方差Zsigma、X轴倾斜夹角α_x和Y轴倾斜夹角α_y。

2.根据权利要求1所述的一种基于深度图像的体积测量方法，其特征在于，所述变换公式为：

Z'＝Y₀*sinθ_x+Z₀cosθ_x；

Z_ck＝Z'*cosθ_y-X₀sinθ_y；

其中X₀、Y₀、Z₀为参考平面的原始坐标点，Z_CK为变换后的Z_CK坐标。

3.根据权利要求2所述的一种基于深度图像的体积测量方法，其特征在于，所述S23具体为：

根据X轴倾斜夹角α_x和Y轴倾斜夹角α_y，利用变换公式对场景点云坐标进行变换，得到深度相机坐标系下的场景点云坐标，变换公式为：

Z'_i＝Y_io*sinα_x+Z_iocosα_x；

X_i＝Z'_i*sinα_y+X_iocosα_y；

Y_i＝Y_io*cosα_y-Z_iosinα_y；

Z_i＝Z'_i*cosα_y-X_iosinα_y；

其中X_io、Y_io、Z_io为原来的场景点云坐标，X_i、Y_i、Z_i为深度相机坐标系下的场景点云坐标。

4.根据权利要求3所述的一种基于深度图像的体积测量方法，其特征在于，所述S3具体为：

根据筛选公式，从深度相机坐标系下的场景云坐标中，筛选出符合条件的待测物的X_i、Y_i、Z_i坐标点集合，筛选公式为：

|Zi-Zmean|＞N*Zsigma，其中N为正数。