[发明专利]一种载货箱体的体积测量方法和系统

权利要求书

1.一种载货箱体内装载货物的体积测量方法，其特征在于，所述载货箱体内部安装用于连接和支撑深度相机的云台，方法包括：

通过所述深度相机内的运动传感器获取所述深度相机的多个姿态信息，依据所述多个姿态信息，获得用于将所述深度相机的当前姿态转换到预设的标准姿态的旋转矩阵；

基于所述旋转矩阵，获得所述深度相机当前姿态下的点云数据转换到所述标准姿态下对应的标准点云数据，其中，所述当前姿态下的点云数据由所述深度相机在当前姿态下拍摄的深度图像获得；

将所述多个姿态下的点云数据对应的标准点云数据进行融合，根据所述融合后的标准点云数据的空间位置计算所述载货箱体内装载货物的体积；

所述将所述多个姿态下的点云数据对应的标准点云数据进行融合包括：

将所述当前姿态下对应的标准点云数据作为初始数据放入数据集；

计算下一个姿态下的点云数据分别与所述数据集中标准点云数据的距离，

将所述距离与预设阈值进行比较，得到比较结果；

当所述比较结果为所述距离小于预设阈值时，删除所述下一个姿态下的点云数据，否则，将所述下一个姿态下的点云数据添加到所述数据集中，更新所述数据集，并返回执行计算下一个姿态下的点云数据分别与所述数据集中标准点云数据的距离直至所有姿态判断完毕。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述融合后的标准点云数据的空间位置计算所述载货箱体内装载货物的体积包括：

获取所述融合后的标准点云数据投影到投影平面后得到的二维投影点，

对所述二维投影点进行三角化，得到多个三角形，根据所述三角形对应的体积计算所述载货箱体内装载货物的体积。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述三角形对应的体积计算所述载货箱体内装载货物的体积包括：

根据所述三角形的三个顶点的二维坐标计算所述三角形的面积，

根据所述三角形的三个顶点深度值的平均值确定所述三角形对应的高，

由所述三角形的面积和高的乘积得到所述三角形对应的体积，

根据所有所述三角形对应的体积，获得体积之和，由所述体积之和得到所述载货箱体内装载货物的体积。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述深度相机内的运动传感器获取所述深度相机的多个姿态信息包括：

通过所述深度相机内的加速度传感器获取所述深度相机的多个姿态信息；

所述依据所述多个姿态信息，获得用于将所述深度相机的当前姿态转换到预设的标准姿态的旋转矩阵包括：

利用第一加速度数据和第二加速度数据计算用于姿态转换的旋转轴和旋转角度，所述第一加速度数据与当前姿态对应，所述第二加速度数据与预设的标准姿态对应；

根据所述旋转轴和所述旋转角度计算得到所述旋转矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算用于姿态转换的旋转轴和旋转角度包括：

由所述第一加速度数据和所述第二加速度数据的外积向量，获得所述旋转轴信息，

由所述第一加速度数据和所述第二加速度数据的内积，获得所述旋转角度的反余弦函数，求解所述旋转角度的反余弦函数得到所述旋转角度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述旋转矩阵，获得所述深度相机当前姿态下的点云数据转换到所述标准姿态下对应的标准点云数据包括：

根据所述深度相机的内参和外参，确定所述深度相机当前姿态下的点云数据中各点的三维空间位置坐标，

通过所述旋转矩阵与所述三维空间位置坐标的乘积，获得标准姿态下对应的标准点云数据的三维空间位置坐标。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述深度相机内的运动传感器获取所述深度相机的多个姿态信息包括：

通过所述运动传感器获取所述深度相机的预设数目个姿态，其中，预设数目是根据所述载货箱体的尺寸以及所述深度相机的视场角确定的。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述深度相机为TOF相机。

9.一种载货箱体内装载货物的体积测量系统，其特征在于，包括：处理设备，与所述处理设备连接的云台，

所述云台，连接和支撑深度相机，所述云台安装在所述载货箱体内部，云台转动时带动所述深度相机同步转动；

所述深度相机内具有运动传感器，所述运动传感器获取所述深度相机的多个姿态信息，将所述多个姿态信息发送给所述处理设备；

所述处理设备，依据所述多个姿态信息获得用于将所述深度相机的当前姿态转换到预设的标准姿态的旋转矩阵；基于所述旋转矩阵，获得所述深度相机当前姿态下的点云数据转换到所述标准姿态下对应的标准点云数据，其中，所述当前姿态下的点云数据由所述深度相机在当前姿态下拍摄的深度图像获得，将所述多个姿态下的点云数据对应的标准点云数据进行融合，根据所述融合后的标准点云数据的空间位置计算所述载货箱体内装载货物的体积；

所述将所述多个姿态下的点云数据对应的标准点云数据进行融合包括：

将所述当前姿态下对应的标准点云数据作为初始数据放入数据集；

计算下一个姿态下的点云数据分别与所述数据集中标准点云数据的距离，

将所述距离与预设阈值进行比较，得到比较结果；

当所述比较结果为所述距离小于预设阈值时，删除所述下一个姿态下的点云数据，否则，将所述下一个姿态下的点云数据添加到所述数据集中，更新所述数据集，并返回执行计算下一个姿态下的点云数据分别与所述数据集中标准点云数据的距离直至所有姿态判断完毕。