[发明专利]肉牛体尺非接触测量装置及方法

权利要求书

1.一种肉牛体尺非接触测量装置，其特征在于，包括：工控一体机、RFID识别器、门架以及至少两个深度相机；

在所述深度相机为两个的情况下，一个所述深度相机设于所述门架的顶部，另外一个所述深度相机设于所述门架的侧部；

所述工控一体机、所述RFID识别器和所述深度相机均设于所述门架，所述RFID识别器用于识别肉牛身上的电子耳标，所述RFID识别器和所述深度相机均与所述工控一体机通信连接。

2.根据权利要求1所述的肉牛体尺非接触测量装置，其特征在于，在所述深度相机为三个的情况下，三个所述深度相机中的一个设于所述门架的顶部，三个所述深度相机中的另外两个分别设于所述门架的两侧。

3.根据权利要求1所述的肉牛体尺非接触测量装置，其特征在于，所述门架为可移动式门架。

4.一种根据权利要求1至3任一项所述的肉牛体尺非接触测量装置的肉牛体尺非接触测量方法，其特征在于，包括：

多角度同步采集肉牛的点云数据并进行采样一致性平面消除滤波；

基于NDT算法的多角度肉牛点云配准；

基于点云分布特征的特征分割；

分离肉牛的头部区域、胸部区域、腹部区域、臀部区域以及腿部区域的点云；

提取关键点，并进行点云真实距离的解算与标定，从而得到各个体尺的计算结果。

5.根据权利要求4所述的肉牛体尺非接触测量方法，其特征在于，所述采样一致性平面消除滤波具体包括：

同时进行离散点滤除和高斯滤波后再进行体素中心滤波。

6.根据权利要求4所述的肉牛体尺非接触测量方法，其特征在于，所述基于NDT算法的多角度肉牛点云配准具体包括：依次进行粗配准和精配准。

7.根据权利要求6所述的肉牛体尺非接触测量方法，其特征在于，所述粗配准具体包括：

在深度相机为五个的情况下，以一个深度相机的部署位置作为坐标原点，将另外四个深度相机部署位置的旋转角度与平移距离均通过Matrix4f矩阵进行描述；

通过四个Matrix4f矩阵，将所有深度相机采集的点云数据进行位移与旋转操作。

8.根据权利要求6所述的肉牛体尺非接触测量方法，其特征在于，所述精配准具体包括：

将点云网格化，获取每个网格内点的概率密度，进而得到各映射点的概率分布函数；

在概率分布函数为零的情况下，得到的旋转矩阵即为配准结果。

9.根据权利要求4所述的肉牛体尺非接触测量方法，其特征在于，所述基于点云分布特征的特征分割具体包括：

通过Ransac拟合方法实现平面滤除；

基于欧式距离的点云聚类分割提取和KD-Tree进行欧式距离邻域查找，以将属于肉牛的点进行聚类提取；

在分割出的点云簇中，根据设定的点数阈值的数值范围，提取属于肉牛的点云集合，从而实现点云分割。

10.根据权利要求9所述的肉牛体尺非接触测量方法，其特征在于，在所述通过Ransac拟合方法实现平面滤除之前还包括平面查找，所述平面查找具体为：

随机选取至少三个点云内的点，构建拟合平面；

设定距离阈值，检测其他点是否满足平面模型，若满足，则记为局内点，若不满足则记为局外点；

记录模型局内点的数量，计算内点概率；

重复迭代，至满足预设条件时，迭代结束，此时的平面模型为地面模型；

所述预设条件为：(1-β^m)ⁿ1-δ；

其中，β表示当前平面模型的内点概率，m为最小采样个数，n为当前迭代次数，δ为固定参数。