專利名稱：一種基于圖像的體積測(cè)量裝置及其測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物體體積測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像的體積測(cè)量裝置及 其測(cè)量方法。 技術(shù)背景在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中，很多情況下需要得到相關(guān)物體的體積，但是又 不方便直接測(cè)量，如被測(cè)物質(zhì)具有易燃，易爆，劇毒等特性的情況。這時(shí)，需 要一種區(qū)別于傳統(tǒng)方法的非接觸體積測(cè)量裝置和測(cè)量方法。此外，在干粉物料投料領(lǐng)域，也需要?jiǎng)討B(tài)的測(cè)量物料的體積。尤其是在藥 物生產(chǎn)過(guò)程中，粉末狀藥物的包裝非常重要，現(xiàn)階段的藥物生產(chǎn)線均采用自動(dòng) 方式進(jìn)行填裝，為了保證每粒產(chǎn)品的藥劑量相同， 一般是采取填裝時(shí)間相同的 方式進(jìn)行控制。但是，由于不同批次的藥物具有不盡相同的物理性質(zhì)，如可壓 縮性、流散性、粘滯性、密度、目數(shù)、吸潮性等。這樣，就存在一個(gè)問(wèn)題，不 同批次的每粒產(chǎn)品的包裝時(shí)間相同，藥劑量卻不一樣。為了保證單粒藥物之間的藥劑量相同，在包裝開(kāi)始前就應(yīng)該對(duì)每批藥物粉 末的相關(guān)性能指標(biāo)進(jìn)行研究。最直接的辦法就是模擬藥物的自動(dòng)填裝過(guò)程，讓 被測(cè)藥物從漏斗中落下，漏斗下方安放一個(gè)透明玻璃杯，測(cè)量藥物的堆積體積 和時(shí)間的關(guān)系曲線。在藥物包裝時(shí)，根據(jù)該批藥物的堆積體積和時(shí)間的關(guān)系曲 線，調(diào)整單粒藥物的填裝時(shí)間，以此來(lái)保證每粒藥物的藥劑含量相同。因此， 也就需要一個(gè)非接觸式動(dòng)態(tài)體積測(cè)量裝置，及時(shí)得到藥物的堆積體積和時(shí)間的關(guān)系曲線。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種投資費(fèi)用少、測(cè)量速度快、精度高的基于圖像 的體積測(cè)量裝置和測(cè)量方法，能夠非接觸地對(duì)物體進(jìn)行體積測(cè)量，也能夠方便 地進(jìn)行體積的動(dòng)態(tài)測(cè)量。本發(fā)明的基本原理是通過(guò)三個(gè)攝像頭從不同角度采集被測(cè)物體的平面圖 像，然后根據(jù)上述平面圖像，利用計(jì)算機(jī)重構(gòu)被測(cè)物體的三維形狀，最后根據(jù) 被測(cè)物體的三維形狀計(jì)算出被測(cè)物體的體積。對(duì)于體積動(dòng)態(tài)變化的物體，可以 進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量。為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下1、 一種基于圖像的體積測(cè)量裝置，其特征在于，包括圖像采集裝置和計(jì)算 機(jī)，所述圖像采集裝置含有載物臺(tái)、以及對(duì)稱設(shè)置在載物臺(tái)上的三個(gè)攝像頭， 所述三個(gè)攝像頭俯角相同，被測(cè)物體位于載物臺(tái)中心，所述計(jì)算機(jī)控制三個(gè)攝 像頭采集被測(cè)物體圖像，利用圖像重構(gòu)得到被測(cè)物體的三維形狀，計(jì)算出被測(cè) 物體的體積。所述三個(gè)攝像頭的內(nèi)部晶振頻率相同。 所述三個(gè)攝像頭共用一個(gè)外部晶振代替其內(nèi)部晶振。所述攝像頭采用邁德克斯MS-訊雷2 USB2.0攝像頭。2、 一種基于圖像的體積測(cè)量方法，以上述基于圖像的體積測(cè)量裝置為基礎(chǔ)， 其特征在于，包括以下步驟攝像頭標(biāo)定首先制作標(biāo)定板，標(biāo)定板上設(shè)置標(biāo)定圖像，變換標(biāo)定板位置，每個(gè)攝像頭分別拍攝標(biāo)定板，采集圖像，進(jìn)行標(biāo)定，得到每個(gè)攝像頭的內(nèi)外參數(shù)圖像采集將被測(cè)物體置于載物臺(tái)中心，計(jì)算機(jī)控制三個(gè)攝像頭對(duì)被測(cè)物 體拍攝，采集圖像輸入計(jì)算機(jī)；圖像預(yù)處理計(jì)算機(jī)采用圖像平滑算法對(duì)所采集圖像進(jìn)行處理，去除圖像 中的干擾以及無(wú)用信息；圖像邊緣提取采用二值化的方法對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，得到被測(cè)物體 三個(gè)方向的外形輪廓；坐標(biāo)變換根據(jù)鏡頭光學(xué)成像的原理以及攝像頭標(biāo)定得到的內(nèi)外參數(shù)，得 到被測(cè)物體的三維空間坐標(biāo)，將被測(cè)物體的三維空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)坐標(biāo) 系，得到被測(cè)物體的計(jì)算機(jī)坐標(biāo)；三維重構(gòu)首先構(gòu)建正方體，該正方體的三條相連底邊分別為計(jì)算機(jī)坐標(biāo) 系的三個(gè)坐標(biāo)軸，然后在該正方體內(nèi)繪制三維點(diǎn)；體積計(jì)算根據(jù)被測(cè)物體圖像的分辨率和正方體代表的體積，計(jì)算每個(gè)三 維點(diǎn)所代表的體積，統(tǒng)計(jì)被測(cè)物體的所有三維點(diǎn)，得到被測(cè)物體的實(shí)際體積。本發(fā)明用于動(dòng)態(tài)測(cè)量體積，只需在一定時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)上述2-6步驟就可 以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明測(cè)量裝置的主要部件采用攝像頭和計(jì)算機(jī)，造價(jià)便宜，成本低；本發(fā)明 測(cè)量方法主要由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，操作簡(jiǎn)單，而且檢測(cè)結(jié)果直觀、可靠；由于 測(cè)量結(jié)果可以精確到三維點(diǎn)代表的體積，因此，測(cè)量精度高。本發(fā)明可以廣泛 應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、食品、環(huán)保、水處理、建材、糧食等行業(yè)的微量粉狀、顆 粒狀物料的連續(xù)定量投加、配料工藝中的干粉投料等領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明測(cè)量裝置的圖像采集裝置俯視圖。圖2為本發(fā)明測(cè)量裝置中三個(gè)攝像頭的安裝示意圖。圖3為本發(fā)明測(cè)量方法的流程圖。 圖4為攝像頭標(biāo)定板。圖5為攝像頭光路圖，其中l(wèi)一被測(cè)粉末，2 —鏡頭，3—CCD攝像參數(shù)H—rain=210mm，具體實(shí)施方式
參照?qǐng)Di，圖像采集裝置由載物臺(tái)、以及對(duì)稱設(shè)置在載物臺(tái)上的三個(gè)攝像頭(A、 B、 C)組成，具體是載物臺(tái)為平整的圓面，三個(gè)攝像頭均勻分布在載物臺(tái)圓周上，俯角相同(如圖2所示)，被測(cè)物體放置在載物臺(tái)中心。參照?qǐng)D2，三個(gè)攝像頭分別由各自的支架支撐。每個(gè)支架包括斜桿、磁性 座、設(shè)置在磁性座上的立桿，立桿與斜桿通過(guò)萬(wàn)向節(jié)連接，攝像頭固定在斜桿 上，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)可以調(diào)整攝像頭的俯角角度。攝像頭的有效像素最好達(dá)到30萬(wàn)-ioo萬(wàn)。本實(shí)施例采用三個(gè)邁德克斯MS-訊雷2 USB2.0攝像頭，有效像素100萬(wàn)， 將三個(gè)攝像頭USB2. 0數(shù)據(jù)線分別連接到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)控制三個(gè)攝像頭采集被 測(cè)物體三個(gè)方向的圖像，利用圖像重構(gòu)得到被測(cè)物體的三維形狀，計(jì)算出被測(cè) 物體的體積。在測(cè)量動(dòng)態(tài)體積時(shí)，要求進(jìn)行三維重構(gòu)的三副圖像是在同一時(shí)刻對(duì)被測(cè)物 體采集得到的。攝像頭每秒鐘采集30幀圖像，而單個(gè)攝像頭的采集時(shí)刻是由其 內(nèi)部的晶振決定的。首先將三個(gè)攝像頭的晶振去除，然后再將一個(gè)頻率為30Mhz 晶振的信號(hào)同時(shí)引入到各個(gè)攝像頭內(nèi)部。這樣，由一個(gè)外部晶振對(duì)三個(gè)攝像頭 的圖像采集時(shí)刻進(jìn)行同步。通過(guò)采用不同頻率的外部晶振可以調(diào)整攝像頭的采集速度，采集速度一般設(shè)置為30幀/每秒，并能夠在10-50幀的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào) 整。參照?qǐng)D3，以上述基于圖像的體積測(cè)量裝置為基礎(chǔ)，本發(fā)明的測(cè)量方法包 括以下步驟 攝像頭標(biāo)定首先制作標(biāo)定板，標(biāo)定板上設(shè)置標(biāo)定圖像，變換標(biāo)定板位置，每個(gè)攝像頭 分別拍攝標(biāo)定板，采集圖像，將這些圖像導(dǎo)入到Math Works公司的數(shù)學(xué)處理軟 件MATLAB2007中進(jìn)行標(biāo)定，得到每個(gè)攝像頭的內(nèi)、外參數(shù)；攝像頭標(biāo)定的目的是得到攝像頭的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)，主要是攝像頭的有效 焦距fc，主點(diǎn)cc，扭曲系數(shù)alpha—c及畸變系數(shù)kc，這些參數(shù)對(duì)于圖像采集和 三維重構(gòu)至關(guān)重要。三維重構(gòu)時(shí)，輸入上述參數(shù)，將采集的圖像還原時(shí)能夠最 大程度上保證物體的本身形狀，成像引起的誤差減至最小。標(biāo)定圖形選用黑白 相間的正方塊，正方塊的邊長(zhǎng)為10mm。在一張白紙上建立直角坐標(biāo)系XYO，制 作標(biāo)定圖形，將這張紙粘貼在廢光盤(pán)表面做成標(biāo)定板，由于光盤(pán)表面是光滑的， 因此能夠保證標(biāo)定板的平整度。對(duì)每個(gè)攝像頭標(biāo)定時(shí)，將標(biāo)定板放置在不同區(qū) 域讓攝像頭對(duì)其進(jìn)行拍攝，每個(gè)攝像頭拍攝24張圖像，然后將這些圖像導(dǎo)入到 數(shù)學(xué)處理軟件MATLAB2007中進(jìn)行標(biāo)定。在數(shù)學(xué)處理軟件MATLAB2007中，導(dǎo)入 上述圖像后，手動(dòng)選擇出原點(diǎn)0， Y軸及X軸以及正方塊的邊長(zhǎng)lOram，對(duì)每幅 圖像進(jìn)行處理完成后就得到該攝像頭的內(nèi)、外參數(shù)。圖像釆集將被測(cè)物體置于載物臺(tái)中心，計(jì)算機(jī)控制三個(gè)攝像頭對(duì)被測(cè)物體拍攝，采 集圖像輸入計(jì)算機(jī)；采集圖像時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口直接控制攝像頭的采集 工作，不需要其他專門(mén)的控制線。開(kāi)始工作時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制三個(gè)攝像頭對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行圖像采集，采集到的圖像以USB2. 0的方式輸入到計(jì)算機(jī)中。圖像采集軟件還可以將采集的圖像顯 示在屏幕的三個(gè)窗口里，便于直觀。 圖像預(yù)處理計(jì)算機(jī)采用圖像平滑算法對(duì)所采集圖像進(jìn)行處理，去除圖像中的干擾以及 無(wú)用信息；圖像預(yù)處理的目的是去除圖像中的干擾以及無(wú)用信息，防止這些干擾信息在 重構(gòu)階段也被處理成被測(cè)物體，造成結(jié)果錯(cuò)誤。圖像預(yù)處理程序中采用圖像平 滑算法對(duì)圖像進(jìn)行處理，具體為三維重構(gòu)的區(qū)域位于一個(gè)圓柱體內(nèi)，在圖像平滑處理時(shí)，首先將該圓柱體外的像素點(diǎn)去除，然后再對(duì)圓柱體內(nèi)的像素進(jìn)行 平滑處理。對(duì)于物體圖像的某個(gè)點(diǎn)，如果該點(diǎn)的周圍存在著物體圖像的其他像 素，所述其他像素的周圍還存在著物體圖像的像素，這樣就認(rèn)為該點(diǎn)是屬于被 測(cè)物體的。相反的，如果某點(diǎn)或某個(gè)小區(qū)域的周圍不存在物體圖像的其他像素 點(diǎn)，則該點(diǎn)或該區(qū)域不屬于被測(cè)物體，將其去除。另一方面，圖像預(yù)處理時(shí)只針對(duì)載物臺(tái)一定半徑(例如5cm)的圓內(nèi)區(qū)域，將該區(qū)域之外的干擾直接全部 去除。邊緣提取采用二值化的方法對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，得到被測(cè)物體三個(gè)方向的外形 輪廓；邊緣提取的目的是得到被測(cè)物體的邊界形狀，程序中采用二值化的方法對(duì) 圖像進(jìn)行二值化處理。由于被測(cè)物體與背景之間存在著灰度的差異，通過(guò)選擇 一個(gè)合適的閾值，將各個(gè)像素的灰度與該值比較，如果大于該值則將該點(diǎn)處理 成黑色，反之處理成白色。這樣就得到被測(cè)物體三個(gè)方向的外形輪廓。具體二值化方法如下對(duì)攝像頭采集到的一幀圖像，該圖像的每個(gè)像素的值是該點(diǎn)的灰度值，在0到255之間變化。邊緣提取程序中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定一個(gè)閾值，如 100，然后將圖像中每個(gè)點(diǎn)的灰度值與該閾值進(jìn)行比較運(yùn)算，如果該點(diǎn)的灰度值 大于該閾值，則將該點(diǎn)數(shù)值變?yōu)?，反之為O。對(duì)整個(gè)圖像運(yùn)算完成之后圖像中 只含有有數(shù)字0和1，這樣二值化過(guò)程就完成了。 坐標(biāo)變換根據(jù)鏡頭光學(xué)成像的原理以及攝像頭標(biāo)定得到的內(nèi)、外參數(shù)，得到被測(cè)物 體的三維空間坐標(biāo)，將被測(cè)物體的三維空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)坐標(biāo)系，得到 被測(cè)物體的計(jì)算機(jī)坐標(biāo)。坐標(biāo)變換的目的是得到物體在計(jì)算機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，由鏡頭光學(xué)成像 的原理以及攝像頭標(biāo)定得到的內(nèi)、外參數(shù)能夠?qū)⒈粶y(cè)物體的三維空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn) 換為計(jì)算機(jī)坐標(biāo)系。主要過(guò)程說(shuō)明如下l.從物體三維世界坐標(biāo)(Xf， Yf， Zf)到攝像機(jī)三維坐標(biāo)(a，b，c)的變換。其 中三維世界坐標(biāo)系是指用來(lái)描述攝像機(jī)位置的坐標(biāo)，而攝像機(jī)三維坐標(biāo)系指的 是原點(diǎn)位于光心上，Z軸為攝像機(jī)的光軸，X， Y軸方向由右手定則確定的坐標(biāo) 系。<formula>formula see original document page 10</formula>其中，S為3 X3的旋轉(zhuǎn)變換矩陣，Q為3 Xl的平移矢量，A為圖5中攝像機(jī)的角度參數(shù)。2. 攝像機(jī)三維坐標(biāo)(a， b， c)在理想的小孔成像模型下經(jīng)投影變換至理想圖 像坐標(biāo)(Xv， YJ。理想圖像坐標(biāo)指的是計(jì)算機(jī)中以MXN行的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的坐 標(biāo)系，在不考慮其他影響的情況下，圖像存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中時(shí)的坐標(biāo)為其中，f為鏡頭的焦距，a，b，c為攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。3. 考慮攝像機(jī)透鏡的徑向畸變因素，將理想圖像坐標(biāo)(Xv， Yv)轉(zhuǎn)換成實(shí)際 圖像坐標(biāo)(Xd， Yd)。[i;(i+的-1其中r = V"《表示圖像中心O到實(shí)際圖像坐標(biāo)(Xd，Yd)的距離；k表 示透鏡徑向畸變系數(shù)。4. 實(shí)際圖像坐標(biāo)(Xd，Yd)到計(jì)算機(jī)圖像坐標(biāo)(x， y)的變換其中，Nx， Ny為x， y方向上的像素?cái)?shù)量，其中Nx為700， Ny為700。 u0 為攝像機(jī)圖像中心點(diǎn)Oi在計(jì)算機(jī)坐標(biāo)系中的x坐標(biāo)，v。為攝像機(jī)圖像中心點(diǎn) Oi在計(jì)算機(jī)坐標(biāo)系中的y坐標(biāo)。經(jīng)過(guò)以上四個(gè)步驟得到物體原始圖像與計(jì)算機(jī)中坐標(biāo)的理想轉(zhuǎn)換關(guān)系式， 由于每個(gè)攝像頭的安裝位置和拍攝角度不完全一致，這個(gè)時(shí)候需要用到前面攝 像頭標(biāo)定的結(jié)果。標(biāo)定得到攝像頭的有效焦距fc，主點(diǎn)cc，扭曲系數(shù)alpha一c 及畸變系數(shù)kc，將這四個(gè)參數(shù)輸入到物體原始圖像與計(jì)算機(jī)中坐標(biāo)的理想轉(zhuǎn)換 關(guān)系式中對(duì)該關(guān)系式進(jìn)行修正。修正完成之后將攝像頭之間的相互差異去除，保證了三維重構(gòu)時(shí)的精確度。原始圖像的某個(gè)像素點(diǎn)，經(jīng)過(guò)上述過(guò)程變換之后 將得到一個(gè)與其相對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)坐標(biāo)。三維重構(gòu)首先構(gòu)建正方體，該正方體的三條相連底邊分別為計(jì)算機(jī)三維坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸，然后在該正方體內(nèi)繪制三維點(diǎn)；得到被測(cè)物體每個(gè)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)圖像 坐標(biāo)后，利用SGI公司的OPENGL三維物理引擎構(gòu)建一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體， 該正方體的三條相連底邊分別為計(jì)算機(jī)三維坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸。三維重構(gòu)開(kāi) 始后，調(diào)用OPENGL軟件中的點(diǎn)繪制命令GL—POINTS繪制三維點(diǎn)。繪制點(diǎn)時(shí)，采 用類似雕刻的算法，該算法模擬雕刻過(guò)程，對(duì)正方體內(nèi)的每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算， 如果該點(diǎn)在實(shí)際圖像中沒(méi)有與其相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，那么認(rèn)為該點(diǎn)是空的，因此將該 點(diǎn)去除。如果在原始圖像中有與其相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，則將該點(diǎn)保留。對(duì)整個(gè)正方體 運(yùn)算完成之后該正方體中只剩下在原始圖像中有相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的元素，因此正方體 中剩下的三維物體對(duì)應(yīng)著被測(cè)物體的真實(shí)三維形狀。 體積計(jì)算根據(jù)被測(cè)物體圖像的分辨率和正方體代表的體積，計(jì)算每個(gè)三維點(diǎn)所代表 的體積，統(tǒng)計(jì)被測(cè)物體的所有三維點(diǎn)，得到被測(cè)物體的實(shí)際體積。程序中所采用正方體的邊長(zhǎng)為10cm，正方體體積為1000cm3。圖像采集時(shí)， 去除邊緣的無(wú)用像素，將攝像頭的采集分辨率設(shè)置為700X700，然后在后續(xù)處 理中都采用這個(gè)分辨率，則在三維重構(gòu)圖像中每個(gè)像素所代表的體積為 2.91545X 10—3 mm3。三維重構(gòu)完成之后，統(tǒng)計(jì)三維重構(gòu)圖像中的有效像素點(diǎn)的 個(gè)數(shù)，將個(gè)數(shù)乘以單個(gè)像素的體積得到被測(cè)物體的體積，其精度為2.91545X 10—3 mrn3。
權(quán)利要求
1、一種基于圖像的體積測(cè)量裝置，其特征在于，包括圖像采集裝置和計(jì)算機(jī)，所述圖像采集裝置含有載物臺(tái)、以及對(duì)稱設(shè)置在載物臺(tái)上的三個(gè)攝像頭，所述三個(gè)攝像頭俯角相同，被測(cè)物體位于載物臺(tái)中心，所述計(jì)算機(jī)控制三個(gè)攝像頭采集被測(cè)物體圖像，利用圖像重構(gòu)得到被測(cè)物體的三維形狀，計(jì)算出被測(cè)物體的體積。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的體積測(cè)量裝置，其特征在于，所 述三個(gè)攝像頭的內(nèi)部晶振頻率相同。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的體積測(cè)量裝置，其特征在于，所 述三個(gè)攝像頭共用一個(gè)外部晶振代替其內(nèi)部晶振。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種基于圖像的體積測(cè)量裝置，其特征在于，所 述攝像頭采用邁德克斯MS-訊雷2 USB2.0攝像頭。
5、 一種基于圖像的體積測(cè)量方法，以上述基于圖像的體積測(cè)量裝置為基礎(chǔ)， 其特征在于，包括以下步驟攝像頭標(biāo)定首先制作標(biāo)定板，標(biāo)定板上設(shè)置標(biāo)定圖像，變換標(biāo)定板位置， 每個(gè)攝像頭分別拍攝標(biāo)定板，采集圖像，進(jìn)行標(biāo)定，得到每個(gè)攝像頭的內(nèi)外參 數(shù)；圖像采集將被測(cè)物體置于載物臺(tái)中心，計(jì)算機(jī)控制三個(gè)攝像頭對(duì)被測(cè)物體拍攝，采集圖像輸入計(jì)算機(jī)；圖像預(yù)處理計(jì)算機(jī)采用圖像平滑算法對(duì)所采集圖像進(jìn)行處理，去除圖像 中的干擾以及無(wú)用信息；圖像邊緣提取采用二值化的方法對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，得到被測(cè)物體三個(gè)方向的外形輪廓；坐標(biāo)變換根據(jù)鏡頭光學(xué)成像的原理以及攝像頭標(biāo)定得到的內(nèi)外參數(shù)，得 到被測(cè)物體的三維空間坐標(biāo)，將被測(cè)物體的三維空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)坐標(biāo) 系，得到被測(cè)物體的計(jì)算機(jī)坐標(biāo)；三維重構(gòu)首先構(gòu)建正方體，該正方體的三條相連底邊分別為計(jì)算機(jī)坐標(biāo) 系的三個(gè)坐標(biāo)軸，然后在該正方體內(nèi)繪制三維點(diǎn)；體積計(jì)算根據(jù)被測(cè)物體圖像的分辨率和正方體代表的體積，計(jì)算每個(gè)三 維點(diǎn)所代表的體積，統(tǒng)計(jì)被測(cè)物體的所有三維點(diǎn)，得到被測(cè)物體的實(shí)際體積。
全文摘要
本發(fā)明涉及物體體積測(cè)量領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于圖像的體積測(cè)量裝置和測(cè)量方法。該測(cè)量裝置包括圖像采集裝置和計(jì)算機(jī)，所述圖像采集裝置含有載物臺(tái)、以及對(duì)稱設(shè)置在載物臺(tái)上的三個(gè)攝像頭；以上述測(cè)量裝置為基礎(chǔ)，該測(cè)量方法包括攝像頭標(biāo)定、圖像采集、圖像預(yù)處理、圖像邊緣提取、坐標(biāo)變換、三維重構(gòu)步驟，最后統(tǒng)計(jì)被測(cè)物體的所有三維點(diǎn)，得到被測(cè)物體的實(shí)際體積。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、食品、環(huán)保、水處理、建材、糧食等行業(yè)的微量粉狀、顆粒狀物料的連續(xù)定量投加、配料工藝中的干粉投料等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01B11/00GK101266131SQ20081001790
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者暢 王, 趙彩霞, 毅 韓 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)