專利名稱：一種基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)距與圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種基于測(cè)距技術(shù)的行李尺
寸在線測(cè)量系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
隨著世界各國(guó)航空客運(yùn)市場(chǎng)的快速發(fā)展，乘坐飛機(jī)來(lái)往于各地的旅客人數(shù)在不斷增多。然而，受機(jī)場(chǎng)、行李裝卸、分檢設(shè)備、人員素質(zhì)、甚至天氣等多種不確定因素的影響，航班行李發(fā)生不正常運(yùn)輸?shù)氖鹿试絹?lái)越多。 對(duì)于這些不正常運(yùn)輸?shù)男欣睿?980年以前，世界各國(guó)航空公司基本上是采用電傳(TTY)的方式相互查詢。在各國(guó)航空公司的呼吁和期待下，1980年、1984年、1989年相繼出現(xiàn)了第一代行李查詢BAGTRAC系統(tǒng)(BAGGAGE TRACING SYSTEM,縮寫為BT)、第一代行李查詢管理系統(tǒng)BAHAMAS (BAGGAGE HANDLING MANAGEMENT,縮寫為BM)、以及基于上述BT和BM兩套系統(tǒng)的世界行李查詢系統(tǒng)WORLD TRACER。世界行李查詢系統(tǒng)WORLD TRACER充分利用了現(xiàn)代化的信息管理方式，對(duì)世界上加入這套系統(tǒng)的航空公司，實(shí)現(xiàn)了事故行李的自動(dòng)核對(duì)查找、實(shí)時(shí)監(jiān)控和系統(tǒng)管理。這套系統(tǒng)的主機(jī)備份在美國(guó)亞特蘭大的數(shù)據(jù)處理中心，由各國(guó)航空公司采用租借的形式交費(fèi)使用。 受高昂的費(fèi)用、無(wú)中文功能等因素影B向，目前我國(guó)僅有國(guó)航、東航、南航和廈航等少數(shù)幾家航空公司的部分有國(guó)際運(yùn)輸?shù)暮秸臼褂眠@套"環(huán)球行李查詢系統(tǒng)"，相互間還做不到行李信息資源的完全共享。 我國(guó)各航空公司獨(dú)立處理不正常運(yùn)輸?shù)男欣睿瑢?duì)事故行李缺乏有效溝通，使得行李運(yùn)輸?shù)氖鹿事示痈卟幌拢每偷男欣钔对V率也逐年攀升，增加了承運(yùn)人的運(yùn)營(yíng)成本，極大影響了承運(yùn)人的信譽(yù)。雖然國(guó)內(nèi)有個(gè)別航空公司，如南航，對(duì)外公布開(kāi)發(fā)了一套用于行李查詢、能與互聯(lián)網(wǎng)相銜接的、具有中文功能的行李查詢系統(tǒng)，但這套系統(tǒng)因?yàn)閮H限于本航空公司內(nèi)部使用，而且使用的航站少，還沒(méi)有充分發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。對(duì)于不正常運(yùn)輸?shù)男欣睿?dāng)前國(guó)內(nèi)大多數(shù)機(jī)場(chǎng)主要依賴于行李處理人員通過(guò)目測(cè)方法獲得行李的基本信息，人工登記行李基本情況表。隨著行李不正常運(yùn)輸事故的日益增多，這種重復(fù)、低效的全人工處理方式，嚴(yán)重影響了事故行李處理的效率，也給事故行李處理人員帶來(lái)了繁重的工作量。對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)航空運(yùn)輸業(yè)快速發(fā)展的大國(guó)，當(dāng)前不正常運(yùn)輸行李的查詢現(xiàn)狀與我國(guó)民航運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展極不和諧。 為了從根本上解決事故行李的查找問(wèn)題，應(yīng)該利用現(xiàn)代高科技，研發(fā)我國(guó)自己的、性價(jià)比高、具有中文功能的"行李查詢系統(tǒng)"，將各地航站的行李信息互通互聯(lián)，進(jìn)而使出現(xiàn)行李運(yùn)輸事故的旅客，能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，輕易查閱和調(diào)取自己行李的信息。這不僅能提高事故行李的查找率，還能減輕行李查詢工作人員的負(fù)擔(dān)，更方便旅客。 如何實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)事故行李的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)與查詢，而且能最大限度地保持現(xiàn)行的機(jī)場(chǎng)行李運(yùn)行機(jī)制，成為廣大機(jī)場(chǎng)和航空公司高度關(guān)注的問(wèn)題。其中，行李尺寸大小是事故行李查詢的重要指標(biāo)和重要依據(jù)，因此，行李尺寸的自動(dòng)測(cè)量對(duì)于行李的信息統(tǒng)計(jì)與有效查詢具
4有非常重要的意義。 在測(cè)距原理的基礎(chǔ)上利用圖像處理技術(shù)來(lái)獲得行李的尺寸，具有成本低、非接觸、 在線和自動(dòng)測(cè)量的特點(diǎn)，不僅可用于機(jī)場(chǎng)行李的測(cè)量，也可用于火車站、長(zhǎng)途汽車站等行李 的測(cè)量。目前，雖然測(cè)距技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，但是未曾出現(xiàn)過(guò)基于測(cè)距技術(shù)的 行李尺寸測(cè)量系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述存在的問(wèn)題，提供一種基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線 測(cè)量系統(tǒng)與方法，綜合利用測(cè)距和圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)行李尺寸的低成本、非接觸、自動(dòng)、在 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的第一方面是提供一種基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸 在線測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用的技術(shù)方案包括工作臺(tái)、測(cè)量部、A/D轉(zhuǎn)換器、圖像處理模塊和 服務(wù)器，其中工作臺(tái)內(nèi)安裝測(cè)量部，測(cè)量部在線、非接觸測(cè)量行李表面不同部位距測(cè)量部 的距離，獲得行李不同部位的一維模擬距離信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換器與測(cè)量部的一輸入端連接，A/ D轉(zhuǎn)換器接收并將行李不同部位的一維模擬距離信號(hào)轉(zhuǎn)為行李不同部位的一維數(shù)字距離信 號(hào)；圖像處理模塊與A/D轉(zhuǎn)換器連接，圖像處理模塊存儲(chǔ)行李不同部位的一維數(shù)字距離信 號(hào)，并根據(jù)獲取時(shí)間的先后組成行李的二維面陣距離圖像，并對(duì)二維面陣距離圖像進(jìn)行分 析和計(jì)算處理，得到行李的長(zhǎng)、寬、高尺寸信息；服務(wù)器與圖像處理模塊連接，服務(wù)器接收并 存儲(chǔ)行李的長(zhǎng)、寬、高信息，為行李管理人員和旅客提供行李信息的查詢服務(wù)，實(shí)現(xiàn)行李尺 寸自動(dòng)化處理。 其中，所述測(cè)量部包括位于工作臺(tái)內(nèi)的測(cè)距傳感器陣列、行李檢測(cè)儀及行李傳送 裝置，測(cè)距傳感器陣列嵌在工作臺(tái)的內(nèi)頂面上，與行李傳送裝置的前進(jìn)方向垂直，用來(lái)測(cè)量 行李表面不同部位距測(cè)距傳感器陣列的一維模擬距離信號(hào)；行李傳送裝置的上面放置行 李，用于運(yùn)送行李；行李檢測(cè)儀安裝在工作臺(tái)的內(nèi)側(cè)面，靠近工作臺(tái)入口處，用于檢測(cè)是否 有行李出現(xiàn)。 其中，所述工作臺(tái)呈倒立的凹槽形。 其中，所述圖像處理模塊從二維面陣距離圖像中分割出行李區(qū)域；并針對(duì)分割出 來(lái)的行李區(qū)域，圖像處理模塊對(duì)各像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，獲得該行李的高 度；針對(duì)分割出來(lái)的行李區(qū)域，圖像處理模塊提取該行李的輪廓，獲得該行李的長(zhǎng)、寬信息。
其中，所述測(cè)距傳感器陣列，其工作狀態(tài)由系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)，在行李檢測(cè)儀檢測(cè)到有 行李時(shí)，觸發(fā)測(cè)距傳感器陣列開(kāi)始工作；測(cè)距傳感器陣列是隨著行李的勻速前進(jìn)，不斷獲取 行李表面距測(cè)距傳感器陣列的距離信號(hào)。 其中，所述服務(wù)器上安裝有上網(wǎng)裝置，并與Internet網(wǎng)絡(luò)連接。 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的第二方面是提供一種基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸
在線測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，該方法采用的技術(shù)方案包括步驟如下 步驟S1 :行李傳送裝置在水平方向上作勻速運(yùn)動(dòng)，若行李傳送裝置上有行李時(shí)， 行李相對(duì)于行李傳送裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)； 步驟S2 :當(dāng)行李穿過(guò)工作臺(tái)時(shí)，行李檢測(cè)儀檢測(cè)到行李，觸發(fā)測(cè)距傳感器陣列開(kāi) 始測(cè)量行李表面距測(cè)距傳感器陣列的一維模擬距離信號(hào)，當(dāng)沒(méi)有行李穿過(guò)工作臺(tái)時(shí)，則返回步驟SI ; 步驟S3 :—維模擬距離信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變換成一維數(shù)字距離信號(hào)，并發(fā)送給圖 像處理模塊； 步驟S4 :隨著行李在水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)距傳感器陣列不斷地獲取行李表面 不同部位距測(cè)距傳感器陣列的一維模擬距離信號(hào)，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器，將轉(zhuǎn)換后的一維數(shù)字 距離信號(hào)發(fā)送給圖像處理模塊進(jìn)行存儲(chǔ)； 步驟S5 :圖像處理模塊將所存儲(chǔ)的行李不同部位的一維數(shù)字距離信號(hào)，根據(jù)獲取 時(shí)間的先后組成行李的二維面陣距離圖像。
步驟S6 :圖像處理模塊從二維面陣距離圖像中分割出行李區(qū)域； 步驟S7 :針對(duì)分割出來(lái)的行李區(qū)域，圖像處理模塊對(duì)各像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行處理
和統(tǒng)計(jì)分析，獲得該行李的高度； 步驟S8 :針對(duì)分割出來(lái)的行李區(qū)域，圖像處理模塊提取該行李的輪廓，獲得該行 李的長(zhǎng)、寬信息； 步驟S9 :將行李的長(zhǎng)、寬、高信息，送給服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)，以方便行李管理人員和 旅客查詢。 其中，所述測(cè)距傳感器陣列的工作狀態(tài)由系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)，在行李檢測(cè)儀檢測(cè)到有 行李時(shí)，觸發(fā)測(cè)距傳感器陣列開(kāi)始工作。 其中，所述測(cè)距傳感器陣列是隨著行李的勻速前進(jìn)，不斷獲取行李表面距測(cè)距傳 感器陣列的距離信號(hào)。 其中，所述圖像處理模塊從二維面陣距離圖像中分割出行李區(qū)域；并針對(duì)分割出 來(lái)的行李區(qū)域，圖像處理模塊對(duì)各像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，獲得該行李的高 度；針對(duì)分割出來(lái)的行李區(qū)域，圖像處理模塊提取該行李的輪廓，獲得該行李的長(zhǎng)、寬信息。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)與方法，以 測(cè)距技術(shù)為基礎(chǔ)，采用圖像處理方法，自動(dòng)獲取行李的尺寸大小。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低， 一次投入長(zhǎng)期有效，容易實(shí)現(xiàn)，不僅可以實(shí)現(xiàn)行李尺寸的在線自動(dòng)測(cè)量，而且不必在行李上 事先設(shè)置標(biāo)簽，從而實(shí)現(xiàn)了在不改變當(dāng)前機(jī)場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制的前提下非接觸測(cè)量行李尺寸的目 的，可大大減少行李處理人員的工作量，提高行李處理的效率。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖 圖2是本發(fā)明的信號(hào)采集平臺(tái)側(cè)視示意圖 圖3是本發(fā)明的信號(hào)采集平臺(tái)前視示意圖 圖4是系統(tǒng)工作流程圖 圖5是二維距離圖像原理示意圖 附圖中主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明 1 :信號(hào)采集平臺(tái)； 11 :工作臺(tái)； 13 :行李； 14 :行李檢測(cè)儀； 16 :工作臺(tái)入口 ； 2 :A/D轉(zhuǎn)換器； 4 :服務(wù)器； 5 :測(cè)量部
12 :測(cè)距傳感器陣列； 15 :行李傳送裝置； 3: 像處理模塊；
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案中所涉及的各個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題。應(yīng)指出的是，
所描述的實(shí)施例僅旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。 本發(fā)明的基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)，除電源外，主要由信號(hào)采集平
臺(tái)1、A/D轉(zhuǎn)換器2、圖像處理模塊3、服務(wù)器4和測(cè)量部5組成。其中，信號(hào)采集平臺(tái)l又包
括工作臺(tái)ll和工作臺(tái)入口 16。 所述測(cè)量部5包括測(cè)距傳感器陣列12、行李檢測(cè)儀14及行李傳送裝置15，測(cè)距 傳感器陣列12位于行李13的上方，用來(lái)測(cè)量行李13表面不同部位距測(cè)距傳感器陣列12 的一維模擬距離信號(hào)；行李傳送裝置15的上面放置行李，用于運(yùn)送行李13 ;行李檢測(cè)儀14 位于行李附近，用于檢測(cè)是否有行李13出現(xiàn)。 工作臺(tái)ll，主要用來(lái)安裝和固定行李檢測(cè)儀14及測(cè)距傳感器陣列12。工作臺(tái)11 呈倒立的凹槽形，具有一定的長(zhǎng)度、寬度、高度和厚度，安裝于行李傳送裝置15的上方。工 作臺(tái)ll始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。 行李傳送裝置15，采用通常的傳送帶結(jié)構(gòu)，用于運(yùn)送行李13，在水平方向上作勻 速運(yùn)動(dòng)。 行李檢測(cè)儀14，本實(shí)施方式中采用對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)行李傳送裝置15上 是否有行李13出現(xiàn)，當(dāng)行李檢測(cè)儀14檢測(cè)到有行李13時(shí)，觸發(fā)測(cè)距傳感器陣列12開(kāi)始采 集信號(hào)。它安裝在工作臺(tái)11的內(nèi)側(cè)面下方，靠近工作臺(tái)入口處16。對(duì)射式光電開(kāi)光，作為 本實(shí)施方案中行李檢測(cè)儀的實(shí)現(xiàn)方式，它主要由在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對(duì)放置的發(fā)射 器和接收器組成，發(fā)射器和接收器分別安裝在工作臺(tái)11對(duì)立的內(nèi)側(cè)面上，當(dāng)發(fā)射器和接收 器之11沒(méi)有行李13經(jīng)過(guò)時(shí)，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器，當(dāng)有行李13經(jīng)過(guò)發(fā)射器 和接收器之間且阻斷光線時(shí)，該光電開(kāi)關(guān)將產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。 測(cè)距傳感器陣列12，用來(lái)測(cè)量行李13距測(cè)距傳感器陣列12的距離，當(dāng)有行李13 經(jīng)過(guò)時(shí)，測(cè)距傳感器陣列12被觸發(fā)，處于工作狀態(tài)，隨著行李13的勻速前進(jìn)，測(cè)距傳感器陣 列12不斷采集行李14表面距測(cè)距傳感器陣列12的距離信號(hào)。測(cè)距傳感器陣列12可采用 0DSL96-2300型號(hào)的激光測(cè)距傳感器，該型號(hào)激光測(cè)距傳感器的測(cè)距范圍為150-2300mm， 分辨率為l-3mm，封裝尺寸為90X70X30mm。如果行李經(jīng)過(guò)測(cè)距傳感器陣列12下方的最大 寬度為100cm，為了能充分覆蓋行李13可能出現(xiàn)的范圍，可將40個(gè)激光測(cè)距傳感器緊密排 列成一行，組成激光測(cè)距傳感器陣列12，安裝在工作臺(tái)11的內(nèi)頂面，與行李傳送裝置15的 前進(jìn)方向垂直。在行李檢測(cè)儀14的觸發(fā)下，各激光測(cè)距傳感器均同時(shí)垂直向下發(fā)射光束。 由于各激光測(cè)距傳感器結(jié)構(gòu)相同、且排列成一行，因此激光測(cè)距傳感器陣列12同步發(fā)射的 光束形成一個(gè)垂直平面，與行李傳送裝置15的前進(jìn)方向垂直相交。通過(guò)檢測(cè)各測(cè)距傳感器 垂直向下同步發(fā)射光束的反射，測(cè)量行李13表面上與測(cè)距傳感器發(fā)射光束相交的各點(diǎn)距 各測(cè)距傳感器的距離。該距離是模擬信號(hào)，以下稱之為模擬距離信號(hào)。在同一時(shí)刻，同步工 作的激光測(cè)距傳感器陣列12的所有激光測(cè)距傳感器所測(cè)得的模擬距離信號(hào)構(gòu)成行李與測(cè) 距傳感器陣列12的一維模擬距離信號(hào)。 A/D轉(zhuǎn)換器2，本實(shí)施方案可采用5個(gè)8通道ADS5281系列模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將測(cè) 距傳感器陣列12輸出的一維模擬距離信號(hào)轉(zhuǎn)為一維數(shù)字距離信號(hào)，連接測(cè)距傳感器的輸出端和圖像處理模塊3的輸入端。 圖像處理模塊3，用于一維數(shù)字距離信號(hào)的存儲(chǔ)，以及數(shù)據(jù)計(jì)算與處理。圖像處理
模塊3包括支撐數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和運(yùn)算的硬件單元，以及專門用于行李尺寸計(jì)算的算法模塊。 服務(wù)器4，是一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于行李尺寸信息的存儲(chǔ)與查詢。 本發(fā)明的基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)及其方法，首先進(jìn)行信號(hào)的采
集，具體實(shí)現(xiàn)如下 (1)行李傳送裝置15在水平方向上作勻速運(yùn)動(dòng)，若行李13位于行李傳送裝置15 上，行李13相對(duì)于行李傳送裝置15處于靜止?fàn)顟B(tài)； (2)當(dāng)行李13穿過(guò)工作臺(tái)11時(shí)，行李檢測(cè)儀14檢測(cè)到行李13，觸發(fā)測(cè)距傳感器 陣列12測(cè)量行李13表面距測(cè)距傳感器陣列12的一維模擬距離信號(hào)，當(dāng)沒(méi)有行李13穿過(guò) 工作臺(tái)ll時(shí)，則返回步驟(1); (3)—維模擬距離信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器2變換成一維數(shù)字距離信號(hào)，并發(fā)送給圖像處 理模塊3進(jìn)行存儲(chǔ)； (4)隨著行李13在水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)距傳感器陣列12不斷地獲取行李13 表面不同部位距測(cè)距傳感器陣列12的一維模擬距離信號(hào)，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器2，將轉(zhuǎn)換后的一 維數(shù)字距離信號(hào)發(fā)送給圖像處理模塊3進(jìn)行存儲(chǔ)。 待行李13的一維數(shù)字距離信號(hào)采集完畢后，將由圖像處理模塊3進(jìn)行分析計(jì)算
(1)將所存儲(chǔ)的關(guān)于同一行李的距離數(shù)據(jù)，根據(jù)獲取的先后順序，生成關(guān)于行李的 二維面陣距離圖像； (2)利用圖像處理模塊3，從二維面陣距離圖像中分割出行李區(qū)域； (3)圖像處理模塊3對(duì)二維面陣距離圖像中的行李區(qū)域，進(jìn)行分析處理，統(tǒng)計(jì)行李
區(qū)域圖像的像素值特性，獲得行李13的高度。 (4)圖像處理模塊3對(duì)二維面陣距離圖像中的行李區(qū)域，進(jìn)行邊緣提取與輪廓分 析，獲得行李13的長(zhǎng)、寬信息。 (5)將行李13的長(zhǎng)、寬、高信息，送給服務(wù)器4進(jìn)行存儲(chǔ)，以方便行李管理人員和旅 客查詢。 以下結(jié)合附圖再作詳細(xì)說(shuō)明。 如圖l所示，本系統(tǒng)主要由信號(hào)采集平臺(tái)1、A/D轉(zhuǎn)換器2、圖像處理模塊3、服務(wù)器 4和測(cè)量部5組成(圖中電源省略)。 A/D轉(zhuǎn)換器2的主要功能是將測(cè)距傳感器陣列測(cè)得的一維模擬距離信號(hào)轉(zhuǎn)為一維 數(shù)字距離信號(hào)。 圖像處理模塊3主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、圖像的生成與處理、行李尺寸的計(jì)算。圖像 處理模塊3存儲(chǔ)一維數(shù)字距離信號(hào)，并根據(jù)一維數(shù)字距離信號(hào)獲取的時(shí)間先后，結(jié)合測(cè)距 傳感器陣列12距行李傳送裝置15的距離，將多個(gè)一維數(shù)字距離信號(hào)組成二維數(shù)字距離圖 像I。然后，圖像處理模塊3從二維數(shù)字距離圖像I中分割出行李區(qū)域R，如圖5所示。再 根據(jù)分割出的行李區(qū)域R，分析統(tǒng)計(jì)區(qū)域的像素值特性，獲得行李13的高度信息；提取行李 13的輪廓，獲得行李13的長(zhǎng)、寬信息。 服務(wù)器4是一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，服務(wù)器4中包括一個(gè)存儲(chǔ)行李尺寸信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。 服務(wù)器4上還安裝有上網(wǎng)設(shè)置，并與Internet網(wǎng)絡(luò)連接，機(jī)場(chǎng)行李管理人員或旅客可通過(guò)Internet訪問(wèn)服務(wù)器4。 如圖2和圖3所示，信號(hào)采集平臺(tái)1主要包括工作臺(tái)11、測(cè)距傳感器陣列12、行李檢測(cè)儀14、行李傳送裝置15。工作臺(tái)11用于安裝和固定測(cè)距傳感器陣列12和行李檢測(cè)儀14，工作臺(tái)11呈倒立的凹槽形，具有一定的長(zhǎng)度、寬度、高度和厚度，安裝在行李傳送裝置15的上方。行李檢測(cè)儀14，用于檢測(cè)是否有行李13出現(xiàn)，安裝在工作臺(tái)11的內(nèi)側(cè)面下方，靠近工作臺(tái)入口處16。測(cè)距傳感器陣列12，用來(lái)測(cè)量行李13表面距測(cè)距傳感器陣列12的距離，安裝在工作臺(tái)11的內(nèi)頂面，與行李傳送裝置15的前進(jìn)方向垂直。測(cè)距傳感器陣列12由多個(gè)測(cè)距傳感器并列而成，被行李檢測(cè)儀14觸發(fā)后將同步工作。這些測(cè)距傳感器垂直向下發(fā)射光束，通過(guò)檢測(cè)發(fā)射光束的反射，測(cè)量行李13表面與測(cè)距傳感器發(fā)射光束相交的各點(diǎn)距測(cè)距傳感器的距離，從而獲得行李13表面距測(cè)距傳感器陣列12的一維模擬距離信號(hào)。
如圖4所示，本發(fā)明系統(tǒng)的工作流程如下所述。 行李傳送裝置15在水平方向作勻速運(yùn)動(dòng)，行李13位于行李傳送裝置15上，相對(duì)于行李傳送裝置15靜止，行李13隨著行李傳送裝置15 —起相對(duì)于地面作勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)行李13經(jīng)過(guò)工作臺(tái)11時(shí)，行李檢測(cè)儀14檢測(cè)到行李13并輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，觸發(fā)測(cè)距傳感器陣列12開(kāi)始工作。測(cè)距傳感器陣列12測(cè)量行李13表面距測(cè)距傳感器陣列12的一維模擬距離信號(hào)。 獲得的一維模擬距離信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換為一維數(shù)字距離信號(hào)，并送往圖像處理模塊3進(jìn)行保存。隨著行李13在行李傳送裝置15上的水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)距傳感器陣列12不斷地獲取行李13表面不同部位距測(cè)距傳感器陣列12的一維模擬距離信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器2處理后不斷地輸入到圖像處理模塊3中。 當(dāng)行李13的一維模擬距離信號(hào)采集工作完成后，圖像處理模塊3將獲取的行李13表面不同部位的一維數(shù)字距離信號(hào)，根據(jù)獲取時(shí)間的先后組成二維面陣距離圖像I。
下面結(jié)合圖5對(duì)二維面陣距離圖像I進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。測(cè)距傳感器陣列12測(cè)量行李13表面距離傳感器陣列的距離，每測(cè)量一次獲得一個(gè)一維模擬距離信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換后，得到一維數(shù)字距離信號(hào)。該一維數(shù)字距離信號(hào)存儲(chǔ)在圖像處理模塊3中。隨著行李13的勻速前進(jìn)，測(cè)距傳感器陣列12可先后測(cè)得行李13表面不同部位的多個(gè)一維模擬距離信號(hào)，這些一維模擬距離信號(hào)先后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換成一維數(shù)字距離信號(hào)后，也都存入圖像處理模塊3中。由于此時(shí)的一維數(shù)字距離信號(hào)反映的是行李13表面距測(cè)距傳感器陣列12的距離，為了獲得行李13表面距行李傳送裝置15的距離，可以根據(jù)事先測(cè)得的測(cè)距傳感器陣列12距行李傳送裝置15的距離，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換后的行李13表面距測(cè)距傳感器陣列12的一維數(shù)字距離信號(hào)進(jìn)行變換，得到反映行李13表面距行李傳送裝置15的轉(zhuǎn)換后的一維數(shù)字距離信號(hào)S。這些轉(zhuǎn)換后的一維數(shù)字距離信號(hào)S，根據(jù)其對(duì)應(yīng)的一維模擬距離信號(hào)獲取時(shí)間的先后，組成二維面陣距離圖像I。在二維面陣距離圖像I上，每一小方格為一像素點(diǎn)，其橫向位置對(duì)應(yīng)于測(cè)距傳感器陣列12的一個(gè)測(cè)距傳感器，其縱向位置對(duì)應(yīng)于測(cè)距傳感器陣列12的采集信號(hào)時(shí)刻，像素點(diǎn)的像素值表示行李13表面上的該對(duì)應(yīng)點(diǎn)與行李傳送裝置15的距離。行李13表面高度越大的部位，距行李傳送裝置15的距離越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)換后的一維數(shù)字距離信號(hào)越強(qiáng)，相應(yīng)地，在二維面陣距離圖像I中的像素點(diǎn)的像素值也越大。如圖5所示，各像素點(diǎn)的顏色越淺表示像素值越大，顏色越深表示像素值越小，因此在該二維面陣距離圖像I中，行李區(qū)域R的像素值明顯比圖像其它區(qū)域(行李傳送裝置15區(qū)域)的像素值要大。該二維面陣距離圖像I的各像素點(diǎn)的像素值，是行李13表面距離行李傳送裝置15距離的反映，S卩，像素值包含了行李13的高度信息。 然后，圖像處理模塊3對(duì)二維面陣距離圖像I，進(jìn)行行李區(qū)域分割操作，獲取行李13在二維面陣距離圖像I中的有效行李區(qū)域R。 接下來(lái)，分別利用二維面陣距離圖像的各像素點(diǎn)的像素值大小和空間分布等不同信息，分別計(jì)算行李13的高度和長(zhǎng)寬信息。針對(duì)行李13的高度，對(duì)二維面陣距離圖像中的行李區(qū)域R的像素值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獲取行李13的高度。針對(duì)行李13的長(zhǎng)度和寬度，對(duì)二維面陣距離圖像中的行李區(qū)域R，提取行李13的邊緣，進(jìn)而獲得行李13的輪廓，并根據(jù)輪廓獲取行李13的長(zhǎng)度和高度信息。 圖像處理模塊3計(jì)算得到的行李13長(zhǎng)、寬、高等信息，送到服務(wù)器4進(jìn)行保存，以便行李管理人員和旅客的查詢。 以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括工作臺(tái)、測(cè)量部、A/D轉(zhuǎn)換器、圖像處理模塊和服務(wù)器，其中工作臺(tái)內(nèi)安裝測(cè)量部，測(cè)量部在線、非接觸測(cè)量行李表面不同部位距測(cè)量部的距離，獲得行李不同部位的一維模擬距離信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換器與測(cè)量部的一輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換器接收并將行李不同部位的一維模擬距離信號(hào)轉(zhuǎn)為行李不同部位的一維數(shù)字距離信號(hào)；圖像處理模塊與A/D轉(zhuǎn)換器連接，圖像處理模塊存儲(chǔ)行李不同部位的一維數(shù)字距離信號(hào)，并根據(jù)獲取時(shí)間的先后組成行李的二維面陣距離圖像，并對(duì)二維面陣距離圖像進(jìn)行分析和計(jì)算處理，得到行李的長(zhǎng)、寬、高尺寸信息；服務(wù)器與圖像處理模塊連接，服務(wù)器接收并存儲(chǔ)行李的長(zhǎng)、寬、高信息，為行李管理人員和旅客提供行李信息的查詢服務(wù)，實(shí)現(xiàn)行李尺寸自動(dòng)化處理。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè) 量部包括位于工作臺(tái)內(nèi)的測(cè)距傳感器陣列、行李檢測(cè)儀及行李傳送裝置，測(cè)距傳感器陣列 嵌在工作臺(tái)的內(nèi)頂面上，與行李傳送裝置的前進(jìn)方向垂直，用來(lái)測(cè)量行李表面不同部位距 測(cè)距傳感器陣列的一維模擬距離信號(hào)；行李傳送裝置的上面放置行李，用于運(yùn)送行李；行 李檢測(cè)儀安裝在工作臺(tái)的內(nèi)側(cè)面，靠近工作臺(tái)入口處，用于檢測(cè)是否有行李出現(xiàn)。
3. 如權(quán)利要求2所述的基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述圖 像處理模塊從二維面陣距離圖像中分割出行李區(qū)域；并針對(duì)分割出來(lái)的行李區(qū)域，圖像處 理模塊對(duì)各像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，獲得該行李的高度；針對(duì)分割出來(lái)的行 李區(qū)域，圖像處理模塊提取該行李的輪廓，獲得該行李的長(zhǎng)、寬信息。
4. 如權(quán)利要求2所述的基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè) 距傳感器陣列，其工作狀態(tài)由系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)，即在行李檢測(cè)儀檢測(cè)到有行李時(shí)，觸發(fā)測(cè)距傳 感器陣列開(kāi)始工作；測(cè)距傳感器陣列是隨著行李的勻速前進(jìn)，不斷獲取行李表面距測(cè)距傳 感器陣列的一維模擬距離信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于外測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述 服務(wù)器上安裝有上網(wǎng)裝置，并與Internet網(wǎng)絡(luò)連接。
6. —種利用權(quán)利要求所述基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，其特征 在于，實(shí)現(xiàn)步驟如下步驟S1 :行李傳送裝置在水平方向上作勻速運(yùn)動(dòng)，若行李傳送裝置上有行李時(shí)，行李 相對(duì)于行李傳送裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)；步驟S2 :當(dāng)行李穿過(guò)工作臺(tái)時(shí)，行李檢測(cè)儀檢測(cè)到行李，觸發(fā)測(cè)距傳感器陣列開(kāi)始測(cè) 量行李表面距測(cè)距傳感器陣列的一維模擬距離信號(hào)，當(dāng)沒(méi)有行李穿過(guò)工作臺(tái)時(shí)，則返回步 驟S1 ;步驟S3 :—維模擬距離信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變換成一維數(shù)字距離信號(hào)，并發(fā)送給圖像處 理模塊；步驟S4 :隨著行李在水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)距傳感器陣列不斷地獲取行李表面不同 部位距測(cè)距傳感器陣列的一維模擬距離信號(hào)，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器，將轉(zhuǎn)換后的一維數(shù)字距離 信號(hào)發(fā)送給圖像處理模塊進(jìn)行存儲(chǔ)；步驟S5 :圖像處理模塊將所存儲(chǔ)的行李不同部位的一維數(shù)字距離信號(hào)，根據(jù)獲取時(shí)間的先后組成行李的二維面陣距離圖像。步驟S6 :圖像處理模塊從二維面陣距離圖像中分割出行李區(qū)域；步驟S7 :針對(duì)分割出來(lái)的行李區(qū)域，圖像處理模塊對(duì)各像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，獲得該行李的高度；步驟S8 :針對(duì)分割出來(lái)的行李區(qū)域，圖像處理模塊提取該行李的輪廓，獲得該行李的長(zhǎng)、寬信息；步驟S9 :將行李的長(zhǎng)、寬、高信息，送給服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)，以方便行李管理人員和旅客查詢。
7. 如權(quán)利要求6所述的基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量方法，其特征在于，所述測(cè)距傳感器陣列的工作狀態(tài)由系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)，即在行李檢測(cè)儀檢測(cè)到有行李時(shí)，觸發(fā)測(cè)距傳感器陣列開(kāi)始工作。
8. 如權(quán)利要求6所述的基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量方法，其特征在于，所述測(cè)距傳感器陣列是隨著行李的勻速前進(jìn)，不斷獲取行李表面距測(cè)距傳感器陣列的一維模擬距離信號(hào)。
9. 如權(quán)利要求6所述的基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量方法，其特征在于，所述圖像處理模塊從二維面陣距離圖像中分割出行李區(qū)域；并針對(duì)分割出來(lái)的行李區(qū)域，圖像處理模塊對(duì)各像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，獲得該行李的高度；針對(duì)分割出來(lái)的行李區(qū)域，圖像處理模塊提取該行李的輪廓，獲得該行李的長(zhǎng)、寬信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于測(cè)距技術(shù)的行李尺寸在線測(cè)量系統(tǒng)及其方法。系統(tǒng)主要由信號(hào)采集平臺(tái)、A/D轉(zhuǎn)換器、圖像處理模塊和服務(wù)器等構(gòu)成，其中，信號(hào)采集平臺(tái)包括工作臺(tái)、行李傳送裝置、行李檢測(cè)儀和測(cè)距傳感器陣列。圖像處理模塊對(duì)A/D轉(zhuǎn)換后得到的一維數(shù)字距離信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，并將其轉(zhuǎn)換成二維面陣距離圖像，根據(jù)二維面陣距離圖像的像素值大小及空間分布情況，分割出行李區(qū)域，進(jìn)而計(jì)算得到行李的長(zhǎng)、寬、高等尺寸信息。本發(fā)明在測(cè)距和圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，以在線、非接觸的方式自動(dòng)獲取行李的尺寸，可用于機(jī)場(chǎng)、火車站、汽車站等多種場(chǎng)合的行李尺寸在線測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B11/04GK101788270SQ20101011137
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者易建強(qiáng), 王彥情 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所