本發(fā)明涉及用于林業(yè)產(chǎn)業(yè)的原木識別、測量和/或計數(shù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：新西蘭和許多其它國家的原木出口產(chǎn)業(yè)需要對出口的每一原木進行計數(shù)和貼條形碼。在收獲之后，通常用伐木卡車或拖車將用于出口的原木遞送至港口。在到達港口后，在檢查點或處理站處理每輛卡車上的原木負載。通常，在將原木裝載到船上用于出口之前，對每一負載的原木數(shù)目進行計數(shù)且對每一個別原木進行各種測量來檢量體積和價值。取決于國家，可根據(jù)各種標準執(zhí)行原木檢量。在新西蘭，幾乎所有出口的原木都是基于日本農(nóng)業(yè)標準(jas)按體積銷售的。針對jas體積的檢量通常涉及測量每一原木的小端直徑和其長度，并接著基于這些測量來計算jas體積。原木計數(shù)和檢量作業(yè)當(dāng)前是非常勞動密集的，因為每輛伐木卡車需要一或多個原木檢量員來手動地對每一原木進行計數(shù)和檢量。原木計數(shù)和檢量作業(yè)可能導(dǎo)致從森林到船上用于出口或用于向國內(nèi)客戶供應(yīng)的原木的供應(yīng)鏈出現(xiàn)瓶頸。為了試圖解決以上問題，已提出各種自動化系統(tǒng)以有助于對原木的自動計數(shù)和測量。然而，當(dāng)前提出的系統(tǒng)中的許多具有各種缺點，這限制它們被原木出口產(chǎn)業(yè)廣泛采用。美國專利申請公開案2013/0144568中描述了一個這種自動化系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是用于伐木卡車上的原木負載的免下車原木測量系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括繞著其外圍安裝了激光陣列且伐木卡車可駕駛通過的大的結(jié)構(gòu)。所述系統(tǒng)在卡車駕駛通過時在卡車的后部掃描原木負載并生成原木負載的3d模型。接著處理3d模型以提取原木的各種特性，諸如原木直徑。這個系統(tǒng)非常大且昂貴。國際pct專利申請公開案wo2005/080949中描述了用于測量原木的另一個自動化系統(tǒng)。這個系統(tǒng)使用立體視覺測量單元，所述單元安裝至駕駛經(jīng)過地面上的原木堆的車輛且捕獲原木堆的立體視覺圖像。接著對立體圖像進行圖像處理以確定原木的各種物理性質(zhì)，諸如用于測量大小和對原木分等級。這個系統(tǒng)需要移動的車輛來使測量單元移動經(jīng)過位于地面上的原木堆且不適合用于原地測量伐木卡車上的原木負載。在本說明書中，參照了專利說明書、其它外部文獻或其它信息源，這通常是出于提供用于論述本發(fā)明的特征的背景的目的。除非另外具體陳述，否則在任何權(quán)限下不應(yīng)將對這些外部文獻的參照解釋為承認這些文獻或這些信息源是現(xiàn)有技術(shù)或形成本領(lǐng)域中公知常識的一部分。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目標是提供一種用于對原木堆或原木負載中的個別原木進行識別、測量和/或計數(shù)的系統(tǒng)和方法，或至少向公眾提供有用的選擇。在第一方面，本發(fā)明主要存在于一種用于掃描大量原木(原木負載)的原木掃描系統(tǒng)，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)包括：手持式掃描儀單元，其用于由操作者在原木負載的負載端面上進行自由形式掃描，掃描儀單元包括：深度傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列深度圖像，以及紋理傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列紋理圖像；以及數(shù)據(jù)處理器，其接收從掃描捕獲的一系列深度圖像和紋理圖像，且被配置用來執(zhí)行以下操作：將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；處理紋理圖像以識別在所掃描的負載端面中可見的任何id元件并對id元件解碼以提取針對原木負載中的個別原木的個別原木id數(shù)據(jù)；以及基于所確定的原木末端邊界和所提取的原木id數(shù)據(jù)生成表示原木負載的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器可以被配置用來通過基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的一個或多個物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)來生成輸出數(shù)據(jù)，且表示原木負載的所生成的輸出數(shù)據(jù)包括每一原木的原木末端邊界數(shù)據(jù)。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器可以被進一步配置用來生成所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)，且其中表示原木負載的所生成的輸出數(shù)據(jù)包括個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器可以被配置用來通過基于從負載端面掃描識別的所確定的個別原木末端邊界的數(shù)目生成原木計數(shù)來生成輸出數(shù)據(jù)，且其中表示原木負載的所生成的輸出數(shù)據(jù)包括表示原木負載中的原木的數(shù)目的原木計數(shù)。在一實施例中，手持式掃描儀單元被配置用來操作深度和紋理傳感器以在掃描儀單元在掃描期間在整個負載端面上掃描時成對地同時捕獲深度圖像和紋理圖像。在另一實施例中，手持式掃描儀單元被配置用來操作深度和紋理傳感器，使得在掃描中捕獲的深度和紋理圖像中的至少一些例如基于到達深度和紋理傳感器的共同的觸發(fā)器信號而在同一時刻被成對地同時捕獲。在另一實施例中，一系列深度和紋理圖像可以按相同的或不同的幀速率彼此獨立地被捕獲。在一實施例中，每一深度圖像和紋理圖像捕獲負載端面的一部分。在一種形式中，深度和紋理傳感器的視野在離負載端面預(yù)定避開距離處操作時對于每一對深度和紋理圖像僅捕獲總的負載端面的一部分。在這個實施例中，一系列深度和紋理圖像對在掃描完成時共同捕獲整個負載端面。在一實施例中，手持式掃描儀單元的深度傳感器是深度相機。在一種形式中，深度傳感器包括濾光器以減少噪聲。在一個實例中，深度相機在紅外頻率下操作，且濾光器是紅外(ir)濾光器。在其它形式中，深度傳感器不采用任何濾光器。在另一實施例中，手持式掃描儀單元的深度傳感器是立體相機。在一實施例中，手持式掃描儀單元的紋理傳感器是紋理相機。在一種形式中，紋理相機是黑白相機。在這種形式中，黑白相機可以具備被配置用來增強紋理圖像以用于確定原木末端的木質(zhì)-樹皮邊界的彩色濾光器。彩色濾光器的性質(zhì)可以與原木種類相關(guān)。在其它形式中，黑白相機不采用任何彩色濾光器。在另一形式中，紋理相機是彩色相機。在一實施例中，手持式掃描儀單元包括用于被用戶的手握持的把手或把手組合件。在這個實施例中，深度相機和紋理相機安裝至把手或把手組合件或由其承載。在一實施例中，手持式掃描儀單元包括可操作的觸發(fā)器按鈕，觸發(fā)器按鈕可由用戶操作以通過響應(yīng)于觸發(fā)器按鈕的致動而生成致動信號來開始和終止掃描，觸發(fā)器按鈕在手持式掃描儀單元在負載端面上掃描時起始深度和紋理圖像的捕獲且接著在掃描完成時暫停圖像捕獲。在一實施例中，所述系統(tǒng)進一步包括具有顯示屏的操作者界面裝置，所述顯示屏操作地連接至手持式掃描儀單元且被配置用來向用戶顯示掃描反饋。在一種形式中，顯示在顯示屏上的掃描反饋是正被捕獲的或在深度和紋理相機的視野中的深度和/或紋理圖像的實時視覺化。在另一形式中，掃描反饋是在掃描期間生成的負載端面的數(shù)據(jù)模型的實時視覺化。在一實施例中，手持式掃描儀單元進一步包括控制器。在一種形式中，控制器是操作地連接至手持式掃描儀單元的單獨裝置。在另一形式中，控制器與手持式掃描儀單元集成。在一實施例中，手持式掃描儀單元的控制器操作地連接至至少深度和紋理相機，且其可操作以控制深度和紋理相機。在一個實例中，控制器被進一步配置用來壓縮由相機生成的所捕獲的深度和紋理圖像以用于傳輸至數(shù)據(jù)處理器。在一實施例中，手持式掃描儀單元進一步包括可操作的觸發(fā)器按鈕，觸發(fā)器按鈕可由用戶操作以生成觸發(fā)器按鈕致動信號以開始和終止掃描，手持式掃描儀單元的控制器進一步操作地連接至觸發(fā)器按鈕，且接收和處理觸發(fā)器按鈕致動信號并操作深度和紋理相機以基于觸發(fā)器按鈕致動信號起始或暫停用于掃描的捕獲。在一實施例中，手持式掃描儀單元進一步包括慣性傳感器，慣性傳感器被配置用來檢測手持式掃描儀單元的移動和/或位置并生成代表性移動信號，且其中手持式掃描儀單元的控制器進一步操作地連接至慣性傳感器且被配置用來接收所生成的移動信號且將所生成的移動信號傳輸至數(shù)據(jù)處理器。在一種形式中，慣性傳感器是3軸加速度計，其被配置用來在掃描期間以加速度計信號或值的形式生成移動信號。在一實施例中，手持式掃描儀單元是與數(shù)據(jù)處理器分開的裝置。在這個實施例中，手持式掃描儀單元被配置用來經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路與數(shù)據(jù)處理器通信，數(shù)據(jù)鏈路可以是有線的或無線的。在一種形式中，手持式掃描儀單元配置有通信模塊，通信模塊被配置用來經(jīng)由無線數(shù)據(jù)鏈路將掃描數(shù)據(jù)(例如，深度圖像、紋理圖像、加速度計信號)傳輸至數(shù)據(jù)處理器。掃描數(shù)據(jù)可以在其被獲取時實時地或在掃描結(jié)束時成批地傳輸或流式傳輸至數(shù)據(jù)處理器。在一實施例中，深度和紋理相機是同步的，使得一組或一系列中的每一對深度和紋理圖像是在掃描期間的相應(yīng)時刻被獲取的。在一實施例中，在掃描期間獲取的連續(xù)的深度和紋理圖像對的對數(shù)取決于相機的可配置的幀速率和如由操作者在掃描期間確定的掃描時間。在一實施例中，手持式掃描儀單元被配置用來被操作者在離被掃描的負載端面預(yù)定避開距離或范圍處握住。在一個配置中，避開距離可以距離負載端面大約1.5m至大約2m，但在替代配置中，避開距離可以更近或更遠。在一實施例中，每一原木上的id元件是機器可讀印刷代碼，每一機器可讀印刷代碼包括被指派給其相應(yīng)原木的已編碼的唯一的原木id數(shù)據(jù)或代碼。在一種形式中，id元件是呈印刷的條形碼或qr代碼的形式的id標記，id標記附著至原木負載中的每一原木的原木端面。在一種形式中，id標記可以呈應(yīng)用于原木末端的印刷紙的形式。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來將從手持式掃描儀單元接收的深度和紋理圖像解壓縮為其原始的解壓縮的深度和紋理圖像。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來處理紋理圖像以通過以下操作來識別所掃描的負載端面中可見的任何id元件并對id元件解碼：處理每一紋理圖像以識別可見的id元件，對可見的id元件中的每一者解碼以提取其相應(yīng)的唯一的原木id代碼，以及生成并存儲包括與每一紋理圖像相關(guān)的所提取的唯一的原木id代碼連同每一相應(yīng)的紋理圖像中的id元件的位置坐標的數(shù)據(jù)文件。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被進一步配置用來生成并存儲包括從一組紋理圖像的處理提取的每一唯一的原木id代碼和在一組紋理圖像中見到每一唯一的原木id代碼的次數(shù)的數(shù)據(jù)文件。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來通過以下操作將深度圖像或深度和紋理圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型：處理深度圖像或深度圖像和紋理圖像以估計手持式掃描儀單元在所捕獲的每一深度圖像或深度圖像和紋理圖像處的位姿，并生成與每一深度圖像或深度圖像和紋理圖像相關(guān)聯(lián)的位姿估計數(shù)據(jù)；以及將深度圖像或深度圖像和紋理圖像以及位姿估計數(shù)據(jù)處理成呈空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的數(shù)據(jù)模型。在一實施例中，位姿估計是通過執(zhí)行位姿估計算法從深度圖像或深度圖像和紋理圖像生成的，位姿估計算法執(zhí)行3d自配準以估計掃描儀手持式單元針對每一深度圖像或深度圖像和紋理圖像的位姿。在一種形式中，位姿估計算法執(zhí)行點-平面誤差函數(shù)以生成位姿估計。在一實施例中，深度圖像或深度圖像和紋理圖像基于位姿估計數(shù)據(jù)融合為呈截斷帶符號距離函數(shù)(tsdf)形式的數(shù)據(jù)模型。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來通過以下操作將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型：處理深度圖像以估計手持式掃描儀單元在所捕獲的每一深度圖像處的位姿并生成與每一深度圖像相關(guān)聯(lián)的位姿估計數(shù)據(jù)；以及將深度圖像和位姿估計數(shù)據(jù)處理成呈空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的數(shù)據(jù)模型。在一實施例中，位姿估計是通過執(zhí)行位姿估計算法從深度圖像生成的，位姿估計算法執(zhí)行3d自配準以估計掃描儀手持式單元針對每一深度圖像的位姿。在一種形式中，位姿估計算法執(zhí)行點-平面誤差函數(shù)以生成位姿估計。在一實施例中，深度圖像基于位姿估計數(shù)據(jù)融合為呈截斷帶符號距離函數(shù)(tsdf)形式的數(shù)據(jù)模型。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來通過以下操作生成在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界：處理數(shù)據(jù)模型以生成垂直于負載端面的光線投射正射深度圖像，以及從光線投射正射深度圖像提取原木末端邊界。在一種形式中，手持式掃描儀單元進一步包括慣性傳感器，慣性傳感器被配置用來檢測手持式掃描儀單元的移動和/或位置并生成代表性移動信號，且其中生成光線投射正射深度圖像包括基于移動信號和數(shù)據(jù)模型(例如，tsdf)確定負載端面的向下和法線方向。在一個實例中，慣性傳感器是生成加速度計信號的3軸加速度計。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被進一步配置用來生成負載端面的光線投射正射法線圖像。在一種形式中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來基于光線投射正射法線圖像對光線投射正射深度圖像進行圖像處理以生成去除了非原木特征和/或原木的邊或類似物的較干凈的光線投射正射深度圖像，且已清理的光線投射正射深度圖像被處理以確定原木末端邊界。在一實施例中，從光線投射正射深度圖像確定的原木末端邊界由數(shù)據(jù)處理器進一步細化。在一種形式中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來將所確定的原木末端邊界變換和投影至所捕獲的紋理圖像中的一個或多個上，以及處理在所投影的原木末端邊界的區(qū)域中的紋理圖像以檢測木質(zhì)-樹皮邊界。在一種形式中，處理執(zhí)行分割算法，分割算法被配置用來處理紋理圖像以檢測每一原木的木質(zhì)-樹皮邊界界面，且將所投影的原木末端邊界調(diào)整為所檢測的木質(zhì)-樹皮邊界以生成針對每一原木的細化的去皮原木末端邊界。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來通過以下操作生成在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界：處理數(shù)據(jù)模型以生成一個或多個光線投射圖像，以及從光線投射圖像提取原木末端邊界。在一種形式中，手持式掃描儀單元進一步包括慣性傳感器，慣性傳感器被配置用來檢測手持式掃描儀單元的移動和/或位置并生成代表性移動信號，且其中生成一個或多個光線投射圖像包括基于移動信號和數(shù)據(jù)模型確定負載端面的向下和法線方向。在一實施例中，一個或多個光線投射圖像包括光線投射深度圖像，且其中數(shù)據(jù)處理器被進一步配置用來生成負載端面的光線投射法線圖像，且接著基于光線投射法線圖像對光線投射深度圖像進行進一步圖像處理以生成去除了非原木特征和/或原木的邊的已清理的光線投射深度圖像，且已清理的光線投射深度圖像被處理以確定原木末端邊界。在一實施例中，從一個或多個光線投射圖像確定的原木末端邊界由數(shù)據(jù)處理器通過以下操作進一步細化：將所確定的原木末端邊界變換和投影至所捕獲的紋理圖像中的一個或多個上，以及通過執(zhí)行分割算法處理所投影的原木末端邊界的區(qū)域中的紋理圖像以檢測木質(zhì)-樹皮邊界，分割算法被配置用來處理紋理圖像以檢測每一原木的木質(zhì)-樹皮邊界界面，且將所投影的原木末端邊界調(diào)整為所檢測的木質(zhì)-樹皮邊界以生成針對每一原木的細化的去皮原木末端邊界。在一些實施例中，光線投射圖像可以是正射的或不是正射的，且其個別元件(像素)可以包括以下中的任何一個或多個：深度值、法向值、表示體素占用率的位模式，或類似物。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來生成內(nèi)統(tǒng)計邊界，預(yù)期原木中的每一者在內(nèi)統(tǒng)計邊界內(nèi)沒有樹皮，且分割算法限于針對每一原木末端僅處理紋理圖像的位于所投影的所確定的(外部)原木末端邊界與內(nèi)統(tǒng)計邊界之間的環(huán)形區(qū)域。在一種形式中，統(tǒng)計邊界是基于所存儲的表示被掃描的原木種類預(yù)期的最大樹皮厚度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成的。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來通過基于所確定的或細化的原木末端邊界測量原木末端的一個或多個物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)來生成輸出數(shù)據(jù)且接著生成表示原木負載的包括每一原木的原木末端邊界數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)，且其中數(shù)據(jù)處理器被配置用來通過以下操作測量原木末端的物理性質(zhì)：計算與每一原木端面相關(guān)聯(lián)的平面且將所確定的或細化的原木末端邊界投影至其相應(yīng)的所計算的原木末端平面上，將原木末端邊界和平面變換為米制世界坐標系，以及基于所變換的原木末端邊界測量原木末端的一個或多個物理性質(zhì)。在一種形式中，每一原木末端的物理性質(zhì)可以包括以下中的任何一個或多個：原木末端邊界質(zhì)心、短軸、正交軸和沿著所確定的軸的原木直徑。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來通過以下操作生成所提取的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)：基于紋理圖像對id元件中心進行三角測量以檢測哪個id元件對應(yīng)于哪個原木末端邊界和其相關(guān)聯(lián)的原木末端邊界數(shù)據(jù)，以及生成表示原木負載的包括表示這個對應(yīng)的所生成的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被進一步配置用來將表示原木負載的輸出數(shù)據(jù)輸出和/或存儲在數(shù)據(jù)文件或存儲器中。在一個實例中，輸出數(shù)據(jù)可以包括原木id數(shù)據(jù)和原木計數(shù)。原木計數(shù)可以基于例如從掃描識別的個別原木末端邊界的數(shù)目。在另一實例中，輸出數(shù)據(jù)可以包括原木id數(shù)據(jù)、所測量的原木末端邊界數(shù)據(jù)，以及原木id數(shù)據(jù)與所測量的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在另一實例中，輸出數(shù)據(jù)可以包括原木id數(shù)據(jù)、原木計數(shù)、所測量的原木末端邊界數(shù)據(jù)，以及原木id數(shù)據(jù)與所測量的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在一種形式中，輸出數(shù)據(jù)可以存儲在數(shù)據(jù)文件或存儲器中。在另一形式中，輸出數(shù)據(jù)可以顯示在顯示屏上。在另一形式中，輸出數(shù)據(jù)呈表和/或圖解報告的形式。在一實施例中，原木負載在由手持式掃描儀單元掃描時原地位于運輸車輛上。運輸車輛可以是例如伐木卡車或拖車、鐵路貨車或原木裝載機。在另一實施例中，原木負載可以擱置在地面或另一表面(諸如，例如原木托架)上。在一實施例中，id元件僅提供在原木負載中的原木中的每一者的小端上。在一實施例中，在原木負載在同一負載端面包括原木的所有小端的情況下，所述系統(tǒng)被配置用來處理僅來自包括小端的負載端面的掃描的數(shù)據(jù)。在另一實施例中，在原木負載包括原木的混合在原木負載的兩端之間的小端的情況下，所述系統(tǒng)被配置用來接收和處理來自兩次單獨的掃描的數(shù)據(jù)，原木負載的每一負載端面掃描一次，且組合或合并來自兩次掃描的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，原木掃描系統(tǒng)進一步包括安裝或承載了手持式掃描儀單元的可操作的電動運載工具系統(tǒng)，且其中運載工具系統(tǒng)被配置用來自動地或響應(yīng)于操作者的手動控制而使手持式掃描儀單元相對于原木負載移動以掃描負載端面。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被配置用來將深度圖像或深度圖像和紋理圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型。在第二方面，本發(fā)明主要存在于一種識別和測量大量原木(原木負載)的方法，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，所述方法包括：借助包括深度傳感器和紋理傳感器的手持式掃描儀單元掃描原木負載的負載端面以獲取負載端面的一系列深度圖像和紋理圖像；將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；處理紋理圖像以識別在所掃描的負載端面中可見的任何id元件并對id元件解碼以提取針對原木負載中的個別原木的個別原木id數(shù)據(jù)；以及基于所確定的原木末端邊界和所提取的原木id數(shù)據(jù)生成表示原木負載的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，生成輸出數(shù)據(jù)包括基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的一個或多個物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)，且其中表示原木負載的所生成的輸出數(shù)據(jù)包括每一原木的原木末端邊界數(shù)據(jù)。在一實施例中，所述方法進一步包括生成所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)，且其中表示原木負載的所生成的輸出數(shù)據(jù)包括個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在一實施例中，生成輸出數(shù)據(jù)包括基于從負載端面掃描識別的所確定的個別原木末端邊界的數(shù)目生成原木計數(shù)，且其中表示原木負載的所生成的輸出數(shù)據(jù)包括表示原木負載中的原木的數(shù)目的原木計數(shù)。在一實施例中，所述方法進一步包括生成包括原木計數(shù)的輸出數(shù)據(jù)。在一種形式中，所述方法包括基于從掃描識別的個別原木末端邊界的數(shù)目生成原木計數(shù)。在另一形式中，所述方法包括基于從掃描識別的個別id元件的數(shù)目生成原木計數(shù)。在一實施例中，掃描負載端面包括操作或配置手持式掃描儀單元以在掃描儀單元在掃描期間在整個負載端面上掃描時成對地同時捕獲深度圖像和紋理圖像。在另一實施例中，所述方法包括操作或配置手持式掃描儀單元以操作深度和紋理傳感器，使得在掃描中捕獲的深度和紋理圖像中的至少一些例如基于共同的觸發(fā)器信號而在同一時刻被成對地同時捕獲。在另一實施例中，所述方法包括操作或配置手持式掃描儀單元以按相同的或不同的幀速率彼此獨立地捕獲一系列深度和紋理圖像。在一實施例中，掃描負載端面包括操作手持式掃描儀以使得深度和紋理傳感器的視野對于每一對深度和紋理圖像僅捕獲總的負載端面的一部分，以及使手持式掃描儀單元相對于負載端面移動以使得在掃描完成時一系列所捕獲的深度和紋理圖像對共同捕獲整個負載端面。在一實施例中，處理紋理圖像以識別所掃描的負載端面中可見的任何id元件并對id元件解碼包括處理每一紋理圖像以識別可見的id元件，對每一可見的id元件解碼以提取其唯一的原木id代碼，以及生成并存儲包括與每一紋理圖像相關(guān)的所提取的唯一的原木id代碼連同每一相應(yīng)的紋理圖像中的id元件的位置坐標的數(shù)據(jù)文件。在一實施例中，所述方法進一步包括生成和存儲包括從一組紋理圖像的處理提取的每一唯一的原木id代碼和在一組紋理圖像中見到每一唯一的原木id代碼的次數(shù)的數(shù)據(jù)文件。在一實施例中，將深度圖像或深度圖像和紋理圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型包括：處理深度圖像或深度圖像和紋理圖像以估計手持式掃描儀單元在所捕獲的每一深度圖像或深度圖像和紋理圖像處的位姿，并生成與每一深度圖像或深度圖像和紋理圖像相關(guān)聯(lián)的位姿估計數(shù)據(jù)；以及將深度圖像或深度圖像和紋理圖像以及位姿估計數(shù)據(jù)處理成呈空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的數(shù)據(jù)模型。在一實施例中，所述方法包括通過執(zhí)行位姿估計算法來生成位姿估計數(shù)據(jù)，位姿估計算法執(zhí)行3d自配準以估計掃描儀手持式單元針對每一深度圖像或深度圖像和紋理圖像的位姿。在一種形式中，執(zhí)行位姿估計算法包括執(zhí)行點-平面誤差函數(shù)以生成位姿估計。在一實施例中，將深度圖像或深度圖像和紋理圖像融合為數(shù)據(jù)模型包括基于位姿估計數(shù)據(jù)將深度圖像或深度圖像和紋理圖像融合為截斷帶符號距離函數(shù)(tsdf)。在一實施例中，將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型包括：處理深度圖像以估計手持式掃描儀單元在所捕獲的每一深度圖像處的位姿并生成與每一深度圖像相關(guān)聯(lián)的位姿估計數(shù)據(jù)；以及將深度圖像和位姿估計數(shù)據(jù)處理成呈空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的數(shù)據(jù)模型。在一實施例中，所述方法包括通過執(zhí)行位姿估計算法來生成位姿估計數(shù)據(jù)，位姿估計算法執(zhí)行3d自配準以估計掃描儀手持式單元針對每一深度圖像的位姿。在一種形式中，執(zhí)行位姿估計算法包括執(zhí)行點-平面誤差函數(shù)以生成位姿估計。在一實施例中，將深度圖像融合為數(shù)據(jù)模型包括基于位姿估計數(shù)據(jù)將深度圖像融合為截斷帶符號距離函數(shù)(tsdf)。在一實施例中，確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界包括：處理數(shù)據(jù)模型以生成垂直于負載端面的光線投射正射深度圖像，以及從光線投射正射深度圖像提取原木末端邊界。在一實施例中，所述方法進一步包括借助慣性傳感器測量手持式掃描儀單元的慣性移動并生成代表性慣性信號，且生成光線投射正射深度圖像包括基于慣性信號和數(shù)據(jù)模型(例如，tsdf)確定負載端面的向下和法線方向。在一種形式中，慣性傳感器是生成代表性加速度計信號的3軸加速度計。在一實施例中，所述方法進一步包括生成負載端面的光線投射正射法線圖像。在一種形式中，所述方法進一步包括基于光線投射正射法線圖像處理光線投射正射深度圖像以生成去除了非原木特征和/或原木的邊或類似物的較干凈的光線投射正射深度圖像，以及處理已清理的正射深度圖像以確定原木末端邊界。在一實施例中，所述方法包括通過以下操作細化從光線投射正射深度圖像確定的原木末端邊界：將所確定的原木末端邊界變換和投影至所捕獲的紋理圖像中的一個或多個上，以及處理所投影的原木末端邊界的區(qū)域中的紋理圖像以檢測木質(zhì)-樹皮邊界。在一種形式中，紋理圖像的處理包括執(zhí)行分割算法，分割算法被配置用來處理紋理圖像以檢測每一原木的木質(zhì)-樹皮邊界界面，且將所投影的原木末端邊界調(diào)整為所檢測的木質(zhì)-樹皮邊界以生成針對每一原木的細化的去皮原木末端邊界。在一實施例中，確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界包括：處理數(shù)據(jù)模型以生成一個或多個光線投射圖像，以及從一個或多個光線投射圖像提取原木末端邊界。在一實施例中，所述方法進一步包括借助慣性傳感器測量手持式掃描儀單元的慣性移動并生成代表性慣性信號，且生成一個或多個光線投射圖像包括基于慣性信號和數(shù)據(jù)模型確定負載端面的向下和法線方向。在一實施例中，一個或多個光線投射圖像包括光線投射深度圖像，且其中所述方法進一步包括生成負載端面的光線投射法線圖像，以及基于光線投射法線圖像處理光線投射深度圖像以生成去除了非原木特征和/或原木的邊的已清理的光線投射深度圖像，以及處理已清理的光線投射深度圖像以確定原木末端邊界。在一實施例中，所述方法包括通過以下操作細化從一個或多個光線投射圖像確定的原木末端邊界：將所確定的原木末端邊界變換和投影至所捕獲的紋理圖像中的一個或多個上，且通過處理紋理圖像來處理所投影的原木末端邊界的區(qū)域中的紋理圖像以檢測木質(zhì)-樹皮邊界包括執(zhí)行分割算法，分割算法被配置用來處理紋理圖像以檢測每一原木的木質(zhì)-樹皮邊界界面，且將所投影的原木末端邊界調(diào)整為所檢測的木質(zhì)-樹皮邊界以生成針對每一原木的細化的去皮原木末端邊界。在一實施例中，所述方法進一步包括生成內(nèi)統(tǒng)計邊界，預(yù)期原木中的每一者在內(nèi)統(tǒng)計邊界內(nèi)沒有樹皮，以及針對每一原木末端將分割算法的執(zhí)行限于紋理圖像的位于所投影的所確定的(外部)原木末端邊界與內(nèi)統(tǒng)計邊界之間的環(huán)形區(qū)域。在一種形式中，生成內(nèi)統(tǒng)計邊界包括基于所存儲的表示被掃描的原木種類預(yù)期的最大樹皮厚度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成內(nèi)統(tǒng)計邊界。在一實施例中，生成輸出數(shù)據(jù)包括基于所確定的或細化的原木末端邊界測量原木末端的一個或多個物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)，且表示原木負載的所生成的輸出數(shù)據(jù)包括每一原木的原木末端邊界數(shù)據(jù)，且其中基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)包括：計算與每一原木端面相關(guān)聯(lián)的平面且將所確定的或細化的原木末端邊界投影至其相應(yīng)的所計算的原木末端平面上，將原木末端邊界和平面變換為米制世界坐標系，以及基于所變換的原木末端邊界測量原木末端的一個或多個物理性質(zhì)。在一種形式中，每一原木末端的物理性質(zhì)可以包括以下中的任何一個或多個：原木末端邊界質(zhì)心、短軸、正交軸和沿著所確定的軸的原木直徑。在一實施例中，所述方法進一步包括通過以下操作生成所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)：基于紋理圖像對id元件的中心進行三角測量以檢測哪個id元件對應(yīng)于哪個原木末端邊界和其相關(guān)聯(lián)的原木末端邊界數(shù)據(jù)，以及生成表示原木負載的包括表示這個對應(yīng)的所生成的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，所述方法進一步包括輸出或存儲表示所提取的個別原木id數(shù)據(jù)和對應(yīng)的所測量的原木末端邊界數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，所述方法包括將輸出數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)文件或存儲器中。在一實施例中，所述方法包括將輸出數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上。在一實施例中，所述方法包括以表和/或圖解報告的形式存儲或顯示輸出數(shù)據(jù)。在一個實例中，輸出數(shù)據(jù)可以包括原木id數(shù)據(jù)和原木計數(shù)。原木計數(shù)可以基于例如從掃描識別的個別原木末端邊界的數(shù)目。在另一實例中，輸出數(shù)據(jù)可以包括原木id數(shù)據(jù)、所測量的原木末端邊界數(shù)據(jù)，以及原木id數(shù)據(jù)與所測量的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在另一實例中，輸出數(shù)據(jù)可以包括原木id數(shù)據(jù)、原木計數(shù)、所測量的原木末端邊界數(shù)據(jù)，以及原木id數(shù)據(jù)與所測量的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在一實施例中，所述方法包括在運輸車輛上原地掃描原木負載的負載端面。運輸車輛可以是例如伐木卡車或拖車、鐵路貨車或原木裝載機。在另一實施例中，所述方法包括當(dāng)原木負載擱置在地面或另一表面(諸如，例如原木托架)上時掃描原木負載的負載端面。在一實施例中，所述方法包括將id元件僅固定或提供在原木負載中的原木中的每一者的小端上。在一實施例中，在原木負載在同一負載端面包括原木的所有小端的情況下，所述方法包括僅掃描包括小端的負載端面。在另一實施例中，在原木負載包括原木的混合在原木負載的兩端之間的小端的情況下，所述方法包括掃描兩個負載端面，以及組合或合并來自兩次掃描的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，所述方法包括將深度圖像或深度圖像和紋理圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型。本發(fā)明的第二方面可以包括關(guān)于本發(fā)明的第一方面提到的任何一個或多個特征。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種在用于掃描大量原木(原木負載)的原木識別和測量系統(tǒng)中使用的手持式掃描儀，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，手持式掃描儀包括：深度傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列深度圖像；紋理傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列紋理圖像；以及控制器，其被配置用來輸出表示所捕獲的深度和紋理圖像的數(shù)據(jù)以用于存儲和/或處理。在一個配置中，深度和紋理傳感器被配置或操作以在掃描儀在掃描期間在整個負載端面上掃描時在同一時刻成對地同時捕獲至少一些深度圖像和紋理圖像。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種在用于掃描大量原木(原木負載)的原木識別和測量系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)處理器系統(tǒng)，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理器系統(tǒng)被配置用來執(zhí)行以下操作：接收負載端面的一系列所捕獲的深度和紋理圖像；將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)；處理紋理圖像以識別在所掃描的負載端面中可見的任何id元件并對id元件解碼以提取針對原木負載中的個別原木的個別原木id數(shù)據(jù)；以及生成所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在一個配置中，負載端面的一系列所捕獲的深度和紋理圖像包括在同一時刻同時捕獲的至少幾對深度和紋理圖像。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種識別和測量大量原木(原木負載)的方法，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，所述方法包括：接收負載端面的一系列所捕獲的深度和紋理圖像；將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)；處理紋理圖像以識別在所掃描的負載端面中可見的任何id元件并對id元件解碼以提取針對原木負載中的個別原木的個別原木id數(shù)據(jù)；以及生成所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在一個配置中，負載端面的一系列所捕獲的深度和紋理圖像包括在同一時刻同時捕獲的至少幾對深度和紋理圖像。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種用于掃描大量原木(原木負載)的原木掃描系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：手持式掃描儀單元，其用于由操作者在原木負載的負載端面上進行自由形式掃描，掃描儀單元包括：深度傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列深度圖像，以及紋理傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列紋理圖像；以及數(shù)據(jù)處理器，其接收從每一掃描捕獲的一系列深度圖像和紋理圖像，且被配置用來執(zhí)行以下操作：處理深度和/或紋理圖像以確定個別原木中的每一者的原木末端的一個或多個物理性質(zhì)；以及生成原木負載的表示所確定的一個或多個物理性質(zhì)的輸出數(shù)據(jù)。在一個配置中，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，且所述系統(tǒng)進一步包括處理深度和/或紋理圖像以提取個別原木的個別原木id數(shù)據(jù)。在這個配置中，所述系統(tǒng)可以被配置用來生成表示所提取的原木id數(shù)據(jù)和其相應(yīng)的所確定的一個或多個物理性質(zhì)的輸出數(shù)據(jù)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種掃描大量原木(原木負載)的方法，所述方法包括：借助包括深度傳感器和紋理傳感器的手持式掃描儀單元掃描原木負載的負載端面以獲取負載端面的一系列深度圖像和紋理圖像；處理深度和/或紋理圖像以確定每一個別原木的原木末端的一個或多個物理性質(zhì)；以及生成原木負載的表示所確定的一個或多個物理性質(zhì)的輸出數(shù)據(jù)。在一個配置中，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，且所述方法進一步包括基于深度和/或紋理圖像提取個別原木的個別原木id數(shù)據(jù)。在這個配置中，所述方法可以進一步包括輸出表示所提取的原木id數(shù)據(jù)和其相應(yīng)的所確定的一個或多個物理性質(zhì)的數(shù)據(jù)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種用于掃描大量原木(原木負載)的原木掃描系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：可移動掃描儀單元，其用于在原木負載的負載端面上進行掃描，掃描儀單元包括：深度傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一個或多個深度圖像，以及紋理傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一個或多個紋理圖像；以及數(shù)據(jù)處理器，其接收從每一掃描捕獲的一系列深度圖像和紋理圖像，且被配置用來處理深度和/或紋理圖像以生成表示原木負載的一個或多個特性的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，特性可以是以下中的任何一個或多個：原木計數(shù)、個別原木的表示原木的一個或多個物理特性的原木末端邊界數(shù)據(jù)，和用以識別原木負載中的個別原木的原木id數(shù)據(jù)。在一實施例中，掃描儀單元是手持式的以用于由操作者在負載端面上進行掃描。在另一實施例中，掃描儀單元安裝至可操作的電動運載工具系統(tǒng)或由電動運載工具系統(tǒng)承載，運載工具系統(tǒng)被配置用來自動地或響應(yīng)于操作者的手動控制而使掃描儀單元相對于原木負載移動以掃描負載端面。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種掃描大量原木(原木負載)的方法，所述方法包括：借助包括深度傳感器和紋理傳感器的可移動掃描儀單元掃描原木負載的負載端面以獲取負載端面的一系列深度圖像和紋理圖像；處理深度和/或紋理圖像以生成表示原木負載的一個或多個特性的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，特性可以是以下中的任何一個或多個：原木計數(shù)、個別原木的表示原木的一個或多個物理特性的原木末端邊界數(shù)據(jù)，和用以識別原木負載中的個別原木的原木id數(shù)據(jù)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種用于掃描大量原木(原木負載)的原木識別和測量系統(tǒng)，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)包括：手持式掃描儀單元，其用于由操作者在原木負載的負載端面上進行自由形式掃描，掃描儀單元包括：深度傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列深度圖像，以及紋理傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列紋理圖像；以及數(shù)據(jù)處理器，其接收從掃描捕獲的一系列深度圖像和紋理圖像，且被配置用來執(zhí)行以下操作：將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)；處理紋理圖像以識別在所掃描的負載端面中可見的任何id元件并對id元件解碼以提取針對原木負載中的個別原木的個別原木id數(shù)據(jù)；以及生成所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被進一步配置用來生成表示原木負載的輸出數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)包括原木末端邊界數(shù)據(jù)、原木id數(shù)據(jù)，以及所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被進一步配置用來基于從負載端面掃描識別的所確定的個別原木末端邊界的數(shù)目生成原木計數(shù)，且輸出數(shù)據(jù)進一步包括原木計數(shù)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種識別和測量大量原木(原木負載)的方法，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，所述方法包括：借助包括深度傳感器和紋理傳感器的手持式掃描儀單元掃描原木負載的負載端面以獲取負載端面的一系列深度圖像和紋理圖像；將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)；處理紋理圖像以識別在所掃描的負載端面中可見的任何id元件并對id元件解碼以提取針對原木負載中的個別原木的個別原木id數(shù)據(jù)；以及生成所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在一實施例中，所述方法進一步包括生成表示原木負載的輸出數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)包括原木末端邊界數(shù)據(jù)、原木id數(shù)據(jù)，以及所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在一實施例中，所述方法進一步包括基于從負載端面掃描識別的所確定的個別原木末端邊界的數(shù)目生成原木計數(shù)，且輸出數(shù)據(jù)進一步包括原木計數(shù)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種用于掃描大量原木(原木負載)的原木識別和計數(shù)系統(tǒng)，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)包括：手持式掃描儀單元，其用于由操作者在原木負載的負載端面上進行自由形式掃描，掃描儀單元包括：深度傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列深度圖像，以及紋理傳感器，其被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列紋理圖像；以及數(shù)據(jù)處理器，其接收從掃描捕獲的一系列深度圖像和紋理圖像，且被配置用來執(zhí)行以下操作：將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；基于從負載端面掃描識別的所確定的個別原木末端邊界的數(shù)目生成原木計數(shù)；處理紋理圖像以識別在所掃描的負載端面中可見的任何id元件并對id元件解碼以提取針對原木負載中的個別原木的個別原木id數(shù)據(jù)；以及生成表示原木負載的包括原木計數(shù)和原木id數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，數(shù)據(jù)處理器被進一步配置用來基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的一個或多個物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)，并生成所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)，且其中表示原木負載的所生成的輸出數(shù)據(jù)進一步包括原木末端邊界數(shù)據(jù)，以及個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種識別大量原木(原木負載)和對其進行計數(shù)的方法，原木負載中的每一個別原木在至少一個原木端面上包括id元件，id元件包括唯一的原木id數(shù)據(jù)，所述方法包括：借助包括深度傳感器和紋理傳感器的手持式掃描儀單元掃描原木負載的負載端面以獲取負載端面的一系列深度圖像和紋理圖像；將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；基于從負載端面掃描識別的所確定的個別原木末端邊界的數(shù)目生成原木計數(shù)；處理紋理圖像以識別在所掃描的負載端面中可見的任何id元件并對id元件解碼以提取針對原木負載中的個別原木的個別原木id數(shù)據(jù)；以及生成表示原木負載的包括原木計數(shù)和原木id數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)。在一實施例中，所述方法進一步包括基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)，生成所生成的個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)，以及生成表示原木負載的輸出數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)進一步包括原木末端邊界數(shù)據(jù)，以及個別原木id數(shù)據(jù)與其相應(yīng)的原木末端邊界數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或關(guān)聯(lián)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種用于掃描大量原木(原木負載)的原木計數(shù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：手持式掃描儀單元，其用于由操作者在原木負載的負載端面上進行自由形式掃描，掃描儀單元包括被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列深度圖像的深度傳感器；以及數(shù)據(jù)處理器，其接收從掃描捕獲的一系列深度圖像，且被配置用來執(zhí)行以下操作：將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；基于從負載端面掃描識別的所確定的個別原木末端邊界的數(shù)目生成原木計數(shù)；以及生成表示原木負載的包括原木計數(shù)的輸出數(shù)據(jù)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種對大量原木(原木負載)進行計數(shù)的方法，所述方法包括：借助包括深度傳感器的手持式掃描儀單元掃描原木負載的負載端面以獲取負載端面的一系列深度圖像；將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；基于從負載端面掃描識別的所確定的個別原木末端邊界的數(shù)目生成原木計數(shù)；以及生成表示原木負載的包括原木計數(shù)的輸出數(shù)據(jù)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種用于掃描大量原木(原木負載)的原木測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：手持式掃描儀單元，其用于由操作者在原木負載的負載端面上進行自由形式掃描，掃描儀單元包括被配置用來在負載端面掃描期間捕獲負載端面的一系列深度圖像的深度傳感器；以及數(shù)據(jù)處理器，其接收從掃描捕獲的一系列深度圖像，且被配置用來執(zhí)行以下操作：將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)；以及生成表示原木負載的包括原木末端邊界數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種測量大量原木(原木負載)的方法，所述方法包括：借助包括深度傳感器的手持式掃描儀單元掃描原木負載的負載端面以獲取負載端面的一系列深度圖像；將深度圖像融合為負載端面的數(shù)據(jù)模型；通過處理數(shù)據(jù)模型確定在負載端面中可見的個別原木的原木末端邊界；基于所確定的原木末端邊界測量原木末端的物理性質(zhì)以生成每一原木的代表性原木末端邊界數(shù)據(jù)；以及生成表示原木負載的包括原木末端邊界數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)。在另一方面，本發(fā)明主要存在于一種上面存儲有計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀媒體，計算機可執(zhí)行指令在處理裝置上執(zhí)行時使處理裝置執(zhí)行本發(fā)明的以上方面中的任一者的方法。以上本發(fā)明的每一方面可以包括關(guān)于本發(fā)明的其它方面中的任一者提到的特征中的任何一個或多個。定義除非上下文另外暗示，否則如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的短語“機器可讀代碼”旨在指表示或已嵌入有或編碼有信息的任何形式的視覺或圖形代碼，諸如條形碼，無論是線性一維條形碼還是諸如快速響應(yīng)(qr)代碼等矩陣式二維條形碼、三維代碼，或可諸如通過圖像捕獲和處理掃描的任何其它代碼。除非上下文另外暗示，否則如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語“位姿”旨在指相對于坐標系的空間位置和定向。除非上下文另外暗示，否則如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的短語“原木負載”旨在指任何一堆、一捆或一疊原木或樹干，無論是原地在運輸車輛上還是按堆、捆或疊擱置在地面或其它表面上，且其中負載中的每一圓木的縱向軸線與其它原木在基本上相同的方向上延伸，使得原木負載可視為具有兩個相對的負載端面，所述端面包括每一原木的原木末端。除非上下文另外暗示，否則如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的短語“負載端面”旨在指原木負載的包括原木末端的表面的任一末端。除非上下文另外暗示，否則如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的短語“原木末端”旨在指從原木末端中的任一者看的原木的表面或視圖，其通常包括示出原木的任一端面的視圖，原木端面通常大概或基本上橫向于原木的縱向軸線延伸。除非上下文另外暗示，否則如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的短語“木質(zhì)-樹皮邊界”旨在指諸如但不限于在觀看原木末端時在原木的木質(zhì)與木質(zhì)表面或外圍的任何樹皮之間的原木末端周邊或外圍邊界。除非上下文另外暗示，否則如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的短語“帶皮原木末端邊界”旨在指原木末端的包含存在于原木末端的任何樹皮的周邊邊界。除非上下文另外暗示，否則如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的短語“去皮原木末端邊界”旨在指原木末端的在存在于原木末端的周邊周圍的任何樹皮下方或下面延伸使得僅木質(zhì)在邊界內(nèi)的周邊邊界。在大多數(shù)情形下，去皮原木末端邊界可視為等效于木質(zhì)-樹皮邊界。如本說明書和權(quán)利要求書中在掃描的上下文中所使用的短語“自由形式”旨在指操作者在從多個視點和位置按與例如噴漆動作(但未必限于這個動作)類似的方式進行掃描以逐漸獲取整個負載端面的圖像時可相對于負載端面自由地移動或操縱手持式掃描儀。如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的短語“計算機可讀媒體”應(yīng)視為包含單個媒體或多個媒體。多個媒體的實例包含中央或分布式數(shù)據(jù)庫和/或相關(guān)聯(lián)的高速緩沖存儲器。這些多個媒體存儲一個或多個計算機可執(zhí)行指令集。術(shù)語‘計算機可讀媒體’也應(yīng)視為包含能夠存儲、編碼或攜載指令集以供移動計算裝置的處理器執(zhí)行和使處理器執(zhí)行本文中所描述的方法中的任一者或多者的任何媒體。計算機可讀媒體還能夠存儲、編碼或攜載由這些指令集使用或與這些指令集相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。短語“計算機可讀媒體”包含固態(tài)存儲器、光學(xué)媒體和磁性媒體。如本說明書和權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語“包括”指“至少部分由……組成”。當(dāng)解釋本說明書和權(quán)利要求書中的包含術(shù)語“包括(comprising)”的每一陳述時，除了在所述術(shù)語之后的特征之外的特征也可存在。諸如“包括(comprise和comprises)”等相關(guān)術(shù)語應(yīng)用相同方式解釋。如本文中所使用，術(shù)語“和/或”指“和”或“或”，或兩者。如本文中所使用，名詞之后的“(們)”指名詞的復(fù)數(shù)和/或單數(shù)形式。本發(fā)明存在于以上內(nèi)容而且也設(shè)想以下內(nèi)容僅給出實例的構(gòu)造。在以下描述中，給出具體細節(jié)以便提供對實施例的全面理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐實施例。舉例來說，可用框圖示出軟件模塊、功能、電路等以便不會使實施例在不必要的細節(jié)方面混淆。在其它例子中，可以不詳細示出眾所周知的模塊、結(jié)構(gòu)和技術(shù)以便不會使實施例混淆。而且，應(yīng)注意，可以將實施例描述為過程，過程作為流程圖、作業(yè)圖、結(jié)構(gòu)圖或框圖示出。盡管流程圖可以將操作描述為順序過程，但操作中的許多可以并行地或同時執(zhí)行。另外，可以重新安排操作次序。過程在其操作完成時終止。過程可以對應(yīng)于計算機程序中的方法、函數(shù)、過程、子例程、子程序等。當(dāng)過程對應(yīng)于函數(shù)時，其終止對應(yīng)于函數(shù)返回至調(diào)用函數(shù)或主函數(shù)。下文所描述的系統(tǒng)和方法的方面可以在任何類型的通用計算機系統(tǒng)或計算裝置(包含但不限于臺式、膝上型、筆記本、平板計算機或移動裝置)上操作。術(shù)語“移動裝置”包含但不限于無線裝置、移動電話、智能電話、移動通信裝置、用戶通信裝置、個人數(shù)字助理、移動手持式計算機、膝上型計算機、電子書閱讀器和能夠閱讀電子內(nèi)容的閱讀裝置和/或通常由個人攜帶和/或具有某種形式的通信能力(例如，無線、紅外線、短距離無線電等)的其它類型的移動裝置。附圖說明將僅借助實例且參看附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中：圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的原木識別和測量系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖1的系統(tǒng)的手持式掃描儀單元的前視圖；圖3是圖2的手持式掃描儀單元的后視圖；圖4示出與根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)的手持式掃描儀單元相關(guān)聯(lián)的電源和掃描儀控制器；圖5示出顯示由根據(jù)本發(fā)明的實施例的手持式掃描儀單元捕獲的圖像數(shù)據(jù)的實時視覺表示的操作者界面裝置；圖5a示出圖2的手持式掃描儀單元的替代實施例的前視透視圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)的主數(shù)據(jù)處理單元；圖7示出操作者在伐木卡車后部掃描原木負載的負載端面時握住手持式掃描儀單元和操作者界面裝置；圖7a示出當(dāng)操作者根據(jù)本發(fā)明的實施例掃描原木負載時的手持式掃描儀單元的可能的掃描路徑的實例；圖8a和8b示意性地示出可通過從多個視點和/或位置掃描負載端面來將原木負載的負載端面的成像的阻塞減到最小的方式；圖9示出由系統(tǒng)的手持式掃描儀單元的深度傳感器捕獲的原木負載的負載端面的原始深度圖像的實例；圖10示出由系統(tǒng)的手持式掃描儀單元的紋理傳感器捕獲的原木負載的負載端面的原始紋理圖像的實例；圖11示出在原木負載的負載端面的掃描期間在系統(tǒng)的操作者界面裝置上所見的顯示圖像的實例；圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)的軟件架構(gòu)和數(shù)據(jù)處理組件的示意圖；圖13示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于數(shù)據(jù)處理的各種坐標系和坐標系之間的變換的示意性實例；圖14示出已定位和解碼個別原木id標記的原木負載的負載端面的所處理紋理圖像；圖15示出在原木負載的負載端面的掃描期間由手持式掃描儀單元的深度傳感器捕獲的融合的原始深度圖像的截斷帶符號距離函數(shù)(tsdf)模型的視覺表示；圖16示出穿過圖15的負載端面的tsdf的橫截面；圖17示出從圖15的負載端面的tsdf生成的網(wǎng)格表面模型的視覺表示；圖18示出從圖15的負載端面的tsdf生成的光線投射正射深度圖像；圖19示出從圖15的負載端面的tsdf生成的光線投射正射法線圖像；圖20示出在從圖像去除諸如人和卡車部件等非原木元件之后的圖18的光線投射深度圖像；圖21表示在進一步清潔以從原木末端去除松散樹皮之后的圖20的光線投射深度圖像；圖22示出重疊在圖18的原始光線投射深度圖像上的所檢測的個別帶皮原木末端邊界的視覺表示；圖23示出投影至在原木負載的負載端面的掃描期間捕獲的原始紋理圖像上的所檢測的原木末端帶皮邊界的視覺表示；圖24示出投影至在原木負載的負載端面的掃描期間捕獲的紋理圖像上的所檢測的原木末端帶皮邊界且其中原木末端包含原木id標記和與原木相關(guān)聯(lián)的子圖像邊界以用于隨后進行圖像處理以定位和解碼id標記；圖25示出通過將所檢測的原木末端帶皮邊界投影至紋理圖像上并執(zhí)行木質(zhì)-樹皮分割算法而確定的細化的去皮原木末端邊界；圖26示出展示原木id標記的位置的三角測量且將其與相應(yīng)的原木末端邊界相關(guān)聯(lián)或聯(lián)系的示意圖；圖27示出固定至原木負載中的每一原木的小端的原木id標記的類型的實例，其在這個實施例中包括qr代碼；圖28以圖形方式用米制單位示出所檢測的去皮原木末端邊界；圖29示出所掃描的原木負載的負載端面的所檢測的去皮原木末端邊界和其相應(yīng)的個別原木id代碼；圖30示出從用于原木負載的一個負載端面的掃描的系統(tǒng)生成的圖解原木負載報告，其中原木的具有id標記的所有小端在那個負載端面處；圖31示出從原木負載的第一負載端面的掃描生成的第一圖解原木負載報告，其中原木的具有id標記的小端提供混合在原木負載的兩端之間；圖32示出從圖31的原木負載的第二負載端面的掃描生成的第二圖解原木負載報告；圖33示出從來自圖31和32的數(shù)據(jù)生成的合并的原木負載報告；以及圖34示出通過將從通過替代實施例中系統(tǒng)對原木負載的負載端面的掃描獲得的紋理圖像融合而生成的呈截斷顏色函數(shù)(tcf)形式的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的視覺表示。具體實施方式1.概述本發(fā)明涉及用于林業(yè)產(chǎn)業(yè)的原木掃描系統(tǒng)。具體地說，系統(tǒng)可用以掃描大量或一堆原木(原木負載)以用于基于固定至原木末端的識別(id)元件來識別負載中的個別原木中的每一者，對負載中的原木數(shù)目進行計數(shù)，和/或測量或確定個別原木特性，諸如可用以檢量原木以用于商業(yè)目的(諸如出口)的末端直徑測量。系統(tǒng)主要被設(shè)計用于伐木卡車處理站或檢查點(諸如港口或其它原木處理站)以用于原地掃描伐木卡車上遞送的大量原木而無需將原木從卡車移除。由系統(tǒng)獲取的掃描數(shù)據(jù)可以用作原木庫存或報告系統(tǒng)的一部分以用于例如在原木出口產(chǎn)業(yè)的情況下識別和追蹤個別原木，對原木進行計數(shù)，和/或檢量原木以確定體積和價值。將借助實例參照在伐木卡車或拖車的后部掃描原木負載的應(yīng)用來描述系統(tǒng)，但將了解，系統(tǒng)也可用以掃描位于船上、鐵路貨車、原木裝載機或其它車輛上的原木堆，或堆疊或以其它方式擱置在地面上或其它地方(諸如原木托架)的原木堆或負載。系統(tǒng)可適于在室內(nèi)或室外使用。將描述的實施例涉及被配置用來掃描原木負載以用于原木識別、原木計數(shù)和原木測量(諸如檢量)的原木掃描系統(tǒng)。具體地說，在將描述的實施例中，來自系統(tǒng)的掃描數(shù)據(jù)可以用于識別負載中的個別原木，對負載中的原木數(shù)目進行計數(shù)，和檢量負載中的原木。然而，將了解，可取決于系統(tǒng)的要求而修改或更改系統(tǒng)的功能性。在第一替代實施例中，原木掃描系統(tǒng)可以被配置用于原木識別和原木計數(shù)。在第二替代實施例中，原木掃描系統(tǒng)可以被配置用于原木識別和原木測量。在第三替代實施例中，原木掃描系統(tǒng)可以被配置僅用于原木計數(shù)。在第四替代實施例中，原木掃描系統(tǒng)可以被配置僅用于原木測量。2.系統(tǒng)硬件概述參照圖1-6，將進一步詳細描述原木識別和測量系統(tǒng)10的實施例的主要硬件組件。參照圖1，在這個實施例中，系統(tǒng)10包括與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20進行數(shù)據(jù)通信的便攜式掃描系統(tǒng)11。便攜式掃描系統(tǒng)11被配置用來由操作者攜帶并利用以原地掃描伐木卡車上的原木負載的負載端面。便攜式掃描系統(tǒng)11包括被配置用來由操作者14的手握住以用于原木負載的負載端面的自由形式掃描的手持式掃描儀單元12。在這個實施例中，如稍后將進一步詳細解釋，手持式掃描儀單元12具備傳感器以用于獲取或捕獲原木負載的一個或兩個負載端面的一系列同步深度圖像和紋理圖像(深度和紋理圖像對)。在這個實施例中，系統(tǒng)還包括單獨的操作者界面裝置16，操作者界面裝置16包括顯示器以用于顯示視野的實時表示或由手持式掃描儀單元12的傳感器捕獲的深度和紋理圖像。掃描儀控制器18和電源19硬連線至手持式掃描儀單元12。掃描儀控制器18從手持式掃描儀單元12接收深度和紋理圖像數(shù)據(jù)流，且在經(jīng)由無線數(shù)據(jù)通信鏈路或網(wǎng)絡(luò)26將其無線地傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20之前預(yù)處理這些圖像。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20在這個實施例中包括被配置用來從便攜式掃描儀系統(tǒng)11接收深度和紋理圖像數(shù)據(jù)的通信模塊22。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)處理器24，數(shù)據(jù)處理器24操作地連接至通信模塊22，且接收深度和紋理圖像數(shù)據(jù)以用于原木負載報告的進一步處理和生成，原木負載報告包括所掃描原木的所識別的原木id、原木計數(shù)和原木末端直徑測量。數(shù)據(jù)處理器24將稍后進行進一步詳細解釋，但通?？砂ㄌ幚砥?8、存儲器30、顯示器32、數(shù)據(jù)存儲裝置34、用戶界面36和用于連接至另一裝置和/或網(wǎng)絡(luò)40(諸如因特網(wǎng)或類似物)的通信模塊38。存儲數(shù)據(jù)庫42還可由數(shù)據(jù)處理器24直接或間接地存取以用于存儲由數(shù)據(jù)處理器生成的輸出數(shù)據(jù)或負載報告數(shù)據(jù)文件。將了解，便攜式掃描系統(tǒng)11中的各種組件在替代實施例中可組合或集成為較少組件或單一組件，或甚至在需要時進一步分成更多組件。同樣地，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20的組件在替代實施例中可集成為或進一步分成遠離的組件。參照圖2，示出手持式掃描儀單元12的實施例。在這個實施例中，手持式掃描儀單元12包括用于由用戶的手握持且安裝或攜載了一個或多個傳感器的主把手50。在這個實施例中，手持式掃描儀單元12包括被配置用來捕獲原木負載的負載端面的深度圖像的深度傳感器52，和被配置用來捕獲負載端面的紋理圖像的紋理傳感器56。深度傳感器52和紋理傳感器56被安裝以便面向相同方向，即，其具有基本上相同的視野。在這個實施例中，深度傳感器是用于捕獲負載端面的一系列深度圖像且生成表示在掃描期間獲得的一系列或一組所捕獲的深度圖像的代表性深度圖像數(shù)據(jù)的深度相機52。在這個實施例中，深度相機是asusxtionprolive深度相機，但將了解，可替代地使用任何其它替代深度相機，諸如但不限于手持式primesense裝置。在這個實施例中，深度相機利用在830nm下生成紅外(ir)圖案的紅外(ir)投影儀。在深度相機鏡頭上方提供窄帶通ir濾光器54以減小太陽光對深度圖像的影響。將了解，其它深度相機可替代地具有內(nèi)置ir濾光器，或在替代實施例中可以被配置用來在無任何ir濾光器的系統(tǒng)中工作或另外被配置用來在太陽光存在的情況下工作。在其它替代實施例中，可采用使用不同波長的深度相機，包含在紅外頻率或可見光或其它頻率下工作的深度相機。將了解，替代實施例可以使用任何其它合適類型的深度傳感器。舉例來說，在替代實施例中，深度傳感器可以是立體相機。在這個實施例中，紋理傳感器是被配置用來捕獲負載端面的一系列紋理圖像且生成表示在掃描期間獲得的一系列或一組所捕獲的紋理圖像的紋理圖像數(shù)據(jù)的紋理相機56。在這個實施例中，紋理相機是pointgreygrasshopper3黑白相機，但將了解，可替代地使用任何其它合適的紋理相機，無論是黑白的還是彩色的。在這個實施例中，在紋理相機56的鏡頭上方提供彩色濾光器58以增強所捕獲的黑白紋理圖像以用于稍后將描述的原木末端邊界的后續(xù)樹皮-木質(zhì)邊界分割處理。將了解，可使用具有內(nèi)置彩色濾光器的替代紋理相機。在一個實例中，彩色濾光器可以是紅光截止藍光增強濾光器。這對于樹皮顏色較暗且微紅的原木種類是有用的且紅光截止濾光器使樹皮在所捕獲的黑白圖像中看起來甚至更暗，且因此使得在分割圖像處理時較易于與較亮的木質(zhì)進行區(qū)分。在原木末端已用藍色噴漆標記的情況下，濾光器的藍光增強方面使藍色噴漆在黑白圖像中看起來較亮，且在這種情況下使其幾乎消失且不干擾分割算法。將了解，可取決于被掃描的原木種類來更改彩色濾光器的確切性質(zhì)，且可對彩色濾光器進行微調(diào)以針對大多數(shù)種類和標記工作。然而，將了解，彩色濾光器不是必要的且木質(zhì)與樹皮之間的差異的大部分在于亮度(強度)的差異。舉例來說，在系統(tǒng)的替代配置中，可以使用無任何彩色濾光器的紋理相機。在這個實施例中，手持式掃描儀單元12包括可操作以起始和終止原木負載的負載端面的掃描的可操作的觸發(fā)器按鈕60。具體地說，操作者致動或壓下把手50上的觸發(fā)器按鈕60以起始掃描，其在由操作者移動和操縱時開始負載端面的同步深度和紋理圖像對的捕獲以從多個視點和位置捕獲整個負載端面的圖像。一旦操作者釋放觸發(fā)器按鈕60，深度和紋理圖像捕獲就終止，且發(fā)送所獲取的深度和紋理數(shù)據(jù)以供數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20處理。在這個實施例中，手持式掃描儀單元12包括安裝在把手組合件50內(nèi)的傳感器控制器62和三軸加速度計。傳感器控制器62可以是微控制器或微處理器。傳感器控制器62操作地連接至觸發(fā)器按鈕60且響應(yīng)于觸發(fā)器按鈕的致動(即，按壓和釋放)而控制深度相機52和紋理相機56的操作以開始和終止掃描。傳感器控制器62還讀取由三軸加速度計64感測和生成的加速度計信號，且例如經(jīng)由usb接口或任何其它硬連線或無線數(shù)據(jù)連接操作地連接至掃描儀控制器18。從把手組合件50的末端延伸的數(shù)據(jù)電纜66將掃描儀控制器18操作地連接至傳感器控制器62、深度相機52、紋理相機56和安裝至手持式掃描儀單元12的無線通信模塊68。在這個實施例中，無線通信模塊68是被配置用來將在掃描期間獲取的所獲取的深度和紋理圖像數(shù)據(jù)以及所捕獲的加速度計信號或值傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20以用于處理和原木負載報告生成的無線適配器。在這個實施例中，紋理相機56經(jīng)由如圖3所示連接于相機52、56之間的同步電纜70與深度相機52同步。這個同步確保每一對深度和紋理圖像在同一時刻被捕獲。參照圖4，示出便攜式掃描系統(tǒng)11的掃描儀控制器18和電池電源19。在這個實施例中，掃描儀控制器18呈便攜式計算機(諸如intelnuc裝置)的形式，但將了解，可以替代地使用任何其它便攜式計算機或控制器系統(tǒng)。便攜式計算機可以包括處理器72、存儲器74和用于操作地連接至外部裝置的接口76。在這個實施例中，在便攜式計算機18上提供雙電源，使得其可在電池19與市電電源之間切換而不會切斷。掃描儀控制器18的主要功能是實施‘掃描工具’和‘按鈕控制器’組件，其將在稍后進行進一步詳細描述。參照圖5，顯示操作者界面的操作者界面裝置16可以在任何便攜式手持式電子裝置(諸如智能電話平板計算機、便攜式數(shù)字助理(pda)或具有顯示器的任何其它移動計算機裝置或任何其它合適的便攜式電子顯示裝置)上實施。在這個實施例中，操作者界面裝置16是經(jīng)由usb鏈路或電纜或任何其它合適的硬連線或無線數(shù)據(jù)連接或鏈路操作地連接至掃描儀控制器18的智能電話。如稍后將進一步詳細解釋，操作者界面裝置被配置用來接收和顯示在掃描期間實時地獲取的實時深度和紋理圖像數(shù)據(jù)的視覺表示，使得操作者可以觀看并反饋當(dāng)前在傳感器52、56的視野中的原木負載的負載端面的部分。在替代實施例中，操作者界面裝置16可以與手持式掃描儀單元成一體或安裝至手持式掃描儀單元。舉例來說，圖5a示出類似于圖2所示的替代手持式掃描儀單元12a的實例，但其中包括顯示器的操作者界面裝置16安裝至手持式掃描儀單元而不是作為單獨組件。如所示，這個替代實施例的手持式掃描儀單元12a還包括與之前一樣的深度傳感器52和紋理傳感器56、把手50、可操作的觸發(fā)器按鈕60和數(shù)據(jù)電纜66。參照圖6，在這個實施例中示出了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20。示出了無線接入點22以用于與便攜式掃描系統(tǒng)11的掃描儀控制器18建立無線數(shù)據(jù)通信鏈路。數(shù)據(jù)處理器24呈通用臺式計算機24的形式，其連接至無線接入點且具有相關(guān)聯(lián)的顯示器32和用戶界面組件36，諸如用于控制計算機的鍵盤和鼠標。如技術(shù)人員將了解，數(shù)據(jù)處理器24的主要目的是執(zhí)行由手持式掃描儀單元12捕獲的無線地傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20的無線接入點22的深度和紋理圖像數(shù)據(jù)的繁重的圖像處理。在替代實施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20不必具有顯示器或用戶界面，且可僅被配置用來執(zhí)行數(shù)據(jù)處理并輸出原木負載報告或數(shù)據(jù)文件以用于在其它計算機或機器上觀看和/或存儲在例如數(shù)據(jù)庫或其它存儲裝置或云服務(wù)器中。3.掃描過程和數(shù)據(jù)捕獲借助實例，現(xiàn)將解釋由操作者使用系統(tǒng)10執(zhí)行的典型掃描過程。操作者使用腰帶或腰包或類似物將掃描儀控制器18和電源19附接在其腰部周圍，且一只手握住手持式掃描儀單元12且另一只手握住操作者界面裝置16。操作者按與噴漆類似的動作掃描原木負載的負載端面，如圖7所示。當(dāng)手持式掃描儀單元掃描經(jīng)過負載端面時，其從手持式掃描儀單元12的深度相機52和紋理相機56獲取同步的且校準的原始深度圖像和紋理圖像。在這種情況下，‘同步的’指深度和紋理圖像對是在同一時刻獲取的，且‘校準的’指傳感器52、56的內(nèi)參數(shù)(例如焦距、比例因子、畸變)和傳感器之間的剛體變換基于其在手持式掃描儀單元12上相對于彼此的安裝位置是已知的。在這個實施例中，操作者14通常位于離負載端面在大約1.5至大約2米范圍內(nèi)的避開距離處，但這取決于所使用的傳感器可變化或更改。具體地說，避開距離將至少部分取決于深度和/或紋理相機的捕獲范圍和視野。操作者通常相對于伐木卡車上的原木的負載端面向前走以逐漸獲取整個負載面的圖像數(shù)據(jù)。對于伐木卡車上的典型的原木負載，獲取整個負載端面的紋理和深度圖像數(shù)據(jù)的典型時間通常在20-30秒左右。深度相機52和紋理相機56的視野通常小于原木負載的整個負載端面的表面積，且因此相對于負載端面移動和操縱掃描儀以捕獲一系列部分重疊的深度和紋理圖像對以捕獲整個負載端面。相機的幀速率可取決于要求而變化。在這個實施例中，幀速率是大約30幀每秒(fps)，且兩個相機都按這個幀速率觸發(fā)。在這種幀速率下，在掃描期間通常獲取一系列大約600-900對深度和紋理圖像，但將了解，所捕獲的數(shù)字深度和紋理圖像對的數(shù)目可取決于掃描整個負載端面所花的時間以及手持式掃描儀單元12的深度相機52和紋理相機56的配置的幀速率而變化。參照圖7a，將進一步解釋原木負載的掃描的實例。在180處在負載端面的左下角掃描開始時示出深度傳感器52和紋理傳感器56的視野，且操作者移動掃描儀以遵循在181處識別的一般n形掃描路徑，直到在182處所示的負載端面的右上角完成掃描為止。將了解，這個掃描路徑不限于圖7a所示的掃描路徑，且許多其它可能的掃描路徑可以用以從負載端面捕獲所獲取的掃描數(shù)據(jù)以用于處理。在一些配置中，可以建議或要求優(yōu)選的掃描路徑，但在其它配置中，掃描路徑可由操作者任意地或隨機地選擇。在這個實施例中，原木掃描系統(tǒng)被配置用于由操作者用手持式掃描儀單元在原木負載的負載端面上進行的自由形式掃描。將了解，在替代實施例中，系統(tǒng)可進一步包括手持式掃描儀單元可安裝或耦合至的可操作的電動運載工具系統(tǒng)，諸如機器人臂或類似物，且其中運載工具系統(tǒng)可為自動化的或由操作者控制以通過使掃描儀單元相對于負載端面移動經(jīng)過掃描路徑來掃描原木負載的負載端面。如果是自動化的，那么掃描路徑可以是預(yù)定的或預(yù)先配置的，或如果機器人臂或運載工具系統(tǒng)經(jīng)由遠程裝置或系統(tǒng)被手動地控制，那么操作者可以控制掃描路徑，掃描路徑可根據(jù)所推薦的掃描路徑或任意選擇的掃描路徑。在這個實施例中，用相同的脈沖觸發(fā)器信號同時觸發(fā)深度相機和紋理相機以在30fps的幀速率或任何其它合適的幀速率下捕獲圖像。在一個配置中，發(fā)送所有深度和紋理圖像對流以進行數(shù)據(jù)處理以提取從負載端面掃描測量的所需信息。在另一配置中，手持式掃描儀可以被配置用來發(fā)送所有深度圖像，但僅發(fā)送紋理圖像的子樣品(諸如每第3個紋理圖像)以進行數(shù)據(jù)處理，而丟棄未被選擇的所捕獲紋理圖像。在這個配置中，對一系列深度圖像和一系列紋理圖像執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，其中每一紋理圖像具有對應(yīng)的深度圖像，但不是每個深度圖像都有對應(yīng)的紋理圖像。在另一配置中，用經(jīng)過濾的或修改的觸發(fā)器信號在較低頻率下(諸如10fps)觸發(fā)紋理相機，即，通過使用電路或軟件來抑制或去除主觸發(fā)器信號的脈沖的每三個中的兩個。在這個配置中，避免了捕獲并接著丟棄每三個紋理圖像中的兩個的需要。在另一配置中，紋理相機可在較低頻率或幀速率下基于主觸發(fā)器信號而被觸發(fā)，但基于手持式掃描儀的移動而動態(tài)地子取樣。舉例來說，如果手持式掃描儀相對靜止或低于預(yù)定移動閾值，那么被發(fā)送以進行處理的紋理圖像的數(shù)目將減少以減少冗余圖像數(shù)據(jù)的處理。如稍后將進一步詳細描述，原木負載中的每一原木的小端具備包括與個別原木相關(guān)聯(lián)的唯一原木id數(shù)據(jù)或代碼的id元件。在這個實施例中，id元件通常呈機器可讀代碼的形式，諸如但不限于印刷在標簽或紙張上并作為id標記經(jīng)由u形釘、粘合劑或類似物應(yīng)用于每一個別原木的小端面的大致中心處的條形碼或快速響應(yīng)(qr)代碼(見例如圖10)。在這個實施例中，每一個別原木僅在其小端具備單個id標記。在一些原木負載中，原木的所有小端都在原木負載的同一端。在這種情形下，操作者僅需要掃描包括id標記的負載端面。然而，在其它情形下，可裝載伐木卡車，其中個別原木的小端混合在原木負載的兩端之間。在這些情形下，操作者必須進行兩次單獨的掃描，在原木負載的每一負載端面掃描一次。接著組合來自兩次掃描中的每一者的數(shù)據(jù)以生成與原木負載相關(guān)的輸出數(shù)據(jù)，如稍后將進一步詳細解釋。在負載端面的掃描期間，獲取原木負載中的所有原木的深度和紋理數(shù)據(jù)是重要的。為了實現(xiàn)此目的，操作者需要具備沿著原木負載末端的合理的不受約束的移動且能夠在負載端面的頂部和底部并沿著原木負載的整個寬度捕獲圖像。參照圖8a，示出了因為一些原木與原木負載中的其它原木相比可能突出較遠，受限制的移動可如何導(dǎo)致阻塞的示意性圖示。圖8a示出深度和紋理相機從單個位置12a觀看到的東西。從這個位置，不能獲得在左側(cè)的大原木的部分的深度和紋理數(shù)據(jù)，因為它旁邊的原木突出較遠。參照圖8b，示出從新位置12b看的手持式掃描儀單元的深度和紋理相機的視野，其中先前視野12a重疊。這個示意圖說明了可通過從多個位置和視點掃描負載端面來實現(xiàn)完全覆蓋的方式。舉例來說，在港口的伐木檢查點處提供的斜坡提供使操作者沿著移動以掃描負載端面的理想平臺。借助實例參照圖9-12，將示出在負載端面的掃描期間捕獲的原始深度和紋理圖像中的一些。圖9示出由手持式掃描儀單元12的深度相機52捕獲的典型的原始深度圖像。如所示，在這個原始深度圖像中，深度相機的視野僅捕獲負載端面的一部分。數(shù)據(jù)出現(xiàn)在原始深度圖像中的圓形區(qū)域中，因為鏡頭上的ir干擾濾光器具有與角度相關(guān)的衰減。圖10示出與圖9的深度圖像同時捕獲的同步的原始紋理圖像。圖10的原始紋理圖像是由如先前解釋的紋理相機56捕獲的。在圖10中，在原木末端的基本上中心位置處示出個別原木的機器可讀id標記，在這個實例中是qr代碼。圖11提供在操作者界面裝置16上向操作者呈現(xiàn)或顯示的掃描圖像的實例。所顯示的圖像表示由深度相機52和紋理相機56捕獲的實時深度和紋理圖像數(shù)據(jù)。灰色區(qū)示出當(dāng)前深度圖像看不見的值(例如，其中特征太遠或例如存在太多紅外干擾)。在屏幕左上角的指示符80指示手持式掃描儀單元12的關(guān)于曝光設(shè)置的當(dāng)前狀態(tài)。指示符80可以是例如顏色編碼的。舉例來說，指示符80可以是綠色，其指示曝光已設(shè)置且掃描可以進行。指示符接著在收集圖像時可轉(zhuǎn)變成紅色且在曝光正被設(shè)置時可為黃色。在這個實例中，82處指示的白色矩形指示用以設(shè)置曝光的圖像區(qū)域。在這個實施例中，優(yōu)選的是當(dāng)正在設(shè)置曝光時區(qū)中存在至少一個機器可讀id標記，因此所計算的曝光值確保標記是亮的但仍可讀。4.數(shù)據(jù)流和處理現(xiàn)將參照實例實施例描述系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)處理的概述參照圖12，示出系統(tǒng)的軟件架構(gòu)的高級概述，具體地說，將描述在系統(tǒng)的各種硬件組件上使用或?qū)嵤┑母鞣N軟件組件和/或功能和/或模塊。以下表1中示出圖12中提到的數(shù)據(jù)處理組件的概要。表1：圖12中的數(shù)據(jù)處理組件的概要掃描儀控制器18包括掃描工具組件90和按鈕控制器組件92。掃描工具組件90在掃描儀控制器18上執(zhí)行且執(zhí)行現(xiàn)將描述的各種功能。掃描工具90提供與深度傳感器52和紋理傳感器56硬件的接口，且在掃描期間從傳感器獲取深度和紋理圖像。掃描工具90還對深度和紋理圖像形成壓縮功能以壓縮深度和紋理圖像數(shù)據(jù)以用于經(jīng)由無線數(shù)據(jù)鏈路26傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20。在這個實施例中，掃描儀工具90還被配置用來及時對一系列紋理圖像取子樣品。作為實例，在這個實施例中，傳輸每第三個紋理圖像以進行數(shù)據(jù)處理以減少用于處理的數(shù)據(jù)量。掃描工具90還被配置用來調(diào)整紋理傳感器56的曝光，使得可處理機器可讀id標記(諸如qr代碼)和樹皮-木質(zhì)邊界，如稍后將進一步詳細解釋。在這個實施例中，掃描工具90被配置用來控制經(jīng)由如96和98所示的無線數(shù)據(jù)鏈路將壓縮的深度圖像(dc)和壓縮的紋理圖像(tc)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20的圖像保存器組件94。掃描工具90還被配置用來從深度和/或紋理圖像生成操作者顯示圖像，并如100處所示將其傳輸至操作者界面裝置以用于在如先前描述的操作者界面裝置的顯示器102上觀看。操作者界面裝置16(例如智能電話或平板計算機或具有顯示屏的類似的移動計算裝置)上的顯示組件102被配置用來打開使掃描工具90附接至的端口，且還將在端口上從掃描工具90接收的圖像顯示在操作者界面裝置的顯示屏上。顯示組件102可以是在智能電話或平板計算機上運行的應(yīng)用程序。如先前所論述，操作者界面裝置16可以借助usb電纜連接至掃描儀控制器18。在這個實施例中，tcp/ip連接是經(jīng)由usb數(shù)據(jù)鏈路進行的。操作者界面裝置上的應(yīng)用程序102打開插口且等待客戶端(諸如掃描工具組件90)連接。掃描儀控制器18還包括按鈕控制器組件92。按鈕控制器92執(zhí)行各種功能。在這個實施例中，一個功能是按鈕致動的依賴于上下文的過濾。如果操作者按壓或釋放觸發(fā)器按鈕60，那么忽略動作，除非系統(tǒng)處于觸發(fā)器致動是有意義的狀態(tài)。按鈕控制器還充當(dāng)用于接收和處理來自手持式掃描儀單元12的傳感器控制器62的按鈕致動信號或消息的接口。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20的數(shù)據(jù)處理器24包括從掃描儀控制器18的掃描工具90接收壓縮的深度和紋理圖像(dc、tc)的數(shù)據(jù)流96、98的圖像保存器組件94。在這個實施例中，深度和紋理圖像的數(shù)據(jù)流在其被捕獲時從掃描儀控制器18實時地傳輸至數(shù)據(jù)處理器24以使得數(shù)據(jù)處理能夠立即開始。然而，將了解，在替代實施例中，圖像數(shù)據(jù)可以在掃描期間在一系列批次中發(fā)送，或在替代配置中在掃描結(jié)束時一下子傳輸。圖像保存器94被配置用來對所接收的壓縮的深度和紋理圖像解壓縮，且將解壓縮的圖像保存至數(shù)據(jù)存儲裝置34(諸如，例如硬盤驅(qū)動器)。圖像保存器94還被配置用來將未壓縮的圖像(di、ti)發(fā)送至在數(shù)據(jù)處理器24中操作的其它組件，包含例如位姿估計器組件104和標記閱讀器組件106。標記閱讀器組件106被配置用來從圖像保存器94接收紋理圖像(ti)。標記閱讀器106接著被配置用來對紋理圖像進行圖像處理以定位和閱讀每一圖像中的所有qr代碼。在這個實施例中，標記閱讀器106被配置用來寫入包括用于在每一圖像中定位的每一標記的唯一id標記數(shù)據(jù)的id標記數(shù)據(jù)文件，和包括指示在原木負載的負載端面的掃描期間捕獲的一系列紋理圖像中見到每一id標記的次數(shù)的數(shù)據(jù)的id標記概要數(shù)據(jù)文件。作為實例，圖14示出在由標記閱讀器組件106處理之后的紋理圖像。已發(fā)現(xiàn)并正確地解碼qr標記中的每一者。作為進一步實例，以下表2中給出所生成的實例id標記數(shù)據(jù)文件的一小部分，其示出圖14的紋理圖像的組成和一點先前的和隨后的紋理圖像。9194dk1170292351.755659194dk11702881581340.759197dk1170139357.51653.259197dk1170294942.751609.259197dk117029515121589.259197dk117012738011499197dk11702761704.251063.759197dk1170293914.5963.259197dk1170292359.55649197dk11702881588.5342.259200dk11701393651647.59200dk11702949501607表2：包含從圖14的紋理圖像提取的id標記數(shù)據(jù)的實例id標記數(shù)據(jù)文件的一部分在表2中，第1列是圖像id，第2列是標記id，且第3和第4列是紋理圖像中的標記中心的x和y坐標。以下表3中示出對應(yīng)的id標記概要數(shù)據(jù)文件。表3：實例id標記概要數(shù)據(jù)文件在表3中，其示出在負載上發(fā)現(xiàn)16個標記以及在完整的一組紋理圖像上見到每一標記的次數(shù)。對于這個負載端面，見到qr代碼的最小次數(shù)是35。在這個實例中，使用由21乘21矩陣組成的最小標準qr代碼。代碼以最高冗余級別(最穩(wěn)健)生成，從而允許其在一些情形中在被部分覆蓋時被解碼。圖27中示出這個實施例中所使用的id標記的qr代碼的實例。如先前所指出，將了解，系統(tǒng)可以替代地與其它機器可讀id代碼(諸如條形碼)或任何其它可見的id元件和編碼的唯一識別數(shù)據(jù)一起使用。現(xiàn)在將描述用于將在掃描期間捕獲的一組深度圖像融合為隱式或3d模型(諸如空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))的位姿估計器104和表面建模器108組件。將參照圖13中所示的數(shù)據(jù)處理中所使用的且在以下表4中概括的相關(guān)聯(lián)的坐標系來描述位姿估計器104和表面建模器108。csr光線投射坐標系cst紋理相機坐標系csm、csd移動坐標系(與深度相機對準)csw世界坐標系pr、pt、pd圖像與相應(yīng)坐標系之間的投影mr、mt坐標系之間的位姿tr從r到csw的變換表4：數(shù)據(jù)處理流中所使用的坐標系位姿估計器104被配置用來從圖像保存器94接收一組深度圖像(di)。位姿估計器被配置用來估計手持式掃描儀單元12在世界坐標系(csw)中的位姿(mi)。在這個實施例中，寫入包括圖像中的每一者的圖像id和其相關(guān)聯(lián)的位姿(mi)的數(shù)據(jù)文件。位姿估計器接著被配置用來將深度圖像(di)和相關(guān)聯(lián)的位姿(mi)發(fā)送至表面建模器組件108。坐標系與手持式掃描儀單元12相關(guān)聯(lián)，其稱作移動坐標系(csm)。位姿mi是剛體變換，其將在獲取di時來自csm的測量映射至csw。在這個實施例中，如3d同步定位與建圖(slam)技術(shù)方面的技術(shù)人員將了解，位姿估計算法執(zhí)行3d自配準以使用點-平面誤差函數(shù)來估計位姿。將了解，需要時可替代地使用其它位姿估計算法。在一個這種替代實例中，紋理圖像數(shù)據(jù)可以用以組合光一致性誤差與點-平面誤差以增大位姿估計準確度。表面建模器組件108被配置用來從位姿估計器104接收深度圖像(di)和位姿(mi)，分別如110和112處所示。表面建模器108被配置用來將所有深度圖像一起融合為隱式模型、3d模型或空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。表面建模器108接著被配置用來估計與負載面平行且與地面相平的位姿(mr)。表面建模器108接著被配置用來使用光線投射以在位姿mr下從隱式模型生成正射深度圖像(r)和正射法線圖像?？梢陨梢唤M或多組光線投射深度和光線投射法線圖像。法線圖像可用以有助于確定將圖像旋轉(zhuǎn)多少以與最終圖像的負載端面平行。接著將最終的光線投射深度圖像(r)和光線投射法線圖像保存至存儲裝置34，諸如數(shù)據(jù)處理器24的硬盤驅(qū)動器。位姿mr和從光線投射深度圖像(r)到世界坐標系csw的變換(tr)也保存在數(shù)據(jù)處理器24的存儲裝置34中的數(shù)據(jù)文件中。任選地，系統(tǒng)可以被配置用來也對來自隱式模型的額外信息(諸如頂點圖和紋理圖)進行光線投射以有助于進行數(shù)據(jù)處理。在這個實施例中，表面建模器108被配置用來將原始深度圖像(di)融合為空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，諸如截斷帶符號距離函數(shù)(tsdf)。tsdf是對原木建模的隱式函數(shù)的離散表示。通過找到當(dāng)前深度圖像與tsdf之間的剛體變換且接著將來自當(dāng)前深度圖像幀的組成累積至tsdf來將數(shù)據(jù)融合在一起。接著針對下一深度圖像幀，諸如此類針對在掃描期間獲取的一系列或組中的所有隨后捕獲的深度圖像重復(fù)這個操作。一旦所有深度圖像都被處理，所生成的融合的模型大于每一原始深度圖像幀且覆蓋整個負載末端。融合還顯著減少原始深度數(shù)據(jù)中的缺陷(噪聲)。作為實例，圖15中示出所掃描的負載端面的tsdf的所呈現(xiàn)的視覺化且圖16中示出穿過tsdf的橫截面。表面由黑色區(qū)域之間的白色區(qū)域描繪，其表示函數(shù)f(x,y,z)的零交叉點。tsdf是表面?zhèn)认蚓嚯x函數(shù)f(x,y,z)的謹慎表示。這個函數(shù)給出距表面的距離，且3d表面由齊次方程式f(x,y,z)＝0表示。一組深度圖像(di)中所包括的深度數(shù)據(jù)可以融合在一起，因為每一深度圖像(di)的位姿(mi)是已知的，如通過先前所描述的位姿估計器104所計算。融合深度圖像數(shù)據(jù)的這個過程允許形成原木負載的整個負載端面的模型且顯著減少原始深度圖像中的缺陷(噪聲)的影響，如上文所指出。作為實例，可執(zhí)行諸如‘移動立方體’的算法以定位零交叉點，這從tsdf得到網(wǎng)格表面模型，如圖17所示。在這個實施例中，表面建模器108被配置用來接收由手持式掃描儀單元12中的加速度計感測的加速度計信號或數(shù)據(jù)值并使用tsdf的檢查來計算負載端面向下和法線方向。使用所計算的向下和法線方向，表面建模器使用光線投射呈現(xiàn)與負載端面相平和垂直的tsdf的正射圖像，如先前所指出。光線投射是slam技術(shù)方面的技術(shù)人員將理解的技術(shù)。在這個實施例中，在掃描開始時感測單個加速度計讀數(shù)或信號或值，即每次掃描一個加速度計值。在這個配置中，加速度計值或數(shù)據(jù)呈加速度計數(shù)據(jù)向量(vx,vy,vz)的形式。在替代實施例中，手持式掃描儀中無需提供加速度計，且可以通過諸如基于卡車部件處理圖像數(shù)據(jù)來獲得水平面。在其它替代實施例中，手持式掃描儀可以具備替代的或額外的慣性傳感器。在一個實例中，陀螺儀傳感器可以提供于手持式掃描儀單元中且所感測的陀螺儀信號可以用以補充位姿估計。作為實例，圖18示出負載端面的正射光線投射深度圖像。在這個實施例中，沒有深度的區(qū)域用白色示出。圖19示出負載端面的正射光線投射法線圖像。沒有法線的區(qū)域用黑色示出。正射光線投射法線圖像中的顏色(未示出)表示表面法線的方向。舉例來說，顏色‘金色’可被指派給垂直的表面。正射光線投射法線圖像中的不是金色的值接著可被過濾掉以去除例如原木的邊。光線投射正射法線圖像優(yōu)選地與光線投射正射深度圖像配準，且這允許兩個圖像一起用以清理光線投射深度圖像并去除不必要的特征，諸如卡車或拖車部件或人或在掃描過程中捕獲的其它非原木成分或特征。在這個實施例中，數(shù)據(jù)處理器24包括被配置用來接收和協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)處理器24和便攜式掃描系統(tǒng)11中的各種其它組件的監(jiān)控器114。舉例來說，監(jiān)控器組件114被配置用來通知各種其它組件掃描已開始且使組件同步。另外，監(jiān)控器組件114被配置成在相關(guān)組件已完成其處理或任務(wù)之后開始或起始各種組件。監(jiān)控器組件還被配置用來接收輸入或控制來自用戶界面(諸如包括手持式掃描儀單元12的按鈕控制器92和數(shù)據(jù)處理器24的用戶界面36)的信號。舉例來說，監(jiān)控器被配置用來接收來自手持式掃描儀單元12的觸發(fā)器60的按鈕控制信號以起始和停止掃描并協(xié)調(diào)系統(tǒng)中的各種其它組件和功能以處理在掃描期間獲取的數(shù)據(jù)。在這個實施例中，數(shù)據(jù)處理器24還包括負載處理器組件116。在這個實施例中，負載處理器116被配置用來執(zhí)行兩個主要功能。首先，負載處理器被配置用來接收和處理來自如118處所示從表面建模器108接收的負載端面的tsdf的光線投射正射圖像。負載末端處理功能的目的是提取個別原木的原木末端邊界，并確定原木末端直徑且將個別原木的所提取的唯一的id數(shù)據(jù)與所確定的或所測量的原木末端直徑數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。如果原木負載的原木在卡車或拖車上的原木負載的兩端都具有小端，那么負載末端處理功能將運行或執(zhí)行兩次，每組負載端面掃描數(shù)據(jù)一次。負載處理器116的第二個主要功能是諸如以報告文件的形式生成從掃描生成的輸出數(shù)據(jù)，報告文件包括原木id數(shù)據(jù)、原木計數(shù)和原木直徑數(shù)據(jù)和/或所提取數(shù)據(jù)的視覺表示或圖形表示，如稍后將進一步詳細解釋?，F(xiàn)在將進一步詳細描述負載處理器116執(zhí)行的負載末端處理功能。在這個實施例中，負載末端處理功能首先清理從表面建模器108接收的正射光線投射深度圖像(r)，具體地說將卡車或拖車或任何其它非原木特征從光線投射深度圖像中去除。圖20示出在從深度圖像去除卡車部件之后的圖18的光線投射深度圖像。在這個實施例中，負載末端處理功能還被配置用來清理光線投射深度圖像以去除其它特征，諸如原木的少量松散樹皮或邊部分或類似物。光線投射深度圖像的這種進一步清理由圖像處理算法執(zhí)行，且這些可以利用例如所示的光線投射正射深度(圖18)和法線(圖19)圖像中提供的信息。圖21示出在已執(zhí)行進一步清理過程之后的圖20的光線投射深度圖像。現(xiàn)在將進一步詳細描述用于清理圖像的圖像處理算法。在這個實施例中，清理算法被配置用來使用圖像處理從光線投射正射深度和法線圖像去除非原木特征，諸如卡車部件。這個圖像處理使用光線投射深度和法線圖像兩者作為輸入，因為他們構(gòu)成用于清理的不同信息。深度圖像提供特征離圖像平面的距離，且法線圖像提供特征表面的定向。分析深度和法線圖像以使大致對應(yīng)于離散物體的所連接的成分(連續(xù)區(qū)或區(qū)域)單一化。清理算法接著在以下步驟中將這些物體歸類為原木或非原木：1.剪裁所連接的成分以僅保留大致上平坦的且與圖像平面對準(較可能為原木末端)的成分。2.丟棄太小或太細長的成分。3.剩余成分用以在底部、左側(cè)和右側(cè)尋找原木面的范圍的邊界。這通過計算和累積在原木端面的邊緣的原木外觀的若干特性測量來完成，諸如：-垂直或水平對準，-原木圓度，-卡車和拖車托架的已知寬度，-深度與面的其余部分的一致性，和-面邊緣處的原木與非原木特征之間普遍存在的不連續(xù)性。4.將嚴格位于原木面邊界內(nèi)的成分歸類為原木。在一些實施例中，圖像清理算法可以進一步執(zhí)行以下步驟或功能以清理負載端面的圖像?？梢酝ㄟ^集中于在許多負載中明顯的一些常見問題的算法來預(yù)處理原木面的深度圖像。舉例來說，它可以檢測比其周圍事物進一步向前的窄區(qū)域，這對于樹皮和其它碎屑來說是典型的。另一實例是小的遺失數(shù)據(jù)區(qū)域被有效數(shù)據(jù)包圍是掃描期間的小阻塞或其它問題的典型特征。這些的目的不是過濾掉深度圖像中的所有數(shù)據(jù)，而是執(zhí)行圖像中的不良假象的目標特定類別的非線性空間過濾操作。接著處理清理過的光線投射深度圖像以使用原木單一化算法來將個別原木分開并確定每一個別原木的原木末端邊界。沒有標準的或均勻的原木形狀。不能將個別原木假設(shè)為甚至大致圓形的。原木周邊的大部分可以是凸起的、凹入的或筆直的。鄰近的原木通常緊緊地配合在一起，在周邊的大部分之間間隙很小或沒有間隙。原木大小的范圍較寬。原木可以被分裂，其中每個截面本身是原木大小。原木可在單一原木的芯內(nèi)具有空隙，其與原木中的形狀不規(guī)則的周邊或裂縫一起可以混淆算法。松散的樹皮是主要問題和復(fù)雜現(xiàn)象。實例包含與原木半分離、以一系列姿態(tài)與木質(zhì)分離的樹皮，懸掛在原木面上的樹皮，和塞在原木之間從而填充原木之間的預(yù)期空隙的樹皮。一些原木具有從原木末端遺失的部分。用于將原木分開的基本性質(zhì)是個別原木之間的間隙和空隙的特性，而不是原木本身的變化非常大的形狀和大小的分析。在原木末端在縱向上充分分開(即，凹陷或突出)的情況下，大體上可以易于確定原木界面邊界。然而，在一些情況下，鄰近的原木末端縱向地對準，且在其周邊的明顯部分緊緊地抵靠著彼此。通過尋找個別原木之間的特性v形間隙、原木組之間的空隙和將邏輯規(guī)則應(yīng)用于關(guān)聯(lián)的分離的間隙來分析這些情形以識別原木末端邊界線。這個圖像處理步驟的輸出是如圖22所示的所有原木的標簽和在每一原木末端周圍繪制的原木末端邊界曲線或線。從清理過的光線投射深度圖像生成的原木末端邊界表示‘帶皮’原木末端邊界。在這個實施例中，負載末端處理功能還被配置用來使用所捕獲的紋理圖像(ti)細化從光線投射深度圖像生成的帶皮原木末端邊界。具體地說，紋理圖像用于對原木末端的木質(zhì)-樹皮邊界勾畫輪廓或劃定界線以改進原木直徑測量的最終結(jié)果檢量準確度的過程。在這個實施例中，將從光線投射深度圖像確定的帶皮原木末端邊界映射和投影至2d紋理圖像(ti)中的一個或多個上。圖23和24示出投影至其相關(guān)聯(lián)的原木122上的原木末端邊界的實例，其中圖24還示出投影至紋理圖像上的圍封原木122的相關(guān)聯(lián)的id標記124的邊界。參照圖24，在一些實施例中，邊界框或線123可以被指派給原木末端且用以產(chǎn)生小的子圖像，接著對子圖像進行圖像處理以對來自id標記的原木id解碼。這個方法可以改進處理時間，因為不需要處理整個紋理圖像。子圖像是小的且所有不相關(guān)的區(qū)域都被去除。另外，因為id標記通常將出現(xiàn)在若干紋理圖像中，所以可以將邊界投影至所有相關(guān)聯(lián)的紋理圖像和從多個子圖像讀取的代碼上以增大與每一個別原木相關(guān)聯(lián)的所解碼的id的可靠性。在其它實施例中，系統(tǒng)不利用邊界框，并處理整個紋理圖像來識別和解碼所有可見的id標記。從光線投射深度圖像生成的帶皮原木末端邊界可以變換并投影至如圖23和24所示的原木的紋理圖像上，這是因為手持式掃描儀單元12在一對所捕獲的深度和紋理圖像的每一幀時間處的位姿從位姿估計器104是已知的，且深度傳感器52和紋理傳感器56是校準的且同步的。參照圖25，現(xiàn)在將進一步詳細描述邊界細化算法。圖25示出在紋理圖像中的原木末端上的120處從光線投射深度圖像生成的投影的外部(帶皮)邊界曲線或線。邊界細化算法接著生成內(nèi)邊界曲線，在內(nèi)邊界曲線內(nèi)預(yù)期無樹皮且這在126處進行指示。兩個生成的外部帶皮邊界120和內(nèi)邊界126線或圍封曲線在其之間形成環(huán)形區(qū)域。任何樹皮(如果存在的話)應(yīng)位于這個環(huán)形區(qū)域內(nèi)。如由內(nèi)邊界曲線126相對于外部帶皮邊界曲線的距離定義的環(huán)形區(qū)域的厚度是基于與被處理的特定樹種類預(yù)期的樹皮的最大厚度相關(guān)的統(tǒng)計所存儲數(shù)據(jù)確定的。在這個實施例中，這表示為原木末端直徑的百分比，以及預(yù)期方差和初始帶皮邊界生成曲線120。內(nèi)邊界126表示個別原木的統(tǒng)計曲線。在環(huán)形區(qū)域定義的情況下，邊界細化算法接著對環(huán)形區(qū)域內(nèi)的紋理區(qū)域進行圖像處理以勾畫木質(zhì)-樹皮邊界之間的輪廓而無需處理整個紋理圖像或原木末端的紋理圖像。128處示出表示去皮原木末端邊界的所得的細化的邊界曲線。如所示，新的細化的邊界線128剛好在樹皮下方或在原木末端的那個區(qū)域中不存在或未檢測到樹皮的情況下沿著外邊界曲線120延伸。使用分割算法生成細化的邊界線128。在這個實施例中，向分隔算法提供每一個別原木的環(huán)形區(qū)域，使得其知道在每一個別原木的紋理圖像中的哪里尋找原木末端的邊緣，并基于原木種類的預(yù)期樹皮厚度使用統(tǒng)計信息且被配置用來在例如原木被泥覆蓋或另外被弄臟的情況下決定回到從光線投射深度圖像生成的初始邊界線。圖像處理分割算法檢測環(huán)形區(qū)域中的木質(zhì)-樹皮邊界以生成如所論述的細化的原木末端邊界線128。在計算了細化的原木末端邊界的情況下，負載末端處理功能接著被配置用來計算與每一原木端面相關(guān)聯(lián)的平面。在這個實施例中，這通過使原木末端邊界收縮預(yù)定量(諸如10mm)來實現(xiàn)，且使平面與收縮的邊界內(nèi)含有的深度圖像數(shù)據(jù)配合。接著將細化的原木末端邊界投影至所計算的原木末端平面上。這個過程去除原木邊界上的垂直于原木端面的噪聲。接著將原木末端邊界和平面變換為米制世界坐標系(csw)。負載末端處理功能接著被配置用來計算每一原木的原木邊界質(zhì)心、短軸、正交軸和原木直徑。接著使由標記閱讀器106提取的id代碼與其相應(yīng)的原木邊界相關(guān)聯(lián)或聯(lián)系。在這個實施例中，通過如圖26所示對每一紋理圖像中的qr代碼id標記中心位置(由標記閱讀器106生成)進行三角測量來使qr代碼與原木邊界相聯(lián)系或相關(guān)聯(lián)。具體地說，作為實例，圖26中示出了id標記130，且示意性地示出了來自掃描數(shù)據(jù)中的三個樣品位置132a-132c的到多對所捕獲的深度和紋理圖像中的這些id標記中的每一者的三角測量光線。盡管現(xiàn)在顯示了僅三個相機位置的三角測量光線和相關(guān)聯(lián)的紋理圖像，但將了解，對每一id標記的三角測量可以并入有來自如其中捕獲的id標記(參照上文例如先前表3和4)一樣多的紋理圖像的光線。作為實例，圖28示出在變換為米制世界坐標系csw之后的細化的原木末端邊界140的實例，可以從米制世界坐標系csw確定或計算原木末端直徑特性。圖29示出csw中的直視負載端面的所投影的細化的原木末端邊界142的曲線圖。與每一原木末端邊界相關(guān)聯(lián)的中心標志144表示三角測量的id標記(例如，qr代碼)的位置且顯示了相關(guān)聯(lián)的已解碼的id數(shù)據(jù)。這個過程是穩(wěn)健的，因為從紋理圖像三角測量大量光線。舉例來說，標記dk1170228在35個紋理圖像中見到，因此將生成會聚于標記位置的35條光線。同樣，標記dk1170139在124個紋理圖像中見到，從而生成124條會聚光線的系統(tǒng)?，F(xiàn)在將解釋負載處理器116的第二個主要功能。第二個主要功能是由負載處理器116執(zhí)行的報告生成功能。報告生成功能以兩種方式中的一者操作。如果原木負載只有一個負載端面被掃描，即，所有小端和id標記在原木負載的同一端，那么它生成負載報告，負載報告包括與負載的個別原木相關(guān)聯(lián)的所識別的id代碼、原木計數(shù)(從所檢測的個別原木末端邊界的數(shù)目確定)和其相關(guān)聯(lián)的所確定的原木末端直徑測量結(jié)果。另一方面，如果原木負載的兩個負載端面都被掃描，即，對于小端和相關(guān)聯(lián)的標記id混合在原木負載的兩端之間的原木負載，對所掃描的每一負載端面執(zhí)行先前所描述的數(shù)據(jù)處理并將所述數(shù)據(jù)處理合并在一起以生成最終的原木負載報告。首先，將論述所有小端在原木負載的同一端的單個負載端面掃描的情況。圖30示出所生成的原木負載報告的圖解形式?？梢宰⒁獾剑性灸┒司哂袠擞沬d信息且150處所識別的原木計數(shù)對應(yīng)于標記id計數(shù)。繪制了每一小端的短軸和正交軸，且作為實例顯示了短軸的長度。舉例來說，對于原木末端152，短軸在154處示出，而正交長軸在156處示出。第二，轉(zhuǎn)向針對原木負載掃描兩個負載端面的情況，圖31和32示出了原木的小端混合在負載的兩端之間的情況。圖31示出針對所掃描的第一負載端面的所生成的負載報告的圖解表示，且圖32表示針對原木負載的另一負載端面的第二次掃描的掃描的負載報告的圖解表示。圖31和圖32共同表示兩次負載端面掃描的負載報告的圖解表示。將注意，兩個報告的原木計數(shù)一致。還可以注意到，一些原木末端在圖31和32中的每一者中沒有id標記，但id標記計數(shù)的總和等于圖31和32中的每一者中的共同的原木計數(shù)。這提供了驗證形式，即，每一負載末端的計數(shù)和總的標記計數(shù)必須一致。圖33示出來自兩次原木負載端面掃描的來自圖31和32的合并的圖解信息的圖解形式。被執(zhí)行以生成圖33的圖像的合并是匹配操作，其中一個負載末端上的原木與另一負載末端上的原木匹配。通過鏡射一個負載末端并將兩個邊界框的邊和底對準至公共坐標系csc上來實現(xiàn)合并。當(dāng)負載的寬度在物理上通常受原木卡車托架約束時調(diào)整對準，原木卡車托架可以是例如通常大約2.2米寬，但在其它情況下可以改變。這個合并算法是基于將成本與各種物理性質(zhì)(諸如原木之間的距離)相關(guān)聯(lián)且接著尋找使成本總和減到最小的匹配。當(dāng)前合并算法使用以下成本：·一致性：原木質(zhì)心之間的距離?！ゅF形：直徑之間的距離和參照錐形模型?！擞浺恢滦裕簶擞浐芸赡茉谛《恕！ぴ鹃L度：應(yīng)為類似長度。5.替代實施例和配置替代系統(tǒng)配置如先前所指出，上文所描述的原木掃描系統(tǒng)的實施例被配置用來掃描原木負載以用于原木識別、原木計數(shù)和原木測量，諸如檢量。具體地說，來自紋理傳感器的掃描數(shù)據(jù)用以基于個別原木的可見的id元件(諸如id標記)來獲得負載中的個別原木的原木id數(shù)據(jù)。處理來自深度傳感器的掃描數(shù)據(jù)以確定原木末端邊界，接著可以測量原木末端邊界以提供原木末端邊界數(shù)據(jù)(諸如直徑測量結(jié)果)，基于原木id數(shù)據(jù)使原木末端邊界與每一所識別的原木相關(guān)聯(lián)或聯(lián)系。另外，基于從深度傳感器掃描數(shù)據(jù)的處理識別的個別原木末端邊界的數(shù)目生成原木計數(shù)。在替代實施例中，原木掃描系統(tǒng)可以配置有替代功能性。作為實例，在第一替代方案中，原木掃描系統(tǒng)可以被配置用于原木識別和原木計數(shù)。舉例來說，原木id數(shù)據(jù)可以從如上文的紋理傳感器掃描數(shù)據(jù)獲得，且原木計數(shù)可以由從對如上文的深度傳感器掃描數(shù)據(jù)的處理識別的個別原木末端邊界的數(shù)目生成。在第二替代實施例中，原木掃描系統(tǒng)可以被配置用于原木識別和原木測量，諸如檢量。舉例來說，原木id數(shù)據(jù)可以從如上文的紋理傳感器掃描數(shù)據(jù)獲得，且原木測量結(jié)果可以如下確定：對如上文的深度傳感器掃描數(shù)據(jù)進行處理以識別原木末端邊界并測量其物理性質(zhì)(諸如直徑)，且基于原木id數(shù)據(jù)使原木末端邊界數(shù)據(jù)與相應(yīng)的個別原木相聯(lián)系。在第三替代實施例中，原木掃描系統(tǒng)可以被配置僅用于原木計數(shù)，諸如基于從深度傳感器掃描數(shù)據(jù)識別的個別原木末端邊界的數(shù)目確定原木計數(shù)。在第四替代實施例中，原木掃描系統(tǒng)可以被配置用于原木測量，諸如檢量，諸如測量原木末端邊界的一個或多個物理性質(zhì)。在原木的大端的id標記以上實施例是在id標記提供或固定至原木的小端的情況下描述的。將了解，在替代實施例中，id標記可提供于原木的大端。在這些情況下，可以在原木負載的每一末端執(zhí)行掃描且組合掃描數(shù)據(jù)以生成表示原木負載的輸出數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以被配置用來滿足其中所有小端都處于原木負載的同一端，或小端混合在原木負載的每一端之間的原木負載。在這些情形下，對小端的掃描提供檢量和/或計數(shù)數(shù)據(jù)，且對大端的掃描提供原木id和/或計數(shù)數(shù)據(jù)。操作者界面上的圖形用戶界面(gui)移動掃描儀需要物理上與掃描頭分開的操作者顯示器，因為實際上難以跟隨四處移動的顯示器。在上文描述的實施例中，操作者界面裝置僅包括用于在掃描期間向用戶呈現(xiàn)實時圖像的顯示器。然而，在替代實施例中，操作者界面裝置可以被配置用來控制掃描系統(tǒng)或掃描系統(tǒng)或手持式掃描儀的方面。舉例來說，操作者可以打開或關(guān)閉系統(tǒng)，且通過簡單的按鈕觸碰(例如使用操作者界面裝置的觸摸屏顯示器界面上的gui)使其從掃描移動至獲取至處理階段。在一個配置中，gui可以被配置用來使得操作者能夠在掃描之后檢查原木計數(shù)和所識別的標記的數(shù)目。在另一配置中，系統(tǒng)可以增強以呈現(xiàn)不同信息來源；例如將卡車駕駛員的摘要與所見到的qr標記的數(shù)目與被計數(shù)的原木的數(shù)目進行比較。任何差異可以用人體工程學(xué)視覺形式呈現(xiàn)，其中最可能的錯誤例如用紅色突出顯示。這可以在操作者仍在斜坡上時完成且能夠在視覺上將其前面的負載與系統(tǒng)的所處理圖像進行比較。舉例來說，如果系統(tǒng)錯誤地將兩個原木末端合并為一個(且因此獲得過低的計數(shù))或錯誤地將單個原木末端分裂成兩個(且因此獲得過高的計數(shù))，那么可以對其作標記。最可能的問題區(qū)可以突出顯示，且錯誤對于操作者將為明顯的，操作者將借助比如圖像上的簡單的收聚或縮放多點觸碰手勢來校正結(jié)果。深度和紋理同步定位與建圖(slam)的使用正如深度圖像可以融合在一起，紋理圖像也可以融合為空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們將其稱作截斷顏色函數(shù)(tcf)，如圖34所示。使用tcf和tsdf一起可以比僅使用深度提供更穩(wěn)健且準確的位姿估計。具體地說，對于深度和紋理slam，滑動的機會較小(部分配準損失)。這是因為深度數(shù)據(jù)在像原木末端等平坦表面上是相當(dāng)均勻的，從而只留下原木邊界成為配準困境。相比之下，紋理可以通過追蹤諸如樹木年輪、標記、樹皮和甚至平坦表面上的噴漆等特征而做出貢獻。額外的紋理信息的主要益處在于操作者可以更接近負載面工作。使用僅深度配準目前需要避開約1.5m以允許深度配準穩(wěn)健地起作用。直接在截斷帶符號距離函數(shù)(tsdf)中的較好的深度slam上文所描述的實施例使用基于光線投射的深度3d自配準算法來獲得傳感頭針對每一深度圖像的位姿(位置和定向)。通過直接將傳入的深度圖像與隱式3d模型(tsdf)進行比較來實施深度slam是可能的。這些最近的算法已示出為比基于光線投射的算法更準確，從而導(dǎo)致原木末端邊界的更精細的定位。將id標記用于離散slamqr標記具有有用的性質(zhì)，即其各自具有唯一的id。我們計算每一紋理圖像中的每一標記的質(zhì)心(中心點)，在每一紋理圖像中質(zhì)心是可見的。因為每一標記固定于其原木上的適當(dāng)位置，且從多個(幾十個或甚至幾百個)不同角度在紋理圖像中見到，所以其可用以迅速地找到或確認傳感頭的位姿。這是通過使用標記id以用于正確地關(guān)聯(lián)同一標記的各視圖在不同紋理圖像之間進行三角測量來完成。這種離散的slam可以結(jié)合密集的深度(和可能紋理)slam使用。其可用以保護深度slam以防滑動，因為標記質(zhì)心在每一對應(yīng)的紋理圖像中可見，且深度傳感器相對于紋理相機剛性地安裝。掃描儀的重新定位如上文所描述追蹤id標記的其它益處是其將使得系統(tǒng)能夠快速地重新獲取鎖(將其自身與負載面配準)。這可能在鎖通過過度快速的掃描意外地丟失的情況下或在操作者明白遺漏了一點且希望重新開始掃描的情況下需要。加速度計和標記id兩者將用于使系統(tǒng)再次獲得其方位。避免光線投射圖像中的原木面的阻塞在以上實施例中，系統(tǒng)通過光線投射建構(gòu)負載面的正射深度圖像(r)。這個圖像由原木單一化算法用于確定原木邊界并對其進行計數(shù)。正射圖像通過平行的(映射)投影示出負載端面。正射投影是有用的，因為它保留原木末端形狀和大小(無透視畸變)且?guī)缀踝畲蠡灸┒说目梢娦?。然而，負載實際上并不總是理想的，原木并不是筆直地堆疊或不是切割成正方形，且樹皮條有時懸垂在原木末端上。如果向算法提供負載面光線投射在不同角度下的若干圖像，那么可以改進原木單一化性能。在另一配置中，系統(tǒng)可以使用替代表示而不是正射深度圖像，在正射深度圖像中每一像素是深度值?？臻g占用率可以用小的體積結(jié)構(gòu)表示，其中每一像素中的每一位對體素(體積要素)是否被填充進行編碼。假設(shè)像素各自有256位(8個字節(jié))，且體素大小是3.5mm，可以在負載面周圍大約900mm的深度范圍內(nèi)對占用率建模。這種替代表示將含有負載面上的更多信息。它允許下游算法略過阻塞障礙(諸如樹皮和碎片)，并對原木的已掃描到這些的側(cè)面建模。掃描期間的替代視覺化在上文描述的實施例中，操作者裝置界面被配置用來向操作者示出流式傳輸?shù)募y理圖像的現(xiàn)場顯示，并輔以哪里的深度數(shù)據(jù)已丟失(因為例如ir干擾)的警告指示。這個顯示有效地向操作者示出傳感頭指向哪里以及在某種程度上示出所捕獲的數(shù)據(jù)的質(zhì)量。然而，它并不幫助操作者知道負載面的哪些部分已被掃描或深度配準算法是否在形成3d模型時維持鎖定。在建立3d模型時向操作者示出3d模型的縮小版本可以是可能的。這將立即示出哪些區(qū)已被掃描且哪些部分可能需要再訪。傳感頭的當(dāng)前視野可以在所呈現(xiàn)的3d模型上示出為移動的取景框。更多原木末端信息在將原木末端單一化的過程中，系統(tǒng)找到完整的原木末端邊界。除了當(dāng)前的jas直徑測量之外，這提供了得出其它測量(諸如原木末端區(qū)或更復(fù)雜的直徑測量)的機會。增強的合并合并負載末端是當(dāng)小端混合在原木負載的兩端之間時的關(guān)鍵操作?？梢蕴砑宇~外算法成本函數(shù)以使這個操作甚至更穩(wěn)健。目前使用基于位置、長度、標記和錐形的成本。也可以添加基于其它性質(zhì)(諸如成對的原木穿透)的成本。也可能增強標記成本。光源理想地，系統(tǒng)應(yīng)在任何光條件下操作，主要照明要求是qr標記應(yīng)可讀且樹皮邊界應(yīng)可見。在負載上方或周圍的照明更多的是阻礙而不是幫助，因為突出的原木或樹皮可能在其它原木末端上投下陰影。最不具破壞性的照明很可能包括傳感頭上的光，因為那將會將紋理圖像中的陰影的可見性減到最小。然而，與紋理視錐體中的光線同軸的照明可以從有光澤的樹膠、濕的原木或qr標記產(chǎn)生不想要的高光(亮反射)。這是不可克服的；緩解辦法是我們可以有每一原木末端的來自不同角度的若干視圖以從中選擇最好的紋理。可能的配置可以是將超亮的led陣列安裝在紋理相機鏡頭周圍。這可以在負載面上產(chǎn)生亮光且基本上減少來自常規(guī)頭頂照明的陰影。通過以與紋理相機曝光同步的短脈沖頻閃led，可以在相對低的平均功率下使亮度最大化，這降低了電池要求。頻閃頻率將必須不小于約60hz以便不會產(chǎn)生令人不舒適的可見頻閃-頻閃信號可以經(jīng)由倍頻器由深度傳感器的30hz的同步脈沖獲得。6.概要此外，實施例可以由硬件、軟件、固件、中間件、微代碼或其任何組合實施。當(dāng)用軟件、固件、中間件或微代碼實施時，用以執(zhí)行必要任務(wù)的程序代碼或代碼段可以存儲在機器可讀媒體(諸如存儲媒體或其它存儲裝置)中。處理器可以執(zhí)行必要任務(wù)。代碼段可以表示過程、函數(shù)、子程序、程序、例程、子例程、模塊、軟件包、類或者指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或程序語句的任何組合。代碼段可以通過傳遞和/或接收信息、數(shù)據(jù)、自變量、參數(shù)或存儲器內(nèi)容而耦合至另一代碼段或硬件電路。信息、自變量、參數(shù)、數(shù)據(jù)等可以經(jīng)由任何合適的方式(包含存儲器共享、消息傳遞、令牌傳遞、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?傳遞、轉(zhuǎn)發(fā)或傳輸。在以上內(nèi)容中，存儲媒體可以表示用于存儲數(shù)據(jù)的一個或多個裝置，包含只讀存儲器(rom)、隨機存取存儲器(ram)、磁盤存儲媒體、光學(xué)存儲媒體、快閃存儲器裝置和/或用于存儲信息的其它機器可讀媒體。術(shù)語“機器可讀媒體”和“計算機可讀媒體”包含但不限于便攜式或固定存儲裝置、光學(xué)存儲裝置，和/或能夠存儲、含有或攜載指令和/或數(shù)據(jù)的各種其它媒體。結(jié)合本文中公開的實例描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路、元件和/或組件可以借助經(jīng)設(shè)計以執(zhí)行本文中描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其它可編程邏輯組件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件，或其任何組合來實施或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但在替代方案中，處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器、電路和/或狀態(tài)機。處理器還可實施為計算組件的組合，例如，dsp與微處理器、多個微處理器、一個或多個微處理器結(jié)合dsp內(nèi)核，或任何其它這種配置的組合。結(jié)合本文中公開的實例描述的方法或算法可以直接在硬件、可由處理器執(zhí)行的軟件模塊，或兩者的組合中以處理單元、編程指令或其它指導(dǎo)的形式體現(xiàn)，且可以含有在單個裝置中或跨越多個裝置分布。軟件模塊可以駐留在ram存儲器、快閃存儲器、rom存儲器、eprom存儲器、eeprom存儲器、寄存器、硬盤、可裝卸式磁盤、cd-rom或本領(lǐng)域已知的任何其它形式的存儲媒體中。存儲媒體可以耦合至處理器，使得處理器可以從存儲媒體讀取信息和將信息寫入至存儲媒體。在替代方案中，存儲媒體可以與處理器成一體。圖式中所說明的組件和功能中的一個或多個可以重新布置和/或組合為單個組件或體現(xiàn)在若干組件中而不脫離本發(fā)明。也可以添加額外元件或組件而不脫離本發(fā)明。另外，本文中所描述的特征可以作為商業(yè)方法用軟件、硬件和/或其組合實施。在各種方面中，本發(fā)明可以用計算機實施的過程、機器(諸如電子裝置或通用計算機或提供可執(zhí)行計算機程序的平臺的其它裝置)、由這些機器執(zhí)行的過程或制造物品體現(xiàn)。這類物品可以包含計算機程序產(chǎn)品或數(shù)字信息產(chǎn)品，其中計算機可讀存儲媒體含有存儲于其上的計算機程序指令或計算機可讀數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)生和使用這些制造物品的過程和機器。本發(fā)明的以上描述包含其優(yōu)選形式?？梢詫ζ溥M行修改而不脫離如由所附權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的范圍。當(dāng)前第1頁12