本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種輪廓測量方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

金融倉儲監(jiān)管公司受銀行等金融機(jī)構(gòu)委托對貸款企業(yè)的抵質(zhì)押物(如鋼材、銅材等)進(jìn)行監(jiān)管，開展倉儲監(jiān)管業(yè)務(wù)。為減少認(rèn)為因素干擾帶來的監(jiān)管風(fēng)險，一種方式是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對貨物進(jìn)行實時監(jiān)管，獲取貨物相關(guān)的重量、位置、輪廓、體積等基本屬性，并嚴(yán)密監(jiān)視其變化。通常，對高貨值物品(如鋼材、不銹鋼卷或鋁合金板等)的體積或輪廓的變化非常關(guān)注，而傳統(tǒng)的用于小尺度環(huán)境建模的激光掃描儀、TOF相機(jī)、立體相機(jī)等技術(shù)由于掃描距離有限無法滿足倉儲環(huán)境這種大尺度測量需求，因此，如何對大尺度環(huán)境的物品進(jìn)行輪廓測量成為亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種輪廓測量方法及系統(tǒng)，以對大尺度環(huán)境的物品進(jìn)行輪廓測量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種輪廓測量方法，包括：

獲取輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的點云數(shù)據(jù)，所述輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備，所述多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備分布設(shè)置在待測物體附近，以采集待測物體的側(cè)面和頂面的點云數(shù)據(jù)；

剔除所述點云數(shù)據(jù)中超出有效探測范圍的測量點和無效測量點，獲得有效點云數(shù)據(jù)；

對所述有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)；

從所述同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)；

對所述前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓。

上述方法，優(yōu)選的，所述對所述有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)包括：

對所述有效點云數(shù)據(jù)中的各個測量點進(jìn)行角度補(bǔ)償；

對進(jìn)行角度補(bǔ)償后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)。

上述方法，優(yōu)選的，所述從所述同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)包括：

對所述同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，將所述同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)分成若干簇；

去除所述若干簇中的無效簇；

對去除無效簇后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，去除點云數(shù)據(jù)中的突變點；

對去除突變點后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行抽稀處理；

從進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)。

上述方法，優(yōu)選的，所述去除所示若干簇中的無效簇包括：

對于所述若干簇中的任意一個簇，判斷該簇內(nèi)的點云數(shù)量是否小于預(yù)設(shè)的點數(shù)閾值，若是，確定該簇為無效簇。

上述方法，優(yōu)選的，所述去除所示若干簇中的無效簇包括：

對于所述若干簇中的任意一個簇，計算該簇與相鄰簇之間的距離，若該簇與相鄰簇之間的距離均大于預(yù)設(shè)的距離閾值，確定該簇為無效簇。

上述方法，優(yōu)選的，所述從進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)包括：

對于進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中的每一個測量點，計算該測量點與采集設(shè)備之間的距離及角度；

當(dāng)計算得到的距離和角度均在預(yù)置范圍內(nèi)時，確定該測量點為背景數(shù)據(jù)，否則確定該測量點為前景數(shù)據(jù)。

上述方法，優(yōu)選的，所述對所述前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓結(jié)果包括：

對所述前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行三角剖分或四面體剖分，得到待測物體的三維輪廓。

一種輪廓測量系統(tǒng)，包括：

輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，包括多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備，所述多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備分布設(shè)置在待測物體附近，以采集待測物體的側(cè)面和頂面的點云數(shù)據(jù)；

后臺主機(jī)，與所述多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接，用于獲取所述輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的點云數(shù)據(jù)；剔除所述點云數(shù)據(jù)中超出有效探測范圍的測量點和無效測量點，獲得有效點云數(shù)據(jù)；

對所述有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)；

從所述同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)；

對所述前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓。

上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備分布在待測物體的兩側(cè)附近的導(dǎo)軌上，所述導(dǎo)軌的設(shè)置高度高于所述待測物體的高度，所述多輪廓采集設(shè)備可以沿所述導(dǎo)軌直線運動。

上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備固定在待測物體所在倉庫的頂棚上，所述輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備的掃描部件可以旋轉(zhuǎn)運動。

上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，用于對所述有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)的后臺主機(jī)具體用于：

對所述有效點云數(shù)據(jù)中的各個測量點進(jìn)行角度補(bǔ)償；

對進(jìn)行角度補(bǔ)償后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)。

上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，用于從所述同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)的后臺主機(jī)具體用于：

對所述同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，將所述同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)分成若干簇；

去除所述若干簇中的無效簇；

對去除無效簇后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，去除點云數(shù)據(jù)中的突變點；

對去除突變點后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行抽稀處理；

從進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)。

上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，用于去除所示若干簇中的無效簇的后臺主機(jī)具體用于：

對于所述若干簇中的任意一個簇，判斷該簇內(nèi)的點云數(shù)量是否小于預(yù)設(shè)的點數(shù)閾值，若是，確定該簇為無效簇。

上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，用于去除所示若干簇中的無效簇的后臺主機(jī)具體用于：

對于所述若干簇中的任意一個簇，計算該簇與相鄰簇之間的距離，若該簇與相鄰簇之間的距離均大于預(yù)設(shè)的距離閾值，確定該簇為無效簇。

上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，用于從進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)的后臺主機(jī)具體用于：

對于進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中的每一個測量點，計算該測量點與采集設(shè)備之間的距離及角度；

當(dāng)計算得到的距離和角度均在預(yù)置范圍內(nèi)時，確定該測量點為背景數(shù)據(jù)，否則確定該測量點為前景數(shù)據(jù)。

上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，用于對所述前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓的后臺主機(jī)具體用于：

對所述前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行三角剖分或四面體剖分，得到待測物體的三維輪廓。

通過以上方案可知，本申請?zhí)峁┑囊环N輪廓測量方法及系統(tǒng)，通過多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集待測物體的側(cè)面和頂面的點云數(shù)據(jù)，剔除點云數(shù)據(jù)中超出有效探測范圍的測量點和無效測量點，獲得有效點云數(shù)據(jù)；對有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)；從同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)；對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓。可見，本發(fā)明實施例提供的輪廓測量方法及系統(tǒng)，只要有足夠多的輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集待測物體的側(cè)面和頂面的點云數(shù)據(jù)，通過對點云數(shù)據(jù)的處理就能夠恢復(fù)出待測物體的輪廓，適應(yīng)大尺度環(huán)境下的物品輪廓的測量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的輪廓測量方法的一種實現(xiàn)流程圖；

圖2為本申請實施例提供的對有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)的一種實現(xiàn)流程圖；

圖3為本申請實施例提供的從同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)的一種實現(xiàn)流程圖；

圖4為本申請實施例提供的輪廓測量系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的部分，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例能夠以除了在這里圖示的以外的順序?qū)嵤?/p>

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實施例輪廓測量方法的一種實現(xiàn)流程圖如題1所示，可以包括：

步驟S11：獲取輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的點云數(shù)據(jù)。

其中，輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備，該多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備分布設(shè)置在待測物體附近，以采集待測物體的側(cè)面和頂面的點云數(shù)據(jù)；

輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以是激光掃描儀。通過激光掃描儀掃描待測物體表面得到點云數(shù)據(jù)。

步驟S12：剔除采集到的點云數(shù)據(jù)中超出有效探測范圍的測量點和無效測量點，獲得有效點云數(shù)據(jù)；

某個測量點是否超出有效探測范圍可以通過該測量點與采集該測量點的輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備之間的距離確定，若該測量點與輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備之間的距離大于輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備的有效掃描距離，確定該測量點為超出有效探測范圍的測量點。

無效測量點是指測量點的取值為“0”的點。

步驟S13：對有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)；

每個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)是基于各自載體坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)，也就是說，不同的輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)是不同坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明實施例中，將每個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)都變換到全局的、唯一的坐標(biāo)系下，以實現(xiàn)多組采集數(shù)據(jù)的融合。具體可以通過坐標(biāo)平移和坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)將每個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)都變換到全局的、唯一的坐標(biāo)系下。

步驟S14：從同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)；

輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的點云數(shù)據(jù)中除了包括待測物體的表面點云數(shù)據(jù)，還會有背景目標(biāo)的表面點云數(shù)據(jù)，因此，在獲得同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)后，從同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中提取前景的點云數(shù)據(jù)，或者，剪除同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中的背景點云數(shù)據(jù)。

可選的，可以根據(jù)先驗知識(如，待測物體所在倉庫的地形特點，輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備與待測物體的距離及角度范圍等)獲取前景點云數(shù)據(jù)。

具體的，若某個測量點與輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備之間的距離和/或角度范圍不在預(yù)置的范圍(該范圍由先驗知識確定)內(nèi)，則確定該測量點為背景。

可選，也可以通過前景目標(biāo)與背景目標(biāo)之間的反射強(qiáng)度的差異區(qū)分前景和背景(背景點的取值范圍與前景點的取值范圍不同)?；诖?，本發(fā)明實施例中還采集各個測量點處的反射強(qiáng)度，根據(jù)反射強(qiáng)度的取值范圍確定該點是背景點還是前景點。

步驟S15：對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓。

通過對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分得到的三維輪廓通常是網(wǎng)格狀的，為了便于查看，可以對通過剖分得到的三維輪廓進(jìn)行著色、光照等渲染處理，形成三維輪廓展示效果圖。不管是三維輪廓圖，還是渲染效果圖，可以依據(jù)實際需要轉(zhuǎn)換為不同格式的多媒體文件。

在得到待測物體的三維輪廓之后，采用剖分投影，或者，四面體積分算法，可以得到待測物體的體積。

本發(fā)明實施例提供的輪廓測量方法，通過多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集待測物體的側(cè)面和頂面的點云數(shù)據(jù)，剔除點云數(shù)據(jù)中超出有效探測范圍的測量點和無效測量點，獲得有效點云數(shù)據(jù)；對有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)；從同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)；對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓。可見，本發(fā)明實施例提供的輪廓測量方法，只要有足夠多的輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集待測物體的側(cè)面和頂面的點云數(shù)據(jù)，通過對點云數(shù)據(jù)的處理就能夠恢復(fù)出待測物體的輪廓，適應(yīng)大尺度環(huán)境下的物品輪廓的測量。

可選的，本發(fā)明實施例提供的對有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)的一種實現(xiàn)流程圖如圖2所示，可以包括：

步驟S21：對有效點云數(shù)據(jù)中的各個測量點進(jìn)行角度補(bǔ)償；

輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備在安裝時，由于固定孔的偏斜、固定支架的傾斜等原因，導(dǎo)致其與預(yù)設(shè)的坐標(biāo)系(特指以輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備所在位置為原點，自定義的載體極坐標(biāo)或直角坐標(biāo)系)有旋轉(zhuǎn)，需要通過設(shè)定測量參考點，得到角度偏移量θ，對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行反向修正，提高輪廓測量精度。

以二維直角坐標(biāo)系(三維直角坐標(biāo)系以此類推)為例，假設(shè)預(yù)設(shè)坐標(biāo)系為XOY，實際坐標(biāo)系為X'OY'，坐標(biāo)系XOY與坐標(biāo)系X'OY'的原點重合，且對應(yīng)的兩坐標(biāo)軸夾角為θ，坐標(biāo)系X'OY'是由坐標(biāo)系XOY逆時針旋轉(zhuǎn)θ角后得到的。若(x,y)為測試點在坐標(biāo)系XOY中的坐標(biāo)，(x’,y’)為測試點在坐標(biāo)系X'OY'中的坐標(biāo)，則角度補(bǔ)償?shù)墓綖椋?/p>

x＝x'cosθ+y'sinθ

y＝y(tǒng)'cosθ-x'sinθ

步驟S22：對進(jìn)行角度補(bǔ)償后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)。

可選的，本發(fā)明實施例提供的從同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)的一種實現(xiàn)流程圖如圖3所示，可以包括：

步驟S31：對同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，將同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)分成若干簇；

發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，點云數(shù)據(jù)中有時會存在一些成簇的干擾點，游離在目標(biāo)主輪廓之外。本發(fā)明實施例中，將屬于同一幀的掃描點進(jìn)行聚類，即，在同一幀數(shù)據(jù)內(nèi)，將點云數(shù)據(jù)采用聚類算法分成若干簇。聚類算法可以采用基于距離(如歐式距離、馬氏距離等)的K-均值聚類算法，或者，基于網(wǎng)格、圖論的聚類算法等。

步驟S32：去除上述若干簇中的無效簇；

無效簇是由待測試物體外部的干擾因素(如大顆粒的灰塵等)引起的游離于連續(xù)輪廓點云數(shù)據(jù)之外的點形成的。對于無效簇的判別可以通過如下兩種方式中的任意一種方式實現(xiàn)：

1)對于任意一個簇，判斷該簇內(nèi)的點云數(shù)量是否小于預(yù)設(shè)的點數(shù)閾值，如果是，則確定該簇為無效簇，否則，確定該簇為有效簇。

2)對于任意一個簇，計算該簇與相鄰簇之間的距離，如果該簇與相鄰簇之間的距離均大于預(yù)設(shè)的距離閾值，則確定該簇為無效簇，否則確定該簇為有效簇。其中，簇與簇之間的距離的計算方式可以為：先計算簇的質(zhì)心，將兩個簇的質(zhì)心之間的距離確定為兩個簇的距離。

步驟S33：對去除無效簇后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，去除點云數(shù)據(jù)中的突變點；

進(jìn)行平滑處理是為了去除點云數(shù)據(jù)中的突變點對輪廓效果的影響，可以采用中值濾波或者多點線性平滑算法等對去除無效簇后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理。

步驟S34：對去除突變點后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行抽稀處理；

為了減小計算量，可以對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行抽稀處理。

可選的，可以按百分比抽樣，例如，若每隔兩個點取一個點(即每3個點取一個點)，則抽稀至原有點數(shù)的1/3，若每隔三個點取一個點(即每4個點取一個點)，則抽稀至原有點數(shù)的1/4。

可選的，也可以按照空間分布抽取，具體的，將空間分成一個一個的單元立體網(wǎng)格，每個網(wǎng)格內(nèi)只保留一個點。

步驟S35：從進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)。

可選的，本發(fā)明實施例提供的從進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)的一種實現(xiàn)方式可以為：

對于進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中的每一個測量點，計算該測量點與采集設(shè)備之間的距離及角度；

當(dāng)計算得到的距離和角度均在預(yù)置范圍內(nèi)時，確定該測量點為背景數(shù)據(jù)，否則確定該測量點為前景數(shù)據(jù)。

也就是說，若計算得到距離不在預(yù)置的距離范圍內(nèi)，或者，計算得到的角度不在閾值的角度范圍內(nèi)，則確定該測量點為前景數(shù)據(jù)。

可選的，本發(fā)明實施例提供的對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓結(jié)果的一種實現(xiàn)方式可以為：

對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行三角剖分或四面體剖分，得到待測物體的三維輪廓。

與方法實施例相對應(yīng)，本發(fā)明實施例還提供一種輪廓測量系統(tǒng)，本發(fā)明實施例提供的輪廓測量系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，可以包括：

輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)41和后臺主機(jī)42；其中，

輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)41包括多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備，該多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備分布設(shè)置在待測物體附近，以采集待測物體的側(cè)面和頂面的點云數(shù)據(jù)；

輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以是激光掃描儀。通過激光掃描儀掃描待測物體表面得到點云數(shù)據(jù)。

后臺主機(jī)42與多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接，用于獲取輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的點云數(shù)據(jù)；剔除采集到的點云數(shù)據(jù)中超出有效探測范圍的測量點和無效測量點，獲得有效點云數(shù)據(jù)；對有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)；從同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)；對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓。

某個測量點是否超出有效探測范圍可以通過該測量點與采集該測量點的輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備之間的距離確定，若該測量點與輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備之間的距離大于輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備的有效掃描距離，確定該測量點為超出有效探測范圍的測量點。

無效測量點是指測量點的取值為“0”的點。

每個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)是基于各自載體坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)，也就是說，不同的輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)是不同坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明實施例中，將每個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)都變換到全局的、唯一的坐標(biāo)系下，以實現(xiàn)多組采集數(shù)據(jù)的融合。具體可以通過坐標(biāo)平移和坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)將每個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)都變換到全局的、唯一的坐標(biāo)系下。

輪廓數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的點云數(shù)據(jù)中除了包括待測物體的表面點云數(shù)據(jù)，還會有背景目標(biāo)的表面點云數(shù)據(jù)，因此，在獲得同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)后，從同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中提取前景的點云數(shù)據(jù)，或者，剪除同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中的背景點云數(shù)據(jù)。

通過對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分得到的三維輪廓通常是網(wǎng)格狀的，為了便于查看，可以對通過剖分得到的三維輪廓進(jìn)行著色、光照等渲染處理，形成三維輪廓展示效果圖。不管是三維輪廓，還是渲染效果圖，可以依據(jù)實際需要轉(zhuǎn)換為不同格式的多媒體文件。

在得到待測物體的三維輪廓之后，采用剖分投影，或者，四面體積分算法，可以得到待測物體的體積。

本發(fā)明實施例提供的輪廓測量系統(tǒng)，通過多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集待測物體的側(cè)面和頂面的點云數(shù)據(jù)，剔除點云數(shù)據(jù)中超出有效探測范圍的測量點和無效測量點，獲得有效點云數(shù)據(jù)；對有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)；從同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)；對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓?？梢?，本發(fā)明實施例提供的輪廓測量系統(tǒng)，只要有足夠多的輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集待測物體的側(cè)面和頂面的點云數(shù)據(jù)，通過對點云數(shù)據(jù)的處理就能夠恢復(fù)出待測物體的輪廓，適應(yīng)大尺度環(huán)境下的物品輪廓的測量。

可選的，本發(fā)明實施例中，多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以分布在待測物體的兩側(cè)附近的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的設(shè)置高度高于所述待測物體的高度，多輪廓采集設(shè)備可以沿所述導(dǎo)軌直線運動。

通常倉庫會設(shè)置若干立柱，則導(dǎo)軌可以以垂直于立柱的方式固定在立柱上。這樣每個導(dǎo)軌上可以只設(shè)置一個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備即可以對待測物體進(jìn)行掃描。

輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備在導(dǎo)軌上的位置可以由后臺主機(jī)進(jìn)行控制，輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備在導(dǎo)軌上的位置不同，掃描范圍不同，后臺主機(jī)通過控制輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備在導(dǎo)軌上的不同位置，以及輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備的掃描部件的旋轉(zhuǎn)角度對待測物體的不同部位進(jìn)行掃描。

可選的，多個輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備也可以固定在待測物體所在倉庫的頂棚上，輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備的掃描部件可以旋轉(zhuǎn)運動。

輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備的分布范圍可以根據(jù)待測物體的占地范圍確定，只要掃描部分通過旋轉(zhuǎn)能夠掃描到待測物體的側(cè)面和頂面即可。

不同的輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備的掃描范圍不同，后臺主機(jī)可以通過控制輪廓數(shù)據(jù)采集設(shè)備的掃描部件的旋轉(zhuǎn)角度對待測物體進(jìn)行一定范圍的掃描。

可選的，本發(fā)明實施例提供的用于對有效點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)的后臺主機(jī)具體可以用于：

對有效點云數(shù)據(jù)中的各個測量點進(jìn)行角度補(bǔ)償；

對進(jìn)行角度補(bǔ)償后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)。

可選的，本發(fā)明實施例提供的用于從同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)的后臺主機(jī)具體可以用于：

對同一坐標(biāo)系下的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，將同一坐標(biāo)系系下的點云數(shù)據(jù)分成若干簇；

去除若干簇中的無效簇；

對去除無效簇后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，去除點云數(shù)據(jù)中的突變點；

對去除突變點后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行抽稀處理；

從進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)。

可選的，本發(fā)明實施例提供的用于去除若干簇中的無效簇的后臺主機(jī)具體可以用于：

通過如下兩種方式中的任意一種方式實現(xiàn)：

1)對于任意一個簇，判斷該簇內(nèi)的點云數(shù)量是否小于預(yù)設(shè)的點數(shù)閾值，如果是，則確定該簇為無效簇，否則，確定該簇為有效簇。

2)對于任意一個簇，計算該簇與相鄰簇之間的距離，如果該簇與相鄰簇之間的距離均大于預(yù)設(shè)的距離閾值，則確定該簇為無效簇，否則確定該簇為有效簇。其中，簇與簇之間的距離的計算方式可以為：先計算簇的質(zhì)心，將兩個簇的質(zhì)心之間的距離確定為兩個簇的距離。

可選的，本發(fā)明實施例提供的用于從進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中獲取前景點云數(shù)據(jù)的后臺主機(jī)具體可以用于：

對于進(jìn)行抽稀處理后的點云數(shù)據(jù)中的每一個測量點，計算該測量點與采集設(shè)備之間的距離及角度；

當(dāng)計算得到的距離和角度均在預(yù)置范圍內(nèi)時，確定該測量點為背景數(shù)據(jù)，否則確定該測量點為前景數(shù)據(jù)。

可選的，本發(fā)明實施例提供的用于對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行剖分，得到待測物體的三維輪廓的后臺主機(jī)具體用于：

對前景點云數(shù)據(jù)進(jìn)行三角剖分或四面體剖分，得到待測物體的三維輪廓。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來實現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)、裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。