本發(fā)明涉及用于測量目標(biāo)對象的尺寸的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在多個(gè)工業(yè)應(yīng)用中需要測量目標(biāo)對象的空間尺寸。一個(gè)示例性應(yīng)用是測量加載在板(pallet)上的貨物的尺寸。用于測量這樣的板負(fù)載，例如可以使用固定式掃描儀。然后可以使用所測量的板負(fù)載的尺寸來獲得板的重量，例如，基于加載的貨物的具體重量。另外，如果板完全加載，可以建立。

目前，所使用的掃描儀限于對立方體對象的識別，并且由于它們的固定位置而常常不能靈活地使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供用于測量對象的尺寸的方法和系統(tǒng)，其能夠靈活地使用并允許測量具有不同形狀的對象。

在本發(fā)明中，提供了允許測量目標(biāo)對象的尺寸的方法和系統(tǒng)。

根據(jù)實(shí)施例，本發(fā)明的方法包括：

獲取表示物理空間的深度數(shù)據(jù)，所述深度數(shù)據(jù)包括所述目標(biāo)對象的數(shù)據(jù)；

將所述深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成點(diǎn)云；

從所述點(diǎn)云提取至少一個(gè)平面；

識別地平面；

從所述點(diǎn)云排除所述地平面；

從剩余的點(diǎn)云提取至少一個(gè)點(diǎn)集群；

識別所述目標(biāo)對象的點(diǎn)集群；

基于所述目標(biāo)對象的所述點(diǎn)集群來估計(jì)所述目標(biāo)對象的尺寸。

首先，獲取包括目標(biāo)對象的數(shù)據(jù)的深度數(shù)據(jù)。深度數(shù)據(jù)可以使用3d視覺裝置來獲取，例如，3d攝像機(jī)系統(tǒng)、立體攝像機(jī)、飛行時(shí)間攝像機(jī)或激光掃描儀，該3d視覺裝置例如基于三角測量。3d視覺裝置可以掃描包含目標(biāo)對象的場景。特別地，使用手持3d視覺裝置。

有利地，使用包括攝像機(jī)和結(jié)構(gòu)化照明裝置的3d攝像機(jī)系統(tǒng)來獲取深度數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化照明裝置可以遠(yuǎn)離3d攝像機(jī)系統(tǒng)的攝像機(jī)來布置。可以在視頻序列中獲取深度數(shù)據(jù)，其中可以組合具有例如幾秒鐘的持續(xù)時(shí)間的視頻序列的信息。

然后將深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為點(diǎn)云，其中點(diǎn)云的點(diǎn)可以拼接(stitched)在一起。拼接導(dǎo)致點(diǎn)云的點(diǎn)連接，盡管點(diǎn)云的點(diǎn)可能已經(jīng)在不同時(shí)間(例如，在視頻序列的不同時(shí)間)處或者在不同的視角下被獲取。

特別地，深度數(shù)據(jù)以及關(guān)于深度數(shù)據(jù)的空間信息可以用于創(chuàng)建點(diǎn)云。點(diǎn)云可以在三維空間中表示目標(biāo)對象和其他對象。點(diǎn)云還可以包括不是目標(biāo)對象的其他對象的點(diǎn)。點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)可以包括x-方向上的值、y-方向上的值和z-方向上的值。x-、y-和z-方向每個(gè)可以垂直于其他兩個(gè)方向。備選地，點(diǎn)云的點(diǎn)可以具有極坐標(biāo)形式的空間坐標(biāo)。

從點(diǎn)云中，提取至少一個(gè)平面。也就是說，識別來自點(diǎn)云的平坦表面，其中平坦表面定義為點(diǎn)云的平面。優(yōu)選地，從點(diǎn)云中提取所有平面。換句話說，從點(diǎn)云中提取可以識別的所有平面。

從至少一個(gè)平面或多個(gè)提取的平面中，識別地平面。如果僅提取一個(gè)平面，則將該平面識別為地平面。地平面表示源自掃描場景的地或地面的點(diǎn)云的點(diǎn)?？梢栽谒凶R別的平面中識別地平面，例如。由于其空間取向和/或由于其大小。在識別地平面之后，將地平面從點(diǎn)云去除，以減少點(diǎn)云中點(diǎn)的數(shù)量。當(dāng)從點(diǎn)云去除地平面時(shí)，表示地平面的所有點(diǎn)在點(diǎn)云中被排除。因此，只有包含在深度數(shù)據(jù)中的對象保留在點(diǎn)云中，從而便于更容易識別目標(biāo)對象，這需要更少的計(jì)算量和存儲使用。

當(dāng)?shù)仄矫姹慌懦龝r(shí)，點(diǎn)云中的不同對象可能不再連接。這些未連接的對象可以分離成不同的對象。由此，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對象與其他物體之間的第一辨別。因此，目標(biāo)對象的識別被簡化并且可以采用計(jì)算有效的方式執(zhí)行。

在點(diǎn)云的剩余點(diǎn)中，提取至少一個(gè)點(diǎn)集群。點(diǎn)集群可以是多個(gè)點(diǎn)的聚合，其中點(diǎn)包括到點(diǎn)集群的最靠近的另外點(diǎn)的預(yù)定義的最大空間距離。在點(diǎn)云中，可以存在多個(gè)點(diǎn)集群并且可以提取或識別。優(yōu)選地，提取所有點(diǎn)集群(即，可以識別的所有點(diǎn)集群)。

為了識別目標(biāo)對象的點(diǎn)集群，可以將目標(biāo)對象的點(diǎn)集群示例性地識別為最靠近于例如3d攝像機(jī)系統(tǒng)的點(diǎn)集群。這是基于使用3d視覺裝置的人將3d視覺裝置指向目標(biāo)對象的假設(shè)。備選地，具有最多點(diǎn)的點(diǎn)集群可以識別為目標(biāo)對象的點(diǎn)集群。如果僅提取一個(gè)點(diǎn)集群，則將這一個(gè)點(diǎn)集群識別為目標(biāo)對象的點(diǎn)集群。

當(dāng)目標(biāo)對象的點(diǎn)集群已經(jīng)被識別時(shí)，可以基于目標(biāo)對象的點(diǎn)集群來估計(jì)目標(biāo)對象的尺寸。

從目標(biāo)對象的尺寸，例如，可以計(jì)算目標(biāo)對象的體積和/或體重。作為示例，可以計(jì)算點(diǎn)集群的外表面，其中目標(biāo)對象的體積被估計(jì)為外表面內(nèi)的體積。如果點(diǎn)集群不包括目標(biāo)對象的封閉外表面(例如，目標(biāo)對象的背面對于3d視覺裝置是不可見的)，則外表面可被推斷或估計(jì)，以便實(shí)現(xiàn)封閉的外表面。

根據(jù)實(shí)施例，該方法還包括在識別地平面之前從點(diǎn)云去除背景。隨著點(diǎn)云的背景點(diǎn)被去除，點(diǎn)云中點(diǎn)的數(shù)量可以減少，導(dǎo)致對剩余點(diǎn)的更快和更有效的處理。這也使得更容易識別地平面。作為示例，背景可以定義為與3d視覺裝置距離大于預(yù)定義的閾值的所有點(diǎn)。

根據(jù)另一實(shí)施例，如果點(diǎn)云的點(diǎn)的值在至少一個(gè)維度上大于預(yù)定的閾值，則點(diǎn)云的點(diǎn)定義為背景點(diǎn)。特別地，可以建立對于x-方向、y-方向和/或z-方向的閾值。如果點(diǎn)云的點(diǎn)具有高于這些閾值中的至少一個(gè)的值，則點(diǎn)云的點(diǎn)被分類為背景。

更具體地說，如果使用x-、y-和z-方向上的坐標(biāo)，則如果符合以下條件中的一個(gè)或多個(gè)，則可將點(diǎn)定義為背景：

x>min(x)+t，

y>min(y)+t和/或

z>min(z)+t，

其中t是可配置的參數(shù)，x、y、z分別是x-、y-、z-方向上點(diǎn)云的點(diǎn)的值，以及min(x)/min(y)/min(z)分別是在x-/y-/z方向上的點(diǎn)云的任何點(diǎn)的最小值。對于每個(gè)方向，最小值(min(x)，min(y)，min(z))可以不同。

x-、y-、z-坐標(biāo)系的原點(diǎn)可以是3d視覺裝置。因?yàn)樘貏e是當(dāng)使用手持3d視覺裝置時(shí)，這種方式可以更容易地執(zhí)行本發(fā)明的方法，所以可以在方法開始之前定義坐標(biāo)系統(tǒng)。因此，在執(zhí)行方法期間不需要改變坐標(biāo)系統(tǒng)。

在另一實(shí)施例中，識別地平面包括重復(fù)地識別點(diǎn)云中的平面，存儲所識別的平面，并從點(diǎn)云暫時(shí)去除所識別的平面。在所有平面被識別、存儲并從點(diǎn)云中去除之后，可以在所有存儲的和識別的平面中最終識別出地平面。換句話說，相應(yīng)識別的平面僅從點(diǎn)云暫時(shí)去除，直到點(diǎn)云的所有平面被識別。也就是說，從點(diǎn)云中去除所識別的平面可以簡化并因此更有效地識別點(diǎn)云中的其他平面。從點(diǎn)云中去除識別的平面也可以防止一個(gè)平面被多次識別。

此外，隨著越來越多的平面被識別，存儲和從點(diǎn)云中去除，點(diǎn)云中剩余的點(diǎn)的數(shù)量減少。當(dāng)在點(diǎn)云中識別連續(xù)的平面時(shí)，這允許越來越快的處理。

識別的平面可以以法向量形式或以ax+by+cz+d＝0的形式存儲，其中a、b、c和d是系數(shù)，以及x、y、z是x-、y-和z方向上的變量。例如，地平面可以被識別為具有基本上平行于z-方向的法向量的平面。

通常，預(yù)計(jì)在點(diǎn)云中可以檢測到4到5個(gè)平面。因此，識別點(diǎn)云中的平面、存儲所識別的平面并從點(diǎn)云去除所識別的平面的步驟必須執(zhí)行4到5次。當(dāng)在剩余的點(diǎn)云中不能找到平面時(shí)，不再重復(fù)存儲所識別的平面并從點(diǎn)云去除所識別的平面的步驟。

根據(jù)另一實(shí)施例，使用ransac算法來識別點(diǎn)云中的平面。ransac(隨機(jī)抽樣一致)算法是一種迭代方法來估計(jì)觀測數(shù)據(jù)集的參數(shù)。如果測量數(shù)據(jù)(即深度數(shù)據(jù))包含異常值(即遠(yuǎn)離其他點(diǎn)的點(diǎn)云的點(diǎn))，這通常是深度數(shù)據(jù)和點(diǎn)云的情況，則ransac算法特別有用。

在另一實(shí)施例中，識別目標(biāo)對象的點(diǎn)集群包括將最靠近的點(diǎn)集群識別為目標(biāo)對象的點(diǎn)集群。因此，假設(shè)最靠近的點(diǎn)集群最有可能是目標(biāo)對象，因?yàn)楫?dāng)使用例如手持3d視覺裝置時(shí)，3d視覺裝置將指向目標(biāo)對象?？梢宰R別最靠近的點(diǎn)集群，使得如果使用x-、y-和z-方向上的坐標(biāo)，則點(diǎn)集群的一個(gè)點(diǎn)具有對于x²+y²+z²的最小值。

在另一實(shí)施例中，針對每個(gè)點(diǎn)集群計(jì)算形心點(diǎn)(centroidpoint)，其中基于對應(yīng)的形心點(diǎn)來計(jì)算每個(gè)點(diǎn)集群的距離(例如，到3d視覺裝置)。形心點(diǎn)可以表示點(diǎn)集群的幾何中心或點(diǎn)集群的重心。

在另一實(shí)施例中，使用點(diǎn)集群之間預(yù)定義的最小距離和/或預(yù)定義的最小集群大小來識別點(diǎn)集群。預(yù)定義的最小距離和/或預(yù)定義的最小集群大小可以是可配置的參數(shù)。

點(diǎn)集群可以是點(diǎn)云的點(diǎn)的聚合，其中點(diǎn)集群的每個(gè)點(diǎn)具有到點(diǎn)集群的另一點(diǎn)的最大距離，其小于點(diǎn)集群之間的預(yù)定義的最小距離。也就是說，不同點(diǎn)集群的兩個(gè)點(diǎn)將至少具有等于或大于點(diǎn)集群之間的預(yù)定義的最小距離的距離。

另外，點(diǎn)集群可以具有預(yù)定義的最小數(shù)量的點(diǎn)，即預(yù)定義的最小集群大小。

如果點(diǎn)的聚合未達(dá)到點(diǎn)的最小數(shù)量，則點(diǎn)的聚合優(yōu)選不被識別為點(diǎn)集群。在該方法的另外步驟中，可以忽略這樣的點(diǎn)的聚合中的點(diǎn)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，使用具有x-、y-和z-方向的坐標(biāo)系統(tǒng)，其中x-、y-和z-方向中的每一個(gè)優(yōu)選垂直于其他兩個(gè)方向，并且其中，旋轉(zhuǎn)目標(biāo)對象的點(diǎn)集群，使得地平面將平行于z＝0的平面。具體地說，可以使用旋轉(zhuǎn)矩陣來執(zhí)行旋轉(zhuǎn)，其中通過旋轉(zhuǎn)矩陣的旋轉(zhuǎn)將旋轉(zhuǎn)地平面(如果使用旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn))，使得地平面將變得平行于z＝0的平面。因?yàn)楫?dāng)目標(biāo)對象的點(diǎn)集群旋轉(zhuǎn)時(shí)已經(jīng)可以排除地平面，所以只能旋轉(zhuǎn)目標(biāo)對象的點(diǎn)集群。

在z＝0的平面中，所有點(diǎn)的z值都為零。z＝0的平面可以是從3d視覺裝置觀察時(shí)水平對齊的平面?？梢允褂眯D(zhuǎn)矩陣來計(jì)算旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)矩陣又可以基于地平面相對于z＝0的平面的位置和取向來計(jì)算。點(diǎn)集群的這種旋轉(zhuǎn)便于更容易地計(jì)算目標(biāo)對象的尺寸。

在另一實(shí)施例中，在目標(biāo)對象的點(diǎn)集群旋轉(zhuǎn)之后計(jì)算目標(biāo)對象的高度。目標(biāo)對象的高度可以容易地計(jì)算為目標(biāo)對象在z-方向上的點(diǎn)集群的兩個(gè)點(diǎn)的最大距離。

在另一個(gè)實(shí)施例中，針對目標(biāo)對象的點(diǎn)集群來計(jì)算最小閉合平坦幾何形狀。平坦幾何形狀可以是三角形、矩形、圓形、多邊形等。優(yōu)選地，使用矩形，其中矩形可以是目標(biāo)對象的點(diǎn)集群的點(diǎn)的邊界框?；趲缀涡螤畹某叽纾梢杂?jì)算或估計(jì)目標(biāo)對象的尺寸和/或體積。使用不同的幾何形狀具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以計(jì)算具有不同形式的目標(biāo)對象的尺寸。特別地，也可以處理非立方體形狀或不規(guī)則形狀。

可以計(jì)算幾何形狀的大小，使得在x-和y-方向上，幾何形狀包括每個(gè)邊界線中的目標(biāo)對象的點(diǎn)集群的至少一個(gè)點(diǎn)，并且大多數(shù)點(diǎn)位于邊界線內(nèi)。備選或另外地，在幾何形狀的每個(gè)邊界線之外，可以存在目標(biāo)對象的點(diǎn)集群的至少一個(gè)點(diǎn)?？梢栽黾訋缀涡螤畹拇笮。钡饺匀粷M足上述條件中的一個(gè)或兩個(gè)。

作為示例，基于矩形的寬度和長度以及對象高度，可以計(jì)算目標(biāo)對象的尺寸和/或體積。優(yōu)選地，在目標(biāo)對象的點(diǎn)集群的旋轉(zhuǎn)之后計(jì)算矩形。另外優(yōu)選地，計(jì)算矩形，使得其平行于地平面或z＝0的平面。

根據(jù)另一實(shí)施例，在計(jì)算最小閉合平坦幾何形狀之前，將目標(biāo)對象的點(diǎn)集群投影到地平面或z＝0的平面上。由于對于幾何形狀的所有計(jì)算都可以在二維空間而不是三維空間中執(zhí)行，所以到地平面或z＝0的平面的投影允許更容易和更快速地計(jì)算幾何形狀。此外，也可以采用相同的方式來計(jì)算升高的目標(biāo)對象(例如叉車上的板負(fù)載)的尺寸。有利的是，通過將目標(biāo)對象的點(diǎn)集群的點(diǎn)的值設(shè)置為零的z值來執(zhí)行到z＝0的平面上的投影。

優(yōu)選地，所使用的幾何形狀可以從預(yù)定義數(shù)量的幾何形狀中選擇，其中實(shí)際使用的形狀被選擇，使得在不超過到地平面的投影的情況下閉合最大數(shù)量的點(diǎn)?？梢赃x擇幾何形狀，使得通過最小的距離將目標(biāo)對象到地平面上的投影閉合。

在另一實(shí)施例中，使用手持3d視覺裝置來獲取深度數(shù)據(jù)。手持3d視覺裝置可以是3d攝像機(jī)系統(tǒng)，特別是具有結(jié)構(gòu)化光照明的3d攝像機(jī)系統(tǒng)、激光掃描儀、飛行時(shí)間攝像機(jī)(tof-攝像機(jī))或立體聲攝像機(jī)。手持3d視覺裝置的使用允許靈活地測量不同的目標(biāo)對象，因?yàn)?d視覺裝置可以容易地移位或攜帶。

在另一實(shí)施例中，深度數(shù)據(jù)從手持3d視覺裝置傳送到便攜式處理裝置?？梢栽谔幚硌b置中執(zhí)行深度數(shù)據(jù)的處理和目標(biāo)對象的尺寸的估計(jì)。因此，3d視覺裝置可以具有更少的部件并且包括更小的殼體，從而使其更易于使用。手持3d視覺裝置與處理裝置之間的傳輸可以是無線的，例如，使用無線lan(局域網(wǎng))，或者可以使用電纜連接。手持3d視覺裝置可以使用電纜連接提供電能。備選地，處理裝置可以是固定的。

處理裝置可以是可以經(jīng)由因特網(wǎng)連接到手持3d視覺裝置的主機(jī)服務(wù)器。備選地，處理裝置可以包括可以用于處理裝置與主機(jī)服務(wù)器的通信的因特網(wǎng)連接。主機(jī)服務(wù)器可以部分或完全地執(zhí)行本發(fā)明方法的計(jì)算步驟。

在另一實(shí)施例中，目標(biāo)對象是板負(fù)載。因此，可以使用本發(fā)明的方法來驗(yàn)證板是否已被完全加載。此外，本發(fā)明的方法也可以通過常規(guī)包裝來使用，即不在板上的物品。

在另一實(shí)施例中，識別和評估條形碼或另一機(jī)器可讀的信息，其中該條形碼或另一機(jī)器可讀的信息優(yōu)選地包含關(guān)于目標(biāo)對象的信息。該條形碼或機(jī)器可讀的信息可以附接到目標(biāo)對象的表面，并且可以包含例如，關(guān)于目標(biāo)對象的大小的信息(即板負(fù)載)。該信息可用于評估板負(fù)載是否完整。條形碼或機(jī)器可讀的信息可以是數(shù)據(jù)的光學(xué)機(jī)器可讀的表示。條形碼或機(jī)器可讀的信息可用于識別目標(biāo)對象本身和/或目標(biāo)對象的點(diǎn)集群。為此，可以確定條形碼或機(jī)器可讀的信息的空間位置并將其與提取的點(diǎn)集群的空間位置相關(guān)聯(lián)。這可以便于識別目標(biāo)對象的點(diǎn)集群。

可以使用3d攝像機(jī)系統(tǒng)識別條形碼，其中可以由處理裝置執(zhí)行評估(即，讀取條形碼的信息)。

在另一實(shí)施例中，可以捕獲圖像，其中圖像顯示目標(biāo)對象。該圖像可以用3d攝像機(jī)系統(tǒng)的攝像機(jī)來捕獲，并且可以幫助識別不同的點(diǎn)集群，例如，通過使用圖像的不同區(qū)域的顏色或灰度值差。

本發(fā)明還包括一種用于測量目標(biāo)對象的尺寸的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

3d視覺裝置，用于獲取表示物理空間的深度數(shù)據(jù)，所述深度數(shù)據(jù)包括所述目標(biāo)對象的數(shù)據(jù)，以及

處理裝置，用于處理所述深度數(shù)據(jù)，其中所述處理裝置用于：

將所述深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成點(diǎn)云，

從所述點(diǎn)云提取至少一個(gè)平面，

識別地平面，

從所述點(diǎn)云排除所述地平面，

從剩余的點(diǎn)云提取至少一個(gè)點(diǎn)集群，

識別所述目標(biāo)對象的點(diǎn)集群，

基于所述目標(biāo)對象的所述點(diǎn)集群來估計(jì)所述目標(biāo)對象的尺寸。

有關(guān)本發(fā)明方法的描述適用于本發(fā)明的系統(tǒng)。鑒于優(yōu)點(diǎn)和所描述的優(yōu)選實(shí)施例，這是特別真實(shí)的。

在本發(fā)明系統(tǒng)的實(shí)施例中，處理裝置可以布置在處理單元中。處理單元可以與3d視覺裝置分離。備選地，3d視覺裝置和處理裝置可以共享一個(gè)單個(gè)殼體。

3d視覺裝置可以例如是3d攝像機(jī)系統(tǒng)、立體聲攝像機(jī)、飛行時(shí)間攝像機(jī)或激光掃描儀，其例如基于三角測量。特別地，使用手持3d視覺裝置。

有利地，3d攝像機(jī)系統(tǒng)包括攝像機(jī)和結(jié)構(gòu)化照明裝置以獲取深度數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化照明裝置可以遠(yuǎn)離3d攝像機(jī)系統(tǒng)的攝像機(jī)來布置。

附圖說明

從以下描述和附圖中，本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中：

圖1描繪用于測量目標(biāo)對象的尺寸的方法的示例性流程圖；

圖2示出用于測量目標(biāo)對象的尺寸的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例；

圖3a示出由如圖2所示的系統(tǒng)獲取的深度數(shù)據(jù)計(jì)算的點(diǎn)云的示例；

圖3b示出圖3a的點(diǎn)云，其中已經(jīng)去除地平面；

圖3c示出圖3b的點(diǎn)云，其中已經(jīng)計(jì)算出形心點(diǎn)；

圖3d示出與圖3c隔離的目標(biāo)對象的點(diǎn)集群；以及

圖3e示出圖3d的目標(biāo)對象的點(diǎn)集群到z＝0的平面上的投影。

參考標(biāo)號

10攝像機(jī)

14發(fā)射光

16目標(biāo)對象

18板

20另外的對象

22處理單元

24點(diǎn)云

26a-26e平面

28a-28e點(diǎn)集群

30形心點(diǎn)

32矩形

100獲取3d深度數(shù)據(jù)

110將深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為點(diǎn)云

120背景過濾

130多平面分割

140地面層排除

150集群提取

160旋轉(zhuǎn)

170閉合矩形計(jì)算

具體實(shí)施方式

參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的幾個(gè)附圖和方面的對應(yīng)部分。圖1示出用于測量目標(biāo)對象的尺寸的方法的流程圖。

在步驟100中，3d攝像機(jī)系統(tǒng)對包括目標(biāo)對象的場景執(zhí)行三維視頻掃描，從而提供包括目標(biāo)對象的深度數(shù)據(jù)。

在步驟110中，將深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為拼接的點(diǎn)云。

步驟120表示從點(diǎn)云去除點(diǎn)，其中去除的點(diǎn)對應(yīng)于背景。也就是說，步驟120代表背景過濾。

在步驟130中，進(jìn)行多平面分割。換句話說，從點(diǎn)云中提取至少一個(gè)平面。通常可以從點(diǎn)云中提取4到5個(gè)平面。提取的平面暫時(shí)從點(diǎn)云去除，其中在所提取的平面中識別出地平面。

在步驟140中，從點(diǎn)云的所有檢測平面中排除地平面。

在步驟150中，從剩余的點(diǎn)云中提取點(diǎn)集群，其中在點(diǎn)集群中識別目標(biāo)對象的點(diǎn)集群。然后將目標(biāo)對象的點(diǎn)集群與點(diǎn)云分離。

目標(biāo)對象的點(diǎn)集群在步驟160中旋轉(zhuǎn)，使得目標(biāo)對象的平行于地平面的點(diǎn)集群的平面變得平行于z＝0的平面。此外，計(jì)算目標(biāo)對象的高度。

在步驟170中，將目標(biāo)對象的點(diǎn)集群投影到z＝0的平面上。從投影點(diǎn)計(jì)算閉合的矩形，并估計(jì)目標(biāo)對象的尺寸。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，圖2示出用于測量目標(biāo)對象的尺寸的系統(tǒng)的示例性設(shè)置。該系統(tǒng)包括接收結(jié)構(gòu)化照明裝置(未示出)的反射光14的攝像機(jī)10。結(jié)構(gòu)化照明裝置的結(jié)構(gòu)照明投影到放置在板18上的目標(biāo)對象16上。另外的對象20位于緊接板18，其中另外的對象20也被結(jié)構(gòu)照明照射并被攝像機(jī)10掃描。另外的對象20也可以布置在板18上。

攝像機(jī)10從反射光得出深度數(shù)據(jù)，所述深度數(shù)據(jù)包括來自目標(biāo)對象16和另外的對象20的深度數(shù)據(jù)。深度數(shù)據(jù)無線地傳送到處理單元22。

處理單元22將深度數(shù)據(jù)變換為拼接的點(diǎn)云24。與這樣的深度數(shù)據(jù)對應(yīng)的示例性點(diǎn)云24在圖3a中示出。

在點(diǎn)云24中，識別出幾個(gè)平面。在圖3a的示例中，識別出第一平面26a、第二平面26b、第三平面26c、第四平面26d和第五平面26e。第一平面26a屬于地面層，而第二平面26b對應(yīng)于目標(biāo)對象16的側(cè)表面。第三平面26c覆蓋目標(biāo)對象16的頂表面以及另一對象20的頂表面。相應(yīng)地，第四平面26d覆蓋目標(biāo)對象16的前側(cè)和另一對象20的前側(cè)。第五平面26e既不屬于目標(biāo)對象16，也不屬于另外的對象20。

基于平面26a穿過整個(gè)點(diǎn)云并且在z-方向上具有法向量的發(fā)現(xiàn)，處理單元22然后將平面26a識別為地平面。x-、y-和z-方向中的坐標(biāo)系統(tǒng)如圖3a所示。

處理單元22然后從點(diǎn)云24去除地平面26。剩余的點(diǎn)云24在圖4中示出。在剩余的點(diǎn)云24中，識別點(diǎn)集群28，其中使用點(diǎn)集群28之間的預(yù)定義的最小距離和/或預(yù)定義的最小集群大小來識別點(diǎn)集群28。

如在圖3b和3c中示出，識別第一點(diǎn)集群28a、第二點(diǎn)集群28b和第三點(diǎn)集群28c。對于每個(gè)點(diǎn)集群，計(jì)算形心點(diǎn)30(圖3c)。示出了形心點(diǎn)30到攝像機(jī)10的距離。點(diǎn)集群28a最靠近攝像機(jī)10，以及因此被定義為目標(biāo)對象的點(diǎn)集群28a。

然后分離目標(biāo)對象的點(diǎn)集群28a，如圖3d所示。計(jì)算目標(biāo)對象的點(diǎn)集群28a的高度。

然后將目標(biāo)對象的點(diǎn)集群28a投影到z＝0的平面(即，所有點(diǎn)具有z值為零的平面)上，如圖3e所示。使用點(diǎn)集群28a的投影點(diǎn)，從多個(gè)幾何形狀中選擇矩形32，其中計(jì)算矩形，使得其閉合投影的點(diǎn)集群28a的最大數(shù)量的點(diǎn)，而不超過投影的點(diǎn)集群28a?；诰匦?2的大小和地平面26a上的點(diǎn)集群28a的高度，計(jì)算尺寸，即目標(biāo)對象16的體積。

可以在處理單元22的屏幕上顯示目標(biāo)對象16的尺寸的測量結(jié)果。

雖然已經(jīng)結(jié)合本文明確闡述的具體實(shí)現(xiàn)描述了本公開，但是通過考慮本文公開的說明書，其他方面和實(shí)現(xiàn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，本公開不應(yīng)限于任何單個(gè)方面，而應(yīng)根據(jù)所附權(quán)利要求在寬度和范圍內(nèi)解釋。例如，本文描述的各種過程可以用硬件、軟件或兩者的組合來實(shí)現(xiàn)。