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【CN109712139A】基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测量方法【专利】

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【CN110189390A】一种单目视觉SLAM方法及系统【专利】

【CN110189390A】一种单目视觉SLAM方法及系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910279226.2(22)申请日 2019.04.09(71)申请人 南京航空航天大学地址 210016 江苏省南京市江宁区将军大道29号(72)发明人 杨吉多才　程月华　徐贵力　董文德　谢瑒　(74)专利代理机构 南京纵横知识产权代理有限公司 32224代理人 董建林(51)Int.Cl.G06T 11/20(2006.01)(54)发明名称一种单目视觉SLAM方法及系统(57)摘要本发明公开了一种单目视觉SLAM方法及系统，涉及计算机视觉中的同步定位与建图领域技术领域，包括如下步骤：从当前输入的图像中获取当前帧，对获取的当前帧进行关键帧筛选，并将当前帧送入帧列队；依次获取帧列队中每一关键帧，对获取的每一关键帧进行初始化、局部地图优化；依次获取帧队列中每一关键帧，对获取的每一关键帧进行点线特征提取，并将点线特征作为种子点送入深度滤波器，深度滤波器遍历种子点，在帧队列中每一帧上对其进行极线搜索、深度滤波，估计点线特征深度，并建立新的地图信息；本发明能够保证较高实时性的同时，建立更有利于导航的点线地图，且具有更好的鲁棒性。

权利要求书2页 说明书4页 附图3页CN 110189390 A 2019.08.30C N 110189390A1.一种单目视觉SLAM方法，其特征在于，包括如下步骤：从当前输入的图像中获取当前帧，对获取的所述当前帧进行关键帧筛选，并将所述当前帧送入帧列队；依次获取所述帧列队中每一关键帧，对获取的所述每一关键帧进行初始化、局部地图优化；依次获取所述帧队列中每一关键帧，对获取的所述每一关键帧进行点线特征提取，并将所述点线特征作为种子点送入深度滤波器，所述深度滤波器遍历种子点，在所述帧队列中每一帧上对其进行极线搜索、深度滤波，估计所述点线特征深度，并建立新的地图信息。

【CN109813254A】基于单目摄像头和测距设备的柱体体积测量方法【专利】

【CN109813254A】基于单目摄像头和测距设备的柱体体积测量方法【专利】

中的区域 ，计算得到所述柱体的 上表面的 面积
其中 ，Sp为所述柱体的 上表面
在图像中的区域的面积，Z为所述柱体的上表面与所述单目摄像头的镜头之间的距离。 [0025] 与现有技术相比 ，本发明的有益效果在于：本发明公开的柱体体积测量方法，结合 测距设备和图像处理方法实现了采用单目摄像头在固定场景下能够测量柱体的体积，其主 要优势在于成本低、处理速度快 、对计算设备的 运算能 力要求低 ，且易于实现 ；在一般场景 中 ，柱体的 测量需求是比 较大的 ，例如物流行业中的包装箱 ，本发明即解决了此类问题 ，大 大降 低了测量成本 ，其中单目 摄像头可以 采 用常规的 普通 相机、手机等任意可以 拍照的设 备即可。 [0026] 进一步地，对于市场上的基于双目摄像头的体积测量设备，由于受限于双目的测 量原理，其误差通常在厘米级；而本发明的方法中通过激光测距仪或超声波测距仪，距离的 误差可以降低到毫米级，从而提高体积的测量精度。
量方法 ( 57 )摘要
本发明公开了一种基于单目摄像头和测距 设备的柱体体积测量方法 ，包括 ：S1 ：采 用所述测 距设备 测量所述柱体的高 度 ；S2 ：获取所述单目 摄像头的内部参数 ；S3 ：采 用所述单目 摄像头 拍 摄包含所述柱体的俯视图的图像，并提取出所述 柱体的 上表面在图 像中的区域 ；S4 ：结合所述单 目摄像头的内部参数和所述柱体的上表面在图 像中的区域 ，计算得到所述柱体的上表面的面 积 ，再结合所述柱体的 高 度 ，得到所述柱体的 体 积。本发明提出的基于单目摄像头和测距设备的 柱体体积测量方法，成本低、计算效率高、精度更 高 ，且易于实现。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910037355 .0

一种单目摄像头测量物体尺寸及距离的方法和系统[发明专利]

一种单目摄像头测量物体尺寸及距离的方法和系统[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010493566.8(22)申请日 2020.06.03(71)申请人 龙永南地址 414000 湖南省岳阳市君山区广兴洲镇广兴村四组(72)发明人 龙永南　(74)专利代理机构 长沙德恒三权知识产权代理事务所(普通合伙) 43229代理人 吕春霞(51)Int.Cl.G01B 11/02(2006.01)G01B 11/00(2006.01)(54)发明名称一种单目摄像头测量物体尺寸及距离的方法和系统(57)摘要本发明提出了一种单目摄像头测量物体尺寸及距离的方法和系统，属于电子信息领域。

该系统包括单目摄像头单元、陀螺仪单元、显示屏幕单元以及加速度传感器单元。

该方法包括：S1.测量单位角度变化对应在显示屏幕中的指定目标的像素变化量j；S2.测量单位空间位移对应在显示屏幕中指定目标的像素变化量k；S3.计算显示屏幕上两点r与r ’之间的真实距离l 0；S4.计算物体与测量系统的真实距离d和被测量物体的两点间的距离l 3。

本发明仅需通过操作者进行旋转和平移，得到两个参数j和k，便可计算出远处物体的尺寸及物体与测量系统的距离，简化了测量方法，对设备无特殊要求，具有广阔的应用前景。

权利要求书2页 说明书6页 附图2页CN 111637837 A 2020.09.08C N 111637837A1.一种单目摄像头测量物体尺寸及距离的系统，其特征在于，该系统包括单目摄像头单元、陀螺仪单元、显示屏幕单元以及加速度传感器单元，所述单目摄像头单元、陀螺仪单元、显示屏幕单元以及加速度传感器单元均固定于同一系统中，统一移动、旋转。

2.一种单目摄像头测量物体尺寸及距离的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.图像滤波：将某像素的值和其模板领域内其它像素的值做加权平均，然后将结果赋予该像素，以此达到平滑的效果，设输入图像频域的表达式为F(u,v)，输出图像频域表达式是G(u,v)，数学表示为:G(u,v)＝H(u,v)F(u,v)H(u,v)为高斯核，表示为：D(u,v)是点(u,v)到傅里叶变换中心的距离，高斯核可通过计算二维高斯函数得到，设离散的高斯卷积核为(2k+1)×(2k+1)维，那么(u,v)位置的元素值如下式：式中k决定了核矩阵的维数，参数σ控制平滑程度，σ越大，平滑程度越高，σ越小，平滑程度越低；S2.测量在距离d上，单位角度变化对应在显示屏幕中的指定目标的像素变化量j：将摄像头指向目标物，原地旋转摄像系统，使目标物在显示屏幕中位移p1，通过陀螺仪单元记录此过程中测量系统的角度变化θ1，j＝p1/θ1其中，p1的单位为像素，j的单位为像素/度；S3.测量在距离d上，单位空间位移对应在显示屏幕中指定目标的像素变化量k：移动测量系统，保证移动后的目标物仍在显示屏幕范围之内，此过程中，通过陀螺仪单元读取测量系统的角度变化θ2，通过加速度传感器单元读取测量系统空间位移l2，目标物在显示屏幕中的位移此为由于测量系统角度变化而引起的目标物在显示屏幕中的位移和由于测量系统空间位移而引起的目标物在显示屏幕中的位移向量相加的结果，即，其中，则：其中，的单位为像素，k的单位为像素/米；S4.计算在距离d上显示屏幕上两点r与r’之间的真实距离l0：l0＝p0/k其中，p0为显示屏幕之中r与r`之间的像素距离，单位为像素；S5.计算物体与测量系统的真实距离d和被测量物体的两点间的距离l3：在欲测距物体或平面上选取两个点M1和M2，其在显示屏幕中的位置分别记为m1和m2，m1与m2在屏幕中的像素距离记为p3，m1与m2两点的真实距离记为l3，将目标点m1置于显示屏幕中心，再旋转测量系统，将点m2置于显示屏幕的同一位置，从陀螺仪读取此过程测量系统的角度变化量θ3，则被测量的两点距离：l3＝p3/k测量系统与被测量目标物体的真实距离：d＝(l3/2)/Sin(θ3/2)。

一种单目视觉测距的处理方法[发明专利]

一种单目视觉测距的处理方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202110092093.5(22)申请日 2021.01.23(71)申请人 行云智能（深圳）技术有限公司地址 518000 广东省深圳市南山区南头街道金鸡路3号田厦翡翠明珠写字楼1808A(72)发明人 何鹏飞　(74)专利代理机构 深圳市创富知识产权代理有限公司 44367代理人 钟文翰(51)Int.Cl.G06T 7/70(2017.01)G01B 11/02(2006.01)(54)发明名称一种单目视觉测距的处理方法(57)摘要本发明公开了一种单目视觉测距的处理方法，包括以下步骤：通过单目摄像头拍摄物体，对物体进行图像采集，将采集的图像进行预处理，采用高斯滤波器对视频图像进行初步去噪、滤波处理，对成像图片和实际场景进行测量目标的物距，进行物体位置定位。

该单目视觉测距的处理方法，通过单目摄像头拍摄物体，对物体进行图像采集,不同的物体图像都能通过单目摄像头采集下来，将采集的图像进行预处理，采用高斯滤波器对视频图像进行初步去噪、滤波处理，将计算后的实际距离传输到显示器上，将物体的实际距离传输到显示器上进行实施显示，保证安全性，有利于图像信息测量的准确性、实时性高、测量过程方便等优点。

权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 112802090 A 2021.05.14C N 112802090A1.一种单目视觉测距的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)通过单目摄像头拍摄物体，对物体进行图像采集；S2)将采集的图像进行预处理，采用高斯滤波器对视频图像进行初步去噪、滤波处理；S3)对成像图片和实际场景进行测量目标的物距，进行物体位置定位；S4)将测量的物距通过互联网传输到中央处理器进行计算处理；S5)然后通过PID控制器，对像距误差和入射误差进行计算，将计算的数据通过中央处理器传输到存储单元进行储存备份；S6)将计算后的实际距离传输到显示器上，进行实施显示测试数据。

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a根据单目相机的标定文件，对两幅图像做畸变校正； b使 用特 征 点匹 配 、相位匹 配 、区 域匹 配的 成 熟的图 像处 理 算法匹 配 两幅图 像中的 工 件，建立两幅图像像素之间的位置对应关系； c根据两幅图像中工件的成像构建实际平面、单目相机光学孔径中心、成像平面所示的 物像关系，分别求解工件表面不同特征点的三维空间坐标； d根据步骤c中求得的点云数据重构工件的三维模型，并测量工件的三维尺寸。 2 .如权利要求1所述的基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测量方法，其特征在于：工 件置于线性运动模组上 ，并随线性运动模组做直线运动 ，当工件在第一位置处时 ，单目 相机 拍摄第一副图像，记为I1；当工件运动至第二位置处时，单目相机拍摄第二幅图像，记为I2。 3 .如权利要求2所述的基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测量方法，其特征在于：步 骤c中 ，所有图像的坐标系的原点为单目 相机光学孔径中心垂直于成像平面的点 ，之后构建 成像平面的XY坐标系，将工件表面的特征点R所对应于第一幅图像I1的位置P1(X1 ,Y1)、第二 幅图像I2位置坐标P2(X2 ,Y2)提取出，同时通过线性运动模组上的位置编码器获得两幅图像 之间所对应工件的实际 运动长度L ，获得单目 相机光学孔径中心和成像平面的 距离f ，之后 通过构建工件对应于第一幅图像I1和第二幅图像I2的成像光学图 ，第一幅图像I1的位置P1 (X1 ,Y1)获得对应的第一光学成角θ1，第二幅图像I2的位置P1(X1 ,Y1)获得对应的第二光学成 角θ2 ，之 后利 用三 角函数关 系获得单目 相机光学孔径中 心 和特征点的 实际 垂直向 距离H ，H 的表达式如下，
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910002161 .7
(22)申请日 2019 .01 .02
(71)申请人 苏州天准科技股份有限公司 地址 215163 江苏省苏州市高新区培源路5 号
(72)发明人 骆聪
(74)专利代理机构 苏州国诚专利代理有限公司 32293
5 .如权利要求3所述的基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测量方法，其特征在于：当 线性模组的 定位精度为Aum ，光学系统的 视场 角为α，由 于两个图 片的间隔 角度不大于α，则
计算精度满足如下公式 ：
该方法的定位精度与单目相机的分辨率和放
大倍率相关，分辨率越高、放大倍率约小，则R的坐标位置的定位精度越高。
代理人 杜丹盛
(51)Int .Cl . G06T 7/00(2017 .01) G06T 3/00(2006 .01) G06T 5/00(2006 .01) G06T 15/00(2011 .01)
(10)申请公布号 CN 109712139 A (43)申请公布日 2019.05.03
( 54 )发明 名称 基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测量
权利要求书1页 说明书4页 附图3页
CN 109712139 A
CN 109712139 A
权 利 要 求 书
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1 .基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测量方法，其特征在于，将单目相机设置于线 性运动模组的正上方，单目相机的选取镜头面域覆盖范围内线性运动模组的线性前进方向 的不同位置两点分别拍摄工件在对应位置的两幅图像，之后根据两幅图像通过外接的处理 器部分进行重构工件三维尺寸，重构工件三维尺寸时，其包括如下步骤：
发明内容 [0004] 针对上述问题，本发明提供了基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测量方法，其 通过线性运 动模组 和图 像采集 系统之间的 配合 ，实现了工件的 3D外形轮 廓复 原 和尺寸 测 量，在保证测量效率的同时，显著降低了成本。 [0005] 基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测量方法，其特征在于，将单目相机设置于 线性运动模组的正上方，单目相机的选取镜头面域覆盖范围内线性运动模组的线性前进方 向的不同位置两点分别拍摄工件在对应位置的两幅图像，之后根据两幅图像通过外接的处 理器部分进行重构工件三维尺寸，重构工件三维尺寸时，其包括如下步骤： [0006] a根据单目相机的标定文件，对两幅图像做畸变校正； [0007] b使用特征点匹配、相位匹配、区域匹配的成熟的图像处理算法匹配两幅图像中的 工件，建立两幅图像像素之间的位置对应关系； [0008] c根据两幅图像中工件的成像构建实际平面、单目相机光学孔径中心、成像平面所 示的物像关系，分别求解工件表面不同特征点的三维空间坐标； [0009] d根据步骤c中求得的点云数据重构工件的三维模型，并测量工件的三维尺寸。 [0010] 其进一步特征在于： [0011] 工件置于线性运动模组上，并随线性运动模组做直线运动，当工件在第一位置处 时 ，单目 相机 拍摄第一副图 像 ，记为I1 ；当工件运动至第二位置处时 ，单目 相机 拍摄第二幅 图像，记为I2； [0012] 步骤c中，所有图像的坐标系的原点为单目相机光学孔径中心垂直于成像平面的 点，之后构建成像平面的XY坐标系，将工件表面的特征点R所对应于第一幅图像I1的位置P1 (X1 ,Y1)、第二幅图像I2位置坐标P2(X2 ,Y2)提取出，同时通过线性运动模组上的位置编码器 获得两幅图 像之间所对应工件的实际 运动长度L ，获得单目 相机光学孔径中 心和成像平面 的距离f ，之后通过构建工件对应于第一幅图像I1和第二幅图像I2的成像光学图 ，第一幅图
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CN 109712139 A
说 明 书
基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测量方法
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技术领域 [0001] 本发明涉及三维测量的技术领域，具体为基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测 量方法。
背景技术 [0002] 工件3D尺寸测量是机器视觉在工业领域的重要应用，目前使用的设备主要有线激 光测量传感器、结构光测量传感器和双目视觉传感器。 [0003] 其中，线激光传感器测量时每幅图像仅能获得工件的单一截面轮廓线，对于快速 流水线上的工件，其在工件运动方向很难同时实现高精度的测量分辨率和测量速度；结构 光测量传感器的标定过程复杂，测量过程需要工件静止不动，不适用于流水线工件测量，因 此一般 用于静止工件的 测量 ；双目 视觉传感器一次成像即可获得整个工件的 3D轮廓 ，适合 高速的流水线上的工件3D尺寸测量，但是其设备成本高昂。
在得到垂直向距离H后，根据(X1 ,Y1)和(X2 ,Y2)两个坐标、结合几何关系，求得特征点R的 相对于实际平面的坐标(X ,Y)，从而获得点R的三维坐标。
4 .如权利要求3所述的基于线性运动模组的单目视觉的尺寸测量方法，其特征在于：特 征点R的Z向坐标0点即为单目相机光学孔径中心所在的高度位置。
方法 ( 57 )摘要
本发明提供了基于线性运动模组的单目视 觉的尺寸测量方法，其通过线性运动模组和图像 采集系统之间的配合，实现了工件的3D外形轮廓 复原和尺寸测量，在保证测量效率的同时 ，显著 降低了成本。将单目相机设置于线性运动模组的 正上方，单目相机的选取镜头面域覆盖范围内线 性运动模组的线性前进方向的不同位置两点分 别拍摄工件在对应位置的两幅图像，之后根据两 幅图像通过外接的处理器部分进行重构工件三 维尺寸。