基于传送带的包裹包装尺寸测量系统及方法

技术特征：
1.一种基于传送带的包裹包装尺寸测量系统，其特征在于，包括：传送带，用于输送待测包裹；激光雷达，设置于所述传送带上方，用于获取传送带和待测包裹的点云数据；上位机，拟合传送带的点云数据得到传送带所在的第一平面，将所述第一平面旋转至平行于yox平面的第二平面，保留旋转矩阵以及第二平面所在第一z坐标值；将待测包裹的点云数据结合所述旋转矩阵计算得到旋转后的点云坐标集合，根据所述点云坐标集合确定包裹最高点的第二z坐标值；拟合待测包裹四个周侧平面的直线，判断待测包裹的形状是否规则，若规则，则以两两相对平面的直线的距离分别记为包装的长和宽，第二z坐标值和第一z坐标值的差值作为包装的高；若不规则，则以最小包络矩形算法计算出包装的长和宽，第二z坐标值和第一z坐标值的差值作为包装的高。2.根据权利要求1所述的一种基于传送带的包裹包装尺寸测量系统，其特征在于，所述旋转矩阵的计算方法如下：拟合所述第一平面ax by cz d＝0，令矩阵t＝[a b c]，构建旋转矩阵r将所述第一平面旋转至平行于yox平面的第二平面，求解tr＝[0 0 1]，即可得到旋转矩阵r。3.根据权利要求1所述的一种基于传送带的包裹包装尺寸测量系统，其特征在于，所述第二z坐标值的确定方法如下：t1，遍历点云坐标集合找到最大z坐标值；t2，统计点云坐标集合内的坐标的z坐标值在最大z坐标值以下一定步长范围内的数量；t3，若所述数量小于设定的数量阈值，则将最大z坐标值减去所述步长，作为新的最大z坐标值，回到t1循环计算，否则所述最大z坐标值即为第二z坐标值。4.根据权利要求3所述的一种基于传送带的包裹包装尺寸测量系统，其特征在于，在所述t1之前，还对所述点云坐标集合进行筛选，提取z坐标值大于第一z坐标值加上一定高度的坐标构成新的点云坐标集合。5.根据权利要求1或3或4所述的一种基于传送带的包裹包装尺寸测量系统，其特征在于，所述待测包裹的形状是否规则的判断方法如下：pd1，计算点云坐标集合中x坐标值的中位数和y坐标值的中位数；pd2，遍历点云坐标集合，找到x坐标值的中位数所在平面周围的点云坐标，取最小y坐标值和最大y坐标值；找到y坐标值的中位数所在平面周围的点云坐标，取最小x坐标值和最大x坐标值；pd3，再次遍历点云坐标集合，分别取所述最小y坐标值、最大y坐标值、最小x坐标值、最大x坐标值所在的平面周围的点云坐标，拟合4条分别代表了待测包裹四个周侧平面的直线；pd4，分别判断点云坐标集合中位于4条直线附近的点的个数和用于拟合4条直线的点云坐标中位于4条直线附近的点的个数的变化幅度是否小于10％，若都小于10％，则待测包裹是规则包裹，否则是不规则包裹。6.一种基于传送带的包裹包装尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，获取传送带的点云数据；s2，拟合传送带的点云数据得到传送带所在的第一平面，将所述第一平面旋转至平行
于yox平面的第二平面，保留旋转矩阵以及第二平面所在第一z坐标值；s3，获取待测包裹的点云数据；s4，将待测包裹的点云数据结合所述旋转矩阵计算得到旋转后的点云坐标集合，根据所述点云坐标集合确定包裹最高点的第二z坐标值；s5，拟合待测包裹四个周侧平面的直线，判断待测包裹的形状是否规则；s6，若规则，则以两两相对平面的直线的距离分别记为包装的长和宽，第二z坐标值和第一z坐标值的差值作为包装的高；若不规则，则以最小包络矩形算法计算出包装的长和宽，第二z坐标值和第一z坐标值的差值作为包装的高。7.根据权利要求6所述的一种基于传送带的包裹包装尺寸测量方法，其特征在于，所述旋转矩阵的计算方法如下：拟合所述第一平面ax by cz d＝0，令矩阵t＝[a b c]，构建旋转矩阵r将所述第一平面旋转至平行于yox平面的第二平面，求解tr＝[0 0 1]，即可得到旋转矩阵r。8.根据权利要求6所述的一种基于传送带的包裹包装尺寸测量方法，其特征在于，所述第二z坐标值的确定方法如下：t1，遍历点云坐标集合找到最大z坐标值；t2，统计点云坐标集合内的坐标的z坐标值在最大z坐标值以下一定步长范围内的数量；t3，若所述数量小于设定的数量阈值，则将最大z坐标值减去所述步长，作为新的最大z坐标值，回到t1循环计算，否则所述最大z坐标值即为第二z坐标值。9.根据权利要求8所述的一种基于传送带的包裹包装尺寸测量系统，其特征在于，在所述t1之前，还对所述点云坐标集合进行筛选，提取z坐标值大于第一z坐标值加上一定高度的坐标构成新的点云坐标集合。10.根据权利要求6或8或9所述的一种基于传送带的包裹包装尺寸测量系统，其特征在于，所述待测包裹的形状是否规则的判断方法如下：pd1，计算点云坐标集合中x坐标值的中位数和y坐标值的中位数；pd2，遍历点云坐标集合，找到x坐标值的中位数所在平面周围的点云坐标，取最小y坐标值和最大y坐标值；找到y坐标值的中位数所在平面周围的点云坐标，取最小x坐标值和最大x坐标值；pd3，再次遍历点云坐标集合，分别取所述最小y坐标值、最大y坐标值、最小x坐标值、最大x坐标值所在的平面周围的点云坐标，拟合4条分别代表了待测包裹四个周侧平面的直线；pd4，分别判断点云坐标集合中位于4条直线附近的点的个数和用于拟合4条直线的点云坐标中位于4条直线附近的点的个数的变化幅度是否小于10％，若都小于10％，则待测包裹是规则包裹，否则是不规则包裹。

技术总结
本发明公开了一种基于传送带的包裹包装尺寸测量系统，涉及快递技术领域。包括：传送带，用于输送待测包裹；激光雷达，设置于所述传送带上方，用于获取传送带和待测包裹的点云数据；上位机，拟合传送带的点云数据得到传送带所在的第一平面，将所述第一平面旋转至平行于YOX平面的第二平面，保留旋转矩阵以及第二平面所在第一z坐标值；将待测包裹的点云数据结合旋转矩阵计算得到旋转后的点云坐标集合，确定包裹最高点的第二z坐标值；拟合待测包裹四个周侧平面的直线，判断待测包裹的形状是否规则，并根据待测包裹是否规则采用不同的方法计算出包裹的尺寸。本发明能够测量任意摆放，任意形状的包裹且操作方便。意形状的包裹且操作方便。意形状的包裹且操作方便。


技术研发人员：彭静
受保护的技术使用者：浙江外国语学院
技术研发日：2022.06.28
技术公布日：2022/9/2