本發(fā)明涉及工業(yè)通風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是通風(fēng)柜技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法和系統(tǒng)以及一種控制器。

背景技術(shù)：

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中不可缺少的一個(gè)組成部分。為了使實(shí)驗(yàn)室工作人員不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化學(xué)物質(zhì)和有機(jī)體、實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)有良好的通風(fēng)。為阻止一些蒸氣、氣體和微粒(煙霧、煤煙、灰塵和氣懸體)的吸收，污染物質(zhì)須用通風(fēng)柜、通風(fēng)罩或局部通風(fēng)的方法除去。通風(fēng)柜是實(shí)驗(yàn)室中最常用的一種局部排風(fēng)設(shè)備，種類(lèi)繁多，由于其結(jié)構(gòu)不同，使用的條件不同，其排風(fēng)效果也不相同。通風(fēng)柜的性能好環(huán)，主要取決于通過(guò)通風(fēng)柜空氣移動(dòng)的速度。使用通風(fēng)柜的最大目的是排出實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有害氣體，保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員的健康，也就是說(shuō)要有高度的安全性和優(yōu)越的操作性。由于通風(fēng)柜在生化實(shí)驗(yàn)室中占有非常重要的位置，從改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、改善勞動(dòng)衛(wèi)生條件，提高工作效率等方面考慮，通風(fēng)柜的使用臺(tái)數(shù)飛躍地增加。隨之而來(lái)的是通風(fēng)管道，配管、配線、排風(fēng)等都成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要課題。實(shí)驗(yàn)室氣流系統(tǒng)中變風(fēng)量通風(fēng)柜為保持安全的面風(fēng)速進(jìn)行變風(fēng)量控制。

通常上下開(kāi)窗的通風(fēng)柜開(kāi)窗大小是通過(guò)安裝拉索式測(cè)距傳感器測(cè)量開(kāi)窗的大小，但市面上同時(shí)存在左右開(kāi)窗以及異形窗的通風(fēng)柜，無(wú)法通過(guò)安裝拉索式測(cè)距傳感器進(jìn)行測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法和系統(tǒng)以及一種控制器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法測(cè)量左右開(kāi)窗和異形窗的通風(fēng)柜的開(kāi)窗大小的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法，所述通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法包括：采集通風(fēng)柜的窗口圖像并對(duì)所述窗口圖像進(jìn)行處理形成窗口的三維點(diǎn)云圖像；識(shí)別所述窗口的三維點(diǎn)云圖像中上下可移動(dòng)窗的移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息；根據(jù)所述移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息獲取所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度；根據(jù)所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度和所述窗口固定邊沿的長(zhǎng)度獲取所述通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積，并將所述通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積輸出至控制通風(fēng)柜風(fēng)量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使得所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗高度對(duì)通風(fēng)柜的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，利用一雙目攝像頭采集所述通風(fēng)柜的窗口圖像。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，利用一紅外光源用于在光線不足時(shí)對(duì)所述雙目攝像頭進(jìn)行補(bǔ)光。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，在形成窗口的三維點(diǎn)云圖像之后，還包括對(duì)所述維點(diǎn)云圖像中的窗口圖像進(jìn)行定位校準(zhǔn)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述識(shí)別所述窗口的三維點(diǎn)云圖像中上下可移動(dòng)窗的移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息具體包括：收集所述三維點(diǎn)云圖像中距離窗口平面預(yù)設(shè)距離內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；對(duì)收集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分割，形成窗面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù)；獲取所述窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù)中移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)，所述通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)包括：圖像采集模塊，用于采集通風(fēng)柜的窗口圖像；圖像處理模塊，用于對(duì)所述窗口圖像進(jìn)行處理形成窗口的三維點(diǎn)云圖像，識(shí)別所述窗口的三維點(diǎn)云圖像中上下可移動(dòng)窗的移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息并根據(jù)所述移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息獲取所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度；數(shù)據(jù)輸出模塊，用于根據(jù)所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度和所述窗口固定邊沿的長(zhǎng)度獲取所述通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積并將所述通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積輸出至控制通風(fēng)柜風(fēng)量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使得所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗高度對(duì)通風(fēng)柜的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述圖像采集模塊包括：一用于采集所述通風(fēng)柜的窗口圖像的雙目攝像頭。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)還包括：一紅外光源模塊，用于在光線不足時(shí)對(duì)所述雙目攝像頭進(jìn)行補(bǔ)光。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述圖像處理模塊還用于在形成窗口的三維點(diǎn)云圖像之后，對(duì)所述維點(diǎn)云圖像中的窗口圖像進(jìn)行定位校準(zhǔn)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述圖像處理模塊具體包括：收集單元，用于收集所述三維點(diǎn)云圖像中距離窗口平面預(yù)設(shè)距離內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；聚類(lèi)分割單元，用于對(duì)收集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分割，形成窗面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù)；獲取單元，用于獲取所述窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù)中移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種控制器，所述控制器包括如上所述的通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)中的圖像處理模塊，所述控制器與控制通風(fēng)柜風(fēng)量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，所述控制器將圖像處理模塊獲取的通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積發(fā)送至所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使得所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗高度對(duì)通風(fēng)柜的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

如上所述，本發(fā)明的一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法和系統(tǒng)以及一種控制器，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明利用雙目攝像頭采集通風(fēng)柜的窗口圖像，并對(duì)所述窗口圖像進(jìn)行處理形成窗口的三維點(diǎn)云圖像，識(shí)別所述窗口的三維點(diǎn)云圖像中上下可移動(dòng)窗的移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息，根據(jù)所述移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息獲取所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度，根據(jù)所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度和所述窗口固定邊沿的長(zhǎng)度獲取所述通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積，將所述通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積輸出至控制通風(fēng)柜風(fēng)量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使得所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗高度對(duì)通風(fēng)柜的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以本發(fā)明能夠進(jìn)行非接觸式的開(kāi)窗高度的測(cè)量，有效解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法測(cè)量左右開(kāi)窗和異形窗的通風(fēng)柜的開(kāi)窗大小的問(wèn)題。

2、本發(fā)明替代了傳統(tǒng)的接觸式的傳感器，具有廣泛的擴(kuò)展性，有利于通風(fēng)柜以及實(shí)驗(yàn)室的智能化。

3、本發(fā)明安裝方便，具有較強(qiáng)的通用性和實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為本發(fā)明的一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法的流程示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明的一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)的原理示意圖。

圖3顯示為本發(fā)明的一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)中通風(fēng)柜的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4顯示為本發(fā)明的一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)中圓柱標(biāo)定物的放置位置示意圖。

圖5顯示為本發(fā)明的一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)中圖像處理模塊的原理示意圖。

圖6顯示為本發(fā)明的一種控制器的原理示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

100通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)

101圖像采集模塊

102圖像處理模塊

1021收集單元

1022聚類(lèi)分割單元

1023獲取單元

103數(shù)據(jù)輸出模塊

2通風(fēng)柜

3窗口

301移動(dòng)邊沿

302窗口固定邊沿

4控制器

s101～s104步驟

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

請(qǐng)參閱圖1至圖6。須知，本說(shuō)明書(shū)附圖所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

本發(fā)明的目的在于提供一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法和系統(tǒng)以及一種控制器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法測(cè)量左右開(kāi)窗和異形窗的通風(fēng)柜的開(kāi)窗大小的問(wèn)題。以下將詳細(xì)闡述本發(fā)明的一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法和系統(tǒng)以及一種控制器的原理及實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要?jiǎng)?chuàng)造性勞動(dòng)即可理解本發(fā)明的一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法和系統(tǒng)以及一種控制器。

本實(shí)施例提供一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法和系統(tǒng)以及一種控制器，通過(guò)雙目成像采集，利用雙目圖像實(shí)現(xiàn)對(duì)操作窗的位置定位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)操作窗的有效控制，其主要特點(diǎn)是由雙目攝像頭對(duì)調(diào)節(jié)窗口進(jìn)行取景，獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)在處理器中進(jìn)行處理，識(shí)別窗沿位置，根據(jù)處理的結(jié)果，將開(kāi)窗面積數(shù)據(jù)發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。本實(shí)施例不單適用于測(cè)量上下開(kāi)窗的通風(fēng)柜的開(kāi)窗高度，也適用于測(cè)量左右開(kāi)窗和異形窗的通風(fēng)柜的開(kāi)窗高度。本實(shí)施例替代了傳統(tǒng)的接觸式的傳感器，具有廣泛的擴(kuò)展性，有利于通風(fēng)柜以及實(shí)驗(yàn)室的智能化。

如圖1所示，本實(shí)施例提供一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法，具體地，在本實(shí)施例中，所述通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量方法包括以下步驟：

步驟s101，采集通風(fēng)柜的窗口圖像并對(duì)所述窗口圖像進(jìn)行處理形成窗口的三維點(diǎn)云圖像。

具體地，于本實(shí)施例中，利用一雙目攝像頭采集所述通風(fēng)柜的窗口圖像。其中，所述雙目攝像頭可安裝于通風(fēng)柜的頂邊中心處并朝向通風(fēng)柜的窗口，由于雙目攝像頭具有兩個(gè)攝像頭，雙目攝像頭位于窗口的頂部的中心處，這樣采集到的通風(fēng)柜的窗口的窗口圖像更清晰完整均勻，有利于圖像處理識(shí)別，提高識(shí)別精度。

對(duì)所述窗口圖像進(jìn)行處理形成窗口的三維點(diǎn)云圖像中，其中，點(diǎn)云是在和目標(biāo)表面特性的海量點(diǎn)集合，在獲取物體表面每個(gè)采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)后，得到的是一個(gè)點(diǎn)的集合，稱(chēng)之為點(diǎn)云。在逆向工程中通過(guò)測(cè)量?jī)x器得到的產(chǎn)品外觀表面的點(diǎn)數(shù)據(jù)集合也稱(chēng)之為點(diǎn)云，通常使用三維坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所得到的點(diǎn)數(shù)量比較少點(diǎn)與點(diǎn)的間距也比較大，叫稀疏點(diǎn)云；而使用三維激光掃描儀或照相式掃描儀得到的點(diǎn)云點(diǎn)數(shù)量比較大并且比較密集，叫密集點(diǎn)云，其中，根據(jù)攝影測(cè)量原理得到的點(diǎn)云，包括三維坐標(biāo)(xyz)和顏色信息(rgb)。所以本實(shí)施例中，根據(jù)對(duì)所述雙目攝像頭采集所述通風(fēng)柜的窗口圖像進(jìn)行處理形成窗口的三維點(diǎn)云圖像包括三維坐標(biāo)(xyz)和顏色信息(rgb)。

此外，于一實(shí)施例中，利用一紅外光源用于在光線不足時(shí)對(duì)所述雙目攝像頭進(jìn)行補(bǔ)光，其中紅外光源除了用于補(bǔ)充光線外還可以減少其他光線的干擾。

步驟s102，識(shí)別所述窗口的三維點(diǎn)云圖像中上下可移動(dòng)窗的移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息。

于本實(shí)施例中，在形成窗口的三維點(diǎn)云圖像之后，還包括對(duì)所述維點(diǎn)云圖像中的窗口圖像進(jìn)行定位校準(zhǔn)，目的是對(duì)操作的通風(fēng)柜的窗口進(jìn)行定位。

對(duì)所述維點(diǎn)云圖像中的窗口圖像進(jìn)行定位校準(zhǔn)的具體過(guò)程如下：

首先去除三維點(diǎn)云圖像中無(wú)效點(diǎn)的干擾，然后利用ransac(randomsampleconsensus)獲取通風(fēng)柜操作臺(tái)所在平面以及平面方程參數(shù)，所述操作臺(tái)平面包含雙目攝像頭能夠獲取所照射范圍內(nèi)所有物體，包括窗沿、物品、桌面等，利用ransac通過(guò)三維點(diǎn)云獲取操作臺(tái)面平面方程a*x+b*y+c*z+d＝0，其中(a，b，c，d)為能表示操作臺(tái)面的平面參數(shù)。其中，ransac是根據(jù)一組包含異常數(shù)據(jù)的樣本數(shù)據(jù)集，計(jì)算出數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型參數(shù)，得到有效樣本數(shù)據(jù)的算法；然后移除操作臺(tái)所在平面內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，沿著窗口方向水平放置一個(gè)標(biāo)定物，例如圓柱標(biāo)定物，利用ransac獲取圓柱標(biāo)定物的方程參數(shù)，根據(jù)所述操作臺(tái)平面方程參數(shù)和圓柱標(biāo)定物的方程參數(shù)計(jì)算操作窗口平面方程及參數(shù)。

具體地，位于開(kāi)窗所在平面內(nèi)的操作臺(tái)平面放置一個(gè)圓柱標(biāo)定物，在移除操作臺(tái)平面上的點(diǎn)后，利用ransac算出圓柱體參數(shù)，包括軸上一點(diǎn)(x,y,z)，軸的方向向量(x,y,z)及半徑r，這7個(gè)參數(shù)可以確定一個(gè)圓柱柱面，結(jié)合操作臺(tái)面平面(a,b,c,d)、圓柱參數(shù)點(diǎn)(x,y,z)和方向(x,y,z)、操作臺(tái)平面⊥開(kāi)窗平面、圓柱軸線∈開(kāi)窗平面、圓柱軸線∥操作臺(tái)平面等條件可以計(jì)算出窗面方程參數(shù)。

步驟s103，根據(jù)所述移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息獲取所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度。

于一實(shí)施例中，所述根據(jù)所述移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息獲取所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度包括：

收集所述三維點(diǎn)云圖像中距離窗口平面預(yù)設(shè)距離內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。例如，收集三維點(diǎn)云圖像數(shù)據(jù)中距離窗口平面5cm距離內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，標(biāo)記為點(diǎn)云數(shù)據(jù)c1。

然后對(duì)收集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分割，形成窗面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù)，即對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)c1進(jìn)行聚類(lèi)分割，分割結(jié)果包括：窗面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

最后獲取所述窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù)中移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息，具體地，根據(jù)分割后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)(窗面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù))形態(tài)特性對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行歸類(lèi)，同時(shí)計(jì)算窗沿距離窗口平面方程的最大距離，該最大距離即為所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度。

步驟s104，根據(jù)所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度和所述窗口固定邊沿的長(zhǎng)度獲取所述通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積，并將所述通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積輸出至控制通風(fēng)柜風(fēng)量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使得所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗高度對(duì)通風(fēng)柜的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所以本實(shí)施例的通風(fēng)柜開(kāi)窗高度的測(cè)量方法能夠進(jìn)行非接觸式的開(kāi)窗高度的測(cè)量，有效解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法測(cè)量左右開(kāi)窗和異形窗的通風(fēng)柜的開(kāi)窗大小的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述一種通風(fēng)柜開(kāi)窗高度的測(cè)量方法，本實(shí)施例還提供一種通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)100，如圖2所示，所述通風(fēng)柜開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)100包括：圖像采集模塊101，圖像處理模塊102和數(shù)據(jù)輸出模塊103。

于本實(shí)施例中，所述圖像采集模塊101用于采集通風(fēng)柜的窗口圖像。

于本實(shí)施例中，所述圖像采集模塊101包括：用于采集所述通風(fēng)柜的窗口圖像的雙目攝像頭。

即于本實(shí)施例中，如圖3所示，利用一雙目攝像頭采集所述通風(fēng)柜2的窗口3圖像。其中，所述雙目攝像頭可安裝于通風(fēng)柜2的頂邊中心處并朝向通風(fēng)柜2的窗口3，由于雙目攝像頭具有兩個(gè)攝像頭，雙目攝像頭位于窗口3的頂部的中心處，這樣采集到的通風(fēng)柜2的窗口3的窗口圖像更清晰完整均勻，有利于圖像處理識(shí)別，提高識(shí)別精度。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述通風(fēng)柜2開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)100還包括：一紅外光源模塊，用于在光線不足時(shí)對(duì)所述雙目攝像頭進(jìn)行補(bǔ)光，其中所述紅外光源模塊除了用于補(bǔ)充光線外還可以減少其他光線的干擾。

于本實(shí)施例中，所述圖像處理模塊102用于對(duì)所述窗口圖像進(jìn)行處理形成窗口3的三維點(diǎn)云圖像，識(shí)別所述窗口的三維點(diǎn)云圖像中上下可移動(dòng)窗的移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息并根據(jù)所述移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息獲取所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口3固定邊沿的高度。

其中，點(diǎn)云是在和目標(biāo)表面特性的海量點(diǎn)集合，在獲取物體表面每個(gè)采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)后，得到的是一個(gè)點(diǎn)的集合，稱(chēng)之為點(diǎn)云。在逆向工程中通過(guò)測(cè)量?jī)x器得到的產(chǎn)品外觀表面的點(diǎn)數(shù)據(jù)集合也稱(chēng)之為點(diǎn)云，通常使用三維坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所得到的點(diǎn)數(shù)量比較少點(diǎn)與點(diǎn)的間距也比較大，叫稀疏點(diǎn)云；而使用三維激光掃描儀或照相式掃描儀得到的點(diǎn)云點(diǎn)數(shù)量比較大并且比較密集，叫密集點(diǎn)云，其中，根據(jù)攝影測(cè)量原理得到的點(diǎn)云，包括三維坐標(biāo)(xyz)和顏色信息(rgb)。所以本實(shí)施例中，根據(jù)對(duì)所述雙目攝像頭采集所述通風(fēng)柜2的窗口圖像進(jìn)行處理形成窗口3的三維點(diǎn)云圖像包括三維坐標(biāo)(xyz)和顏色信息(rgb)。

于一實(shí)施例中，所述圖像處理模塊102還用于在形成窗口3的三維點(diǎn)云圖像之后，對(duì)所述維點(diǎn)云圖像中的窗口圖像進(jìn)行定位校準(zhǔn)。

所述圖像處理模塊102對(duì)所述維點(diǎn)云圖像中的窗口圖像進(jìn)行定位校準(zhǔn)的具體過(guò)程如下：

首先去除三維點(diǎn)云圖像中無(wú)效點(diǎn)的干擾，然后利用ransac(randomsampleconsensus)獲取操作臺(tái)所在平面以及平面方程參數(shù)，所述操作臺(tái)平面包含雙目攝像頭能夠獲取所照射范圍內(nèi)所有物體，包括窗沿、物品、桌面等，利用ransac通過(guò)三維點(diǎn)云獲取操作臺(tái)面平面方程a*x+b*y+c*z+d＝0，其中(a，b，c，d)為能表示操作臺(tái)面的平面參數(shù)。其中，ransac是根據(jù)一組包含異常數(shù)據(jù)的樣本數(shù)據(jù)集，計(jì)算出數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型參數(shù)，得到有效樣本數(shù)據(jù)的算法；然后移除操作臺(tái)所在平面內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，沿著窗口3方向水平放置一個(gè)圓柱標(biāo)定物，利用ransac獲取圓柱標(biāo)定物的方程參數(shù)，根據(jù)所述操作臺(tái)平面方程參數(shù)和圓柱標(biāo)定物的方程參數(shù)計(jì)算操作窗口平面方程及參數(shù)。

具體地，如圖4所示，位于開(kāi)窗所在平面內(nèi)的操作臺(tái)平面放置一個(gè)圓柱標(biāo)定物，在移除操作臺(tái)平面上的點(diǎn)后，利用ransac算出圓柱體參數(shù)，包括軸上一點(diǎn)(x,y,z)，軸的方向向量(x,y,z)及半徑r，這7個(gè)參數(shù)可以確定一個(gè)圓柱柱面，結(jié)合操作臺(tái)面平面(a,b,c,d)、圓柱參數(shù)點(diǎn)(x,y,z)和方向(x,y,z)、操作臺(tái)平面⊥開(kāi)窗平面、圓柱軸線∈開(kāi)窗平面、圓柱軸線∥操作臺(tái)平面等條件可以計(jì)算出窗面方程參數(shù)。

于一實(shí)施例中，如圖5所示，所述圖像處理模塊102具體包括：

收集單元1021，用于收集所述三維點(diǎn)云圖像中距離窗口平面預(yù)設(shè)距離內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；例如，收集三維點(diǎn)云圖像數(shù)據(jù)中距離窗口平面5cm距離內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，標(biāo)記為點(diǎn)云數(shù)據(jù)c1。

聚類(lèi)分割單元1022，用于對(duì)收集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分割，形成窗面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù)，即對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)c1進(jìn)行聚類(lèi)分割，分割結(jié)果包括：窗面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

獲取單元1023，用于獲取所述窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù)中移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息。

具體地，根據(jù)分割后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)(窗面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和窗沿點(diǎn)云數(shù)據(jù))形態(tài)特性對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行歸類(lèi)，同時(shí)計(jì)算窗沿距離窗口平面方程的最大距離，該最大距離即為所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口3固定邊沿的高度。

于本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)輸出模塊103用于根據(jù)所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口3固定邊沿的高度和所述窗口3固定邊沿的長(zhǎng)度獲取所述通風(fēng)柜2的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積并將所述通風(fēng)柜2的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積輸出至控制通風(fēng)柜2風(fēng)量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使得所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)通風(fēng)柜2的實(shí)時(shí)開(kāi)窗高度對(duì)通風(fēng)柜2的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所以本實(shí)施例的通風(fēng)柜2開(kāi)窗高度的測(cè)量系統(tǒng)能夠進(jìn)行非接觸式的開(kāi)窗高度的測(cè)量，有效解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法測(cè)量左右開(kāi)窗和異形窗的通風(fēng)柜2的開(kāi)窗大小的問(wèn)題。

此外，如圖6所示，本實(shí)施例還提供一種控制器4，所述控制器4中包含有如上所述的通風(fēng)柜2開(kāi)窗面積測(cè)量系統(tǒng)100中的圖像處理模塊102，所述控制器4與控制通風(fēng)柜2風(fēng)量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，所述控制器4將圖像處理模塊102獲取的通風(fēng)柜2窗的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積發(fā)送至所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使得所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)通風(fēng)柜2窗的實(shí)時(shí)開(kāi)窗高度對(duì)通風(fēng)柜2的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

綜上所述，本發(fā)明利用雙目攝像頭采集通風(fēng)柜的窗口圖像，并對(duì)所述窗口圖像進(jìn)行處理形成窗口的三維點(diǎn)云圖像，識(shí)別所述窗口的三維點(diǎn)云圖像中上下可移動(dòng)窗的移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息，根據(jù)所述移動(dòng)邊沿于所述三維點(diǎn)云圖像中的位置信息獲取所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度，根據(jù)所述移動(dòng)邊沿相對(duì)于所述窗口固定邊沿的高度和所述窗口固定邊沿的長(zhǎng)度獲取所述通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積，將所述通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗面積輸出至控制通風(fēng)柜風(fēng)量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使得所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)通風(fēng)柜的實(shí)時(shí)開(kāi)窗高度對(duì)通風(fēng)柜的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以本發(fā)明能夠進(jìn)行非接觸式的開(kāi)窗高度的測(cè)量，有效解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法測(cè)量左右開(kāi)窗和異形窗的通風(fēng)柜的開(kāi)窗大小的問(wèn)題；本發(fā)明替代了傳統(tǒng)的接觸式的傳感器，具有廣泛的擴(kuò)展性，有利于通風(fēng)柜以及實(shí)驗(yàn)室的智能化；本發(fā)明安裝方便，具有較強(qiáng)的通用性和實(shí)用性。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。