专利名称：使用三维表示估计物理参数的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于估计目标的物理参数的方法、装置和系统。例如，所述方法、装置和系统可用于生成目标(例如，家畜动物)的至少部分的三维表示。三维表示可用于估计家畜动物的诸如重量的物理参数。
背景技术：
目标的物理参数(例如，重量)的精确估计在许多商业领域是重要的。在农业上， 例如，最终胴体重的精确估计在有效家畜处理操作上是重要的。精确地估计家畜动物的重量和/或最终胴体重使得可显著节约家畜生产者的成本，家畜生产者经常会为其胴体落在肉食加工厂最优考虑的重量范围之外的一组动物中的每个动物受惩罚。较少的惩罚为能够递送精确称重的动物的农场主带来较高的利润率。获知活动物的重量对于在养殖期间最优地管理饲料也是重要的。然而，包括将每个动物定位到称上的为动物称重的方法可能对动物来说是紧张和有害的，并且可导致减产。发明概述本说明书描述了涉及使用三维表示估计物理参数的技术。本文提供了用于估计目标的物理参数的方法、装置和系统。例如，所述方法、装置和系统可用于生成目标(例如，家畜动物)的至少部分的三维表示。三维表示可用于估计家畜动物的例如重量的物理参数。通常，本文描述的主旨的一个创新性方案可实现为用于估计目标的物理参数的方法。一个或多个预定光图案投射到目标的至少部分上。每个投射的光图案包括多个光元素。 检测由一个或多个投射的光图案与目标的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案。 每个检测光图案包括多个光元素并且从单个位置检测。处理单次检测的光图案以通过确定单次检测的光图案的多个光元素的三维位置来提供目标的至少部分的三维表示。目标的至少部分的三维表示用于估计目标的物理参数。该方案和其它方案可以包括下述特征中的一个或多个。被处理以提供目标的至少部分的三维表示的单次检测的光图案可以基于预定光图案到目标的至少部分上的单次投射。每个单次检测位置可偏离于投射图像的位置。从其检测一个或多个光图案的单个位置可在一个或多个检测光图案之间而不同。物理参数可以为重量。目标可以为动物。动物可以为哺乳动物。动物可以为家畜动物。物理参数可以从由重量、表面积、周长、长度、高度、 胴体成分、精选肉比例、组织成分、肌肉强健度、体质指标、体不对称度和体积组成的组中选出。目标的物理测量可以从目标的至少部分的三维表示估计出。目标可以猪，并且物理测量可以从由冠臀长度、心周长、肘下方的前腿周边长度、肘到肘的距离、侧腹到侧腹的距离、 前腿长度、褶痕到褶痕的长度、后踝周边长度、腹股沟处后腿周边长度、肩部的宽度、后腿宽度、后腿褶痕处的宽度、最大后腿突起处的宽度、腹部间隙、肩胛骨处的高度、髋部以上的高度和尾部着生点处的高度组成的组中选出。另外的物理测量也可以从目标的至少部分的三维表示估计出。一个或多个物理测量可用于估计猪或另外的家畜动物的重量。在猪的情况下，任选地，冠臀长度乘以后腿宽度乘以尾部着生点高度可用于估计猪的重量。本文描述的主旨的另一创新性方案可实现为用于估计目标的物理参数的计算机实现的方法。多个预定光图案投射到目标的至少部分上。每个图像从大致相同的角度投射到目标或目标的部分上。每个投射的光图案包括多个光元素。检测由投射的光图案与目标的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案。每个检测光图案包括多个光元素并且从单个位置检测。一个或多个检测光图案被处理以提供目标的至少部分的三维表示。目标的至少部分的三维表示用于估计目标的物理参数。该方案和其它方案可以包括下述特征中的一个或多个。可以显示估计的物理参数。本文描述的主旨的另一创新性方案可实现为用于估计目标的物理参数的系统。所述系统包括投光器，投光器包括光源，所述光源配置为将包括多个光元素的一个或多个预定光图案投射到目标的至少部分上。所述系统包括检测器，所述检测器配置为检测一个或多个光图案，所述光图案包含多个光元素并且由投射的一个或多个光图案与目标的至少部分的交互作用得到。所述系统包括数据处理装置，所述数据处理装置配置为通过由从单个检测器位置检测到的单次检测的光图案确定多个光元素的三维位置来提供目标的至少部分的三维表示，并且使用三维表示来估计目标的物理参数。该方案和其它方案可以包括下述特征中的一个或多个。被处理以提供目标的至少部分的三维表示的检测光图案可以基于预定光图案到目标的至少部分上的单次投射。投光器可以进一步包括孔隙，从所述孔隙投射一个或多个预定光图案。检测器可以包括孔隙，来自目标的一个或多个光图案接收到所述孔隙中，并且其中，投光器孔隙偏离于检测器孔隙。 光源可以为闪光装置。闪光装置可以配置为产生暂态闪光。数据处理装置可以进一步配置为由目标的至少部分的三维表示估计目标的物理测量。目标可以为猪，而物理测量可以从包含冠臀长度、心周长、肘下方的前腿周边长度、肘到肘的距离、侧腹到侧腹的距离、前腿长度、褶痕到褶痕的长度、后踝周边长度、腹股沟处后腿周边长度、肩部的宽度、后腿宽度、后腿褶痕处的宽度、最大后腿突起处的宽度、腹部间隙、肩胛骨处的高度、髋部以上的高度和尾部着生点处的高度的组中选出。一个或多个物理测量可用于估计猪的重量。冠臀长度乘以后腿宽度乘以尾部着生点高度可用于估计猪的重量。本文描述的主旨的另一创新性方案可实现为用于确定表面上的目标的位置的计算机实现的方法。一个或多个预定光图案投射到目标的至少部分上以及表面的至少部分上。每个投射的光图案包括多个光元素。在目标上和表面上检测一个或多个光图案，所述光图案是由一个或多个投射的预定光图案与目标的至少部分和表面的至少部分的交互作用得到的。检测光图案包括多个光元素。确定包含在检测光图案中的多个光元素的三维位置。目标的至少部分的三维表示和表面的至少部分的三维表示是由来自检测光图案的多个光元素的确定的三维位置确定的。目标相对于表面的位置是基于目标的至少部分以及表面的至少部分的确定的三维表示确定的。该方案和其它方案可以包括下述特征中的一个或多个。确定目标相对于表面的位
9置可以包括确定目标相对于表面的取向。例如，所述取向与目标所在的表面成法向。表面可以为大致平面型表面。例如，目标为生猪，而表面为在商业养猪场中找到的平面型表面。 在该方案中，生猪以及结果是生猪的至少部分的三维表示在垂直的、“竖直”位置上，例如， 直立位置。目标相对于表面的取向可以利用与表面成法向的向量来确定。目标的至少部分的三维表示可用于基于目标相对于表面的垂直取向来估计目标的物理参数。本文描述的主旨的另一创新性方案可以实现为用于确定表面上的目标的位置的计算机实现方法。一个或多个第一预定光图案投射到目标的至少部分上。投射的每个第一光图案包括多个光元素。一个或多个第二预定光图案投射到目标所在的表面的至少部分上。投射的每个第二光图案包括多个光元素。检测由投射的一个或多个第一预定光图案和目标的至少部分的交互作用得到的目标上的一个或多个光图案。检测目标上的每个光图案包括多个光元素。检测表面上以及由投射的一个或多个第二预定光图案和表面的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案。检测表面上的每个光图案包括多个光元素。确定包含在检测目标上的光图案中的多个光元素的三维位置。确定包含在检测表面上的光图案中的多个光元素的三维位置。由从检测目标上的光图案和从检测表面上的光图案二者确定的多个光元素的三维位置来确定目标的至少部分的三维表示和表面的至少部分的三维表示。 基于目标的至少部分和表面的至少部分的确定的三维表示来确定目标相对于表面的位置。该方案和其它方案可以包括下述特征中的一个或多个。可以沿方向投射一个或多个第一预定光图案和一个或多个第二预定光图案，并且第一预定光图案的多个光元素可以彼此平行并且与第一轴线平行，而第二预定光图案的多个光元素可以彼此平行并且与第二轴线平行。所述第一轴线和所述第二轴线可以不对准。确定目标相对于表面的位置可以包括确定目标相对于表面的取向。目标的至少部分的三维表示可用于基于目标相对于表面的取向来估计目标的物理参数。物理参数可以为重量。目标可以为直立在表面上的农场动物。 目标可以为�？吭诒砻娴亩ゲ可系娜勘�。将第一预定光图案投射到目标的至少部分上可以包括在单个瞬间内投射第一预定光图案。第一预定光图案和第二预定光图案可以投射为闪光，例如，单次闪光。本文描述的主旨的另一创新性方案可以实现为用于估计目标的物理参数的计算机实现的方法。所述方法包括将一个或多个对角光图案投射到目标的至少部分上。投射的每个目标光图案包括多个光元素。每个光元素与位于与沿其投射一个或多个对角光图案的方向垂直的平面上的垂直轴线成对角的轴线平行。检测由投射的一个或多个对角光图案和目标的至少部分的交互作用得到的目标上的一个或多个光图案。每个检测光图案包括多个光元素。通过确定检测目标上的一个或多个光图案的多个光元素的三维位置来提供目标的至少部分的三维表示。目标的至少部分的三维表示用于估计目标的物理参数。该方案和其它方案可包括下述特征中的一个或多个。被处理以提供目标的至少部分的三维表示的一个或多个检测光图案可以基于预定光图案到目标的至少部分上的单次投射。可以从目标上的单个位置检测一个或多个检测光图案。一个或多个垂直光图案可以投射到目标所在的表面的至少部分上。投射的每个垂直光图案可以包括多个光元素。每个光元素可以与位于与沿其投射一个或多个对角光图案的方向垂直的平面上的垂直轴线平行。可以检测由一个或多个垂直光图案与表面的至少部分交互作用得到的一个或多个光图案。每个检测光图案可以包括多个光元素。可以通过确定一个或多个检测光图案的多个光元素的三维位置来提供表面的至少部分的三维表示。表面的至少部分的三维表示可用于确定表面上的目标的位置。本文描述的主旨的另一创新性方案可以实现为用于估计位于表面上的目标的物理参数的装置。所述装置包括投光器，其包括发射光的光源；以及器件，其位于由光源发射的光的路径上，所述器件选择性地阻挡发射光的至少部分以产生投射到目标的至少部分上的光的第一图像和投射到表面的至少部分上的光的第二图像。所述装置还包括检测器， 所述检测器配置为检测由目标的第一光图案和表面的第二光图案的交互作用得到的光图案。所述装置还包括数据处理装置，所述数据处理装置配置为执行操作，所述操作包括基于由所述检测器检测到的光图案来确定目标相对于表面的位置，以及基于由检测器检测到的光图案来确定目标的物理参数。该方案和其它方案可以包括下述特征中的一个或多个。选择性地阻挡发射光的至少部分以产生投射到目标的至少部分上的光的第一图像和投射到表面的至少部分上的光的第二图像的器件可以从由包含光阻挡部的透明表面、蜡纸和数字微镜器件组成的组中选出。透明表面可以包括在透明表面上沿第一方向取向的第一多个标记物和在透明表面上沿第二方向取向的第二多个标记物。所述第一方向可以与所述第二方向不同。投射穿过第一多个标记物以产生第一光图案的投光器可以包括用于投射到目标上的的多个光元素。通过第二多个标记物投射光以产生第二光图案可以包括用于投射到目标所在的表面上的多个光元素。投光器可以进一步包括光学器件，光学器件通过透明表面上的第一多个标记物和第二多个标记物传送来自光源的光。透明表面可以为滑板。第一多个标记物可以对角的蚀刻标记，并且第二多个标记物可以为滑板上的垂直蚀刻标记。当装置工作时，投光器和检测器可以位于相同的水平面上。装置可以另外包括壳体，投光器和检测器位于所述壳体内。所述壳体可以包括多个开口，投光器通过所述开口投射光，并且检测器通过所述开口检测光图案。检测器可以包括电荷耦合器件(CCD)以捕获检测到的光图案。检测器可被配置为检测由第一光图案和目标的交互作用得到的第一检测光图案和由第二光图案和表面的交互作用得到的第二检测光图案。装置可以进一步包括处理电路，所述处理电路配置为分别通过确定包含在第一检测光图案和第二检测光图案中的多个光元素的三维位置来提供目标的至少部分的三维表示和表面的至少部分的三维表示。本文描述的主旨的另一创新性方案可以实现为系统，所述系统包括投光器，其被配置为将一个或多个对角光图案投射到目标的至少部分上，其中，每个投射的对角光图案包括多个光元素，其中，每个光元素与轴线平行，所述轴线与垂直轴线成对角，所述垂直轴线位于与沿其投射一个或多个对角光图案的方向垂直的平面上；检测器，其被配置为检测目标上的并且由一个或多个预定的对角光图案和目标的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案，其中，每个检测光图案包括多个光元素；以及处理电路，其被配置为通过确定一个或多个检测光图案的目标上的多个光元素的三维位置来提供目标的至少部分的三维表示，并且使用目标的至少部分的三维表示来估计目标的物理参数。该方案和其它方案可以包括下述特征中的一个或多个。投光器可进一步被配置为将一个或多个垂直光图案投射到目标所在的表面的至少部分上。每个投射的垂直光图案可以包括多个光元素。每个光元素可以与位于与沿其投射一个或多个对角图像的方向垂直的平面上的垂直轴线平行。检测器可以进一步被配置为检测表面上并且由一个或多个预定垂直光图案和表面的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案。每个检测光图案可以包括多个光元素。处理电路可以进一步被配置为通过确定一个或多个检测光图案的表面上的多个光元素的三维位置来提供表面的至少部分的三维表示，并且使用表面的至少部分的三维表示来确定表面上的目标的位置。在本说明书中描述的主旨的一个或多个实施方案的细节在下面的附图和说明书中进行了阐述。主旨的其它特征、方案和优势将从说明书、附图和权利要求中变得显而易见。
图1为图示用于估计目标的物理参数的实施例装置的部分的示意图。图2为图示用于估计目标的物理参数的实施例装置的部分的示意图。图3为图示用于估计目标的物理参数的实施例装置的部分的示意图。图4为图示用于估计目标的物理参数的实施例装置的部分的示意图。图5为用于所述装置、系统和方法的实施例三角形方法的图解。图6为由其计算冠臀长度的猪的扫描的示意图。图7为由其计算侧腹周长的猪的扫描的示意图。图8为由其计算后腿宽度的猪的扫描的示意图。图9A为从侧部看到的使用本文中描述的实施例系统获取的带标记生猪的原始图像。图9B为以冠臀长度、尾部着生点高度和后腿宽度标注的三维扫描图。图10为图示用于估计目标的物理参数的实施例装置的分解视图的示意图。图11为图示去除顶部壳体以用于估计目标的物理参数的实施例装置的等距视图的示意图。图12为图示去除底部壳体的实施例装置的等距视图的示意图。图13为图示去除顶部壳体的实施例装置的后视图的示意图。图14为图示分别可被投射以使其入射到目标和目标所在的表面上的第一光图案和第二光图案的图。图15为同时标记有两个光图案的生猪的原始图像。图16为图示用于估计目标的物理参数的实施例系统的部分的框图。
各个图中相同的附图标记和标识表示相同的元件。发明详述在本公开中描述了使用三维表示估计物理参数的方法、装置和系统。如参照下列附图描述的，使用由入射到目标上的光图案的交互作用获得的三维表示来估计目标的物理参数。光图案为能够被投射到目标上以便于检测以及随后的表示(例如，以三维形式)的光的任何图像。光图案可以包括多个光元素。光图案可以任选地为结构化的光图案。在一个实施例结构化光图案中，每个光元素可以为与图案的其它光元素平行的条纹。在另一个实施例结构化光图案中，每个光元素可以为编码的靶。为了估计物理参数，装置将光图案照射到关注目标上并且捕获光图案与目标的交互作用。参照图1描述这种装置的实施例。参照图3-图4和图10-图13描述这种装置的另一实施例。
图1为使用目标的至少部分的三维表示来估计目标的物理参数的装置10的示意图。装置10被配置为将光图案投射到目标上并且接收来自目标的光图案。从目标接收到的光图案包括由投射光图案和目标的至少部分的交互作用得到的光图案。尽管目标不限于生物，在一个实施例中，目标为动物或动物的部分。例如，目标可以为人或非人的动物。任选地，目标为家畜动物，诸如生猪、奶牛、山羊、绵羊、鱼、马等。动物可以为任何年龄的雄性或雌性动物。可选地或除此之外，目标可以为任何类型的家禽或家禽的部分。装置10的部分可以位于壳体12中。任选地，壳体12被配置为由装置10的操作员手持。当壳体被手持时，装置可以在目标的环境内移动以用于产生目标的至少部分的三维表示。因此，例如，如果家畜动物为将为其生成三维表示的目标，那么装置10可相对于家畜动物自由地移动，而动物在其自然商业环境中不受约束。装置10可以包括位于壳体12中的光源14。光源14可以为能够产生用于投射到目标上的暂态闪光的闪光型光源(例如，闪光灯泡)。闪光型光源通常用于光学领域。例如，所熟悉的闪光型光源在照相机中用于将光闪烁到目标上以便于捕获目标的图像。装置 10可以进一步包括人机接口 32，诸如触发器，其可用于触发光从光源朝向目标的投射。可由玻璃或另外的透光材料制成的滑板16可位于壳体12中并且可操作地位于光源14和目标之间。滑板16包括已知图案。例如，一个或多个已知图案可以印制或蚀刻到滑板16上。在一个实施例中，滑板为具有反射表面的玻璃滑板。反射表面可以利用酸蚀刻掉其反射的部分以在生成滑板上的非反射表面的已知图案。当来自光源14的光透过滑板并且朝向目标时，图案从滑板被投射为多个光元素。任选地，滑板16上的图案包括使得多个对应光元素投射到目标或目标的部分上的多个元素。各元素的位置是已知的。应当理解的是，可使用除了或包括滑板16的物体来产生光图案。例如，可以使用诸如数字式投光器 (DLP)的数字式微镜。可选择地或除此之外，可以使用钢制遮光屏(用于将图案投到壁上的蜡纸)来产生光图案。可以使用在表面上具有标记物的任何透明表面或选择性地阻挡光穿过的任何器件或二者的组合来产生光图案。返回到图1，当光从光源14穿过滑板16时，生成了具有多个光元素的光的图案。 由于滑板16的每个元素的位置是已知的，投射的光图案也是已知的。光的该图案任选地被引导通过收集透镜18并且到达投射透镜20上并且通过投射透镜20，这样将从孔隙22出来的图案聚焦并且聚焦到目标或目标的部分上。任选地，孔隙22受保护性玻璃保护。还可以任选地关闭孔隙22。由于多个元素中的每个元素的位置是已知的并且投射透镜20的光学参数(例如投射角)也是已知的，可以估计出每个元素在距投射透镜20的任何给定距离处应当落在垂直平面上的位置。此外，可以估计出每个元素从投光器投射的角度α。如图5 所示，可以相对于投光器装置的光学轴线来测量α。投射到目标的至少部分上的光与目标或目标的部分交互作用，并且可以检测出所得到的包括多个光元素的光图案。可通过包括孔隙Μ、透镜沈和检测器观的捕获部分(例如，照相机部分)来检测得到的光图案。在一些实现中，捕获部分和投光器部分可以被校准以识别捕获部分和投光器的内参数和外参数从而获得精确的扫描数据。基于外参数，可以确定投光器和照相机在空间中相对于彼此以及相对于待成像目标的位置。为了限定照相机的外参数，要获知对于任何给定的三维图像照相机在空间中的相对位置和方位。内参数是投光器或照相机所固有的那些参数，例如，透镜畸变(枕形和切线)、透镜的焦距、格式尺寸 (例如，投射图案滑板或CCD的尺寸按毫米计，等)主点，主点理论上为所有的投射射线相交的点(例如，在理想系统中为CCD或滑板的确切中心)。 在可选实现中，可以通过在照相机和投光器二者中考虑透镜畸变来施加校准。透镜畸变可独立地施加到照相机的每条射线。通常，可以利用多项式函数f(x)来近似透镜畸变。像素位置随后畸变为f(Px，Py，Pz) = (Pxl，Pyl，Pzl)，那么照相机射线的新方程将为
权利要求
1.一种用于估计目标的物理参数的方法，包括将一个或多个预定光图案投射到所述目标的至少部分上，其中，每个投射光图案包括多个光元素；检测由一个或多个投射光图案和所述目标的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案，其中，每个检测光图案包括多个光元素并且从单个位置被检测；通过确定单次检测光图案的多个光元素的三维位置，数据处理装置处理所述单次检测光图案以提供所述目标的至少部分的三维表示；以及所述数据处理装置使用所述目标的至少部分的所述三维表示来估计所述目标的所述物理参数。
2.如权利要求1所述的方法，其中，被处理以提供所述目标的至少部分的所述三维表示的所述单次检测光图案基于预定光图案到所述目标的至少部分上的单次投射。
3.如权利要求1所述的方法，其中，每个单次检测位置偏离于从其投射所述图案的位置。
4.如权利要求1所述的方法，其中，从其检测一个或多个光图案的单个位置在一个或多个检测光图案之间不同。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述物理参数为重量。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标为动物。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述动物为哺乳动物。
8.如权利要求6所述的方法，其中，所述动物为家畜动物。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述物理参数是从由重量、表面积、周长、长度、高度、胴体成分、精选肉比例、组织成分、肌肉强健度、体质指标、体不对称度和体积组成的组中选出的。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括由所述目标的至少部分的所述三维表示估计所述目标的物理测量。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述目标为猪，并且所述物理测量是从由冠臀长度、心周长、肘下方的前腿周边长度、肘到肘的距离、侧腹到侧腹的距离、前腿长度褶痕到褶痕的长度、后踝周边长度、腹股沟处后腿周边长度、肩部的宽度、后腿宽度、后腿褶痕处的宽度、最大后腿突起处的宽度、腹部间隙、肩胛骨处的高度、髋部以上的高度和尾部着生点处的高度组成的组中选出。
12.如权利要求11所述的方法，其中，一个或多个物理测量用于估计所述猪的重量。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述冠臀长度乘以后腿宽度乘以所述尾部着生点高度用于估计所述猪的重量。
14.一种用于估计目标的物理参数的计算机实现方法，包括将多个预定光图案投射到所述目标的至少部分上，其中，每个图案从大致相同的角度投射到所述目标或所述目标的部分上，并且其中，每个投射光图案包括多个光元素；检测由投射光图案和目标的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案，其中，每个检测光图案包括多个光元素并且从单个位置被检测；数据处理装置处理一个或多个检测光图案以提供所述目标的至少部分的三维表示；以及所述数据处理装置使用所述目标的至少部分的所述三维表示来估计所述目标的所述物理参数。
15.如权利要求14所述的方法，所述方法进一步包括显示估计出的物理参数。
16.一种用于估计目标的物理参数的系统，包括投光器，其包括光源，所述光源配置为将包含多个光元素的一个或多个预定光图案投射到所述目标的至少部分上；检测器，其配置为检测包含多个光元素并且由一个或多个投射光图案和所述目标的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案；以及数据处理装置，其配置为通过由从单个检测器位置检测到的单次检测光图案确定多个光元素的三维位置来提供所述目标的至少部分的三维表示；并且使用所述三维表示来估计所述目标的所述物理参数。
17.如权利要求16所述的系统，其中，被处理以提供所述目标的至少部分的所述三维表示的检测光图案基于预定光图案到所述目标的至少部分上的单次投射。
18.如权利要求16所述的系统，其中，所述投光器进一步包括孔隙，从所述孔隙投射一个或多个预定光图案，其中所述检测器包括孔隙，来自所述目标的一个或多个光图案被接收到所述孔隙中，并且其中，所述投光器孔隙偏离于所述检测器孔隙。
19.如权利要求16所述的系统，其中，所述光源为闪光装置。
20.如权利要求19所述的系统，其中，所述闪光装置配置为产生暂态闪光。
21.如权利要求16所述的系统，其中，所述数据处理装置进一步配置为由所述目标的至少部分的所述三维表示来估计所述目标的物理测量。
22.如权利要求21所述的系统，其中，所述目标为猪，并且所述物理测量是从由冠臀长度、心周长、肘下方的前腿周边长度、肘到肘的距离、侧腹到侧腹的距离、前腿长度、褶痕到褶痕的长度、后踝周边长度、腹股沟处后腿周边长度、肩部的宽度、后腿宽度、后腿褶痕处的宽度、最大后腿突起处的宽度、腹部间隙、肩胛骨处的高度、髋部以上的高度和尾部着生点处的高度组成的组中选出。
23.如权利要求22所述的系统，其中，一个或多个物理测量用于估计所述猪的重量。
24.如权利要求23所述的系统，其中，所述冠臀长度乘以所述后腿宽度乘以所述尾部着生点高度用于估计所述猪的重量。
25.一种用于确定表面上的目标的位置的计算机实现方法，所述方法包括将一个或多个预定光图案投射到所述目标的至少部分上以及所述表面的至少部分上， 每个投射光图案包括多个光元素；检测所述目标上和所述表面上的由一个或多个投射预定光图案与所述目标的至少部分和所述表面的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案，其中，检测光图案包括多个光元素；数据处理装置确定包含在所述检测光图案中的多个光元素的三维位置；所述数据处理装置由来自所述检测光图案的所述多个光元素的确定的所述三维位置来确定所述目标的至少部分的三维表示和所述表面的至少部分的三维表示；以及基于所述目标的至少部分和所述表面的至少部分的确定的所述三维表示来确定所述目标相对于所述表面的位置。
26.如权利要求25所述的方法，其中，确定所述目标相对于所述表面的所述位置包括确定所述目标相对于所述表面的取向，所述方法进一步包括基于所述目标相对于所述表面的所述取向使用所述目标的至少部分的所述三维表示来估计所述目标的物理参数。
27.如权利要求沈所述的方法，其中，所述取向为使用与所述表面成法向的向量确定的垂直取向。
28.一种用于确定表面上的目标的位置的计算机实现方法，所述方法包括将一个或多个第一预定光图案投射到所述目标的至少部分上，每个第一投射光图案包括多个光元素；将一个或多个第二预定光图案投射到所述目标所在的所述表面的至少部分上，每个第二投射光图案包括多个光元素；检测所述目标上的由以一个或多个投射第一预定光图案和所述目标的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案，其中所述目标上的每个检测光图案包含多个光元素；检测所述表面上并且由一个或多个投射第二预定光图案和所述表面的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案，其中所述表面上的每个检测光图案包括多个光元素；数据处理装置确定包含在所述目标上的检测光图案中的多个光元素的三维位置；所述数据处理装置确定包含在所述表面上的检测光图案中的多个光元素的三维位置；所述数据处理装置由来自所述目标上的检测光图案和来自所述表面上的检测光图案二者的所述多个光元素的确定的所述三维位置来确定所述目标的至少部分的三维表示和所述表面的至少部分的三维表示；以及基于所述目标的至少部分以及所述表面的至少部分的确定的所述三维表示来确定所述目标相对于所述表面的位置。
29.如权利要求观所述的方法，其中，沿方向投射一个或多个第一预定光图案和一个或多个第二预定光图案，所述第一预定光图案的所述多个光元素彼此平行并且与第一轴线平行，并且所述第二预定光图案的所述多个光元素彼此平行并且与第二轴线平行，并且其中，所述第一轴线和所述第二轴线不对准。
30.如权利要求观所述的方法，其中，确定所述目标相对于所述表面的所述位置包括确定所述目标相对于所述表面的取向，所述方法进一步包括基于所述目标相对于所述表面的所述取向使用所述目标的至少部分的所述三维表示来估计所述目标的物理参数。
31.如权利要求30所述的方法，其中，所述取向为使用与所述表面成法向的向量确定的垂直取向。
32.如权利要求30所述的方法，其中，所述物理参数为重量。
33.如权利要求32所述的方法，其中，所述目标为直立在所述表面上的农场动物。
34.如权利要求观所述的方法，其中，所述目标为�？克霰砻娴亩ゲ康娜勘�。
35.如权利要求观所述的方法，其中，将第一预定光图案投射到所述目标的至少部分上进一步包括在单个瞬间投射第一预定光图案。
36.如权利要求观所述的方法，其中，第一预定光图案和第二预定光图案投射为闪光。
37.一种用于估计目标的物理参数的计算机实现方法，所述方法包括将一个或多个对角光图案投射到所述目标的至少部分上，其中，每个投射对角光图案包括多个光元素，其中每个光元素平行于与位于与沿其投射所述一个或多个对角光图案的方向垂直的平面上的垂直轴线成对角的轴线；检测在所述目标上的由一个或多个投射对角光图案和所述目标的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案，其中每个检测光图案包括多个光元素；通过确定所述目标上一个或多个检测光图案的多个光元素的三维位置来提供所述目标的至少部分的三维表示；以及使用所述目标的至少部分的所述三维表示来估计所述目标的所述物理参数。
38.如权利要求37所述的方法，其中，被处理以提供所述目标的至少部分的所述三维表示的所述一个或多个检测光图案基于预定光图案到所述目标的至少部分上的单次投射。
39.如权利要求37所述的方法，其中，所述一个或多个检测光图案是从所述目标上的单个位置检测到的。
40.如权利要求37所述的方法，进一步包括将一个或多个垂直光图案投射到所述目标所在的表面的至少部分上，其中，每个投射垂直光图案包含多个光元素，其中每个光元素与位于与沿其投射所述一个或多个对角光图案的方向垂直的平面上的垂直轴线平行；检测由一个或多个垂直光图案和所述表面的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案，其中每个检测光图案包含多个光元素；通过确定所述一个或多个检测光图案的多个光元素的所述三维位置来提供所述表面的至少部分的三维表示；以及使用所述表面的至少部分的所述三维表示来确定所述表面上的所述目标的位置。
41.一种用于估计位于表面上的目标的物理参数的装置，所述装置包括 投光器，其包括发射光的光源，以及位于由所述光源发射的光的路径中的器件，所述器件选择性地阻挡发射光的至少部分以产生用于投射到所述目标的至少部分上的第一光图案和用于投射到所述表面的至少部分上的第二光图案；检测器，其配置为检测由所述第一光图案和所述目标以及所述第二光图案和所述表面的交互作用得到的光图案；以及数据处理装置，其配置为执行操作，所述操作包括基于由所述检测器检测到的所述光图案来确定所述目标相对于所述表面的位置，以及基于由所述检测器检测到的光图案来确定所述目标的物理参数。
42.如权利要求41所述的装置，其中，选择性地阻挡发射光的至少部分以产生用于投射到所述目标的至少部分上的第一光图案和用于投射所述表面的至少部分上的第二光图案的所述器件是从由包括光阻挡部分的透明表面、蜡纸和数字微镜器件组成的组中选出的。
43.如权利要求42所述的装置，其中，所述透明表面包括在所述透明表面上沿第一方向取向的第一多个标记物和在所述透明表面上沿第二方向取向的第二多个标记物，所述第一方向不同于所述第二方向，所述投光器投射经过所述第一多个标记物的光以产生用于投射到目标上的包含多个光元素的第一光图案，并且投射经过所述第二多个标记物的光以产生用于投射到所述目标所在的所述表面上的包含多个光元素的第二光图案。
44.如权利要求43所述的装置，其中，所述投光器进一步包括传送来自所述光源的光通过所述透明表面上的所述第一多个标记物和所述第二多个标记物的光学器件。
45.如权利要求43所述的装置，其中，所述透明表面为滑板，其中所述第一多个标记物为对角蚀刻标记，而所述第二多个标记物为所述滑板上的垂直蚀刻标记。
46.如权利要求41所述的装置，其中，当所述装置工作时，所述投光器和所述检测器位于相同的水平面上。
47.如权利要求41所述的装置，进一步包括壳体，所述投光器和所述检测器位于所述壳体内，所述壳体包括多个开口，所述投光器通过所述开口投射光，并且所述检测器通过所述开口检测光图案。
48.如权利要求41所述的装置，其中，所述检测器包括电荷耦合器件(CXD)以捕获检测到的光图案。
49.如权利要求41所述的装置，其中，所述检测器配置为检测由所述第一光图案和所述目标的交互作用得到的第一检测光图案以及由所述第二光图案和所述表面的交互作用得到的第二检测光图案。
50.如权利要求41所述的装置，进一步包括处理电路，所述处理电路配置为通过确定分别包含在第一检测光图案和第二检测光图案中的所述多个光元素的三维位置来提供所述目标的至少部分的三维表示和所述表面的至少部分的三维表示。
51.一种系统，包括投光器，其配置为将一个或多个对角光图案投射到目标的至少部分上，其中，每个投射对角光图案包含多个光元素，其中每个光元素平行于与位于与沿其投射所述一个或多个对角光图案的方向垂直的平面上的垂直轴线成对角的轴线；检测器，其配置检测在所述目标上并且由一个或多个预定对角光图案和所述目标的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案，其中每个检测光图案包含多个光元素；以及处理电路，其配置为通过确定所述一个或多个检测光图案的所述目标上的多个光元素的三维位置来提供所述目标的至少部分的三维表示，并且使用所述目标的至少部分的所述三维表示来估计所述目标的所述物理参数。
52.如权利要求51所述的系统，其中，所述投光器进一步配置为将一个或多个垂直光图案投射到所述目标所在的表面的至少部分上，其中每个投射垂直光图案包含多个光元素，其中每个光元素与位于沿其投射一个或多个对角图案的方向垂直的平面上的垂直轴线平行。
53.如权利要求52所述的系统，其中，所述检测器进一步配置为检测在所述表面上并且由一个或多个预定垂直光图案和所述表面的至少部分的交互作用得到的一个或多个光图案，其中每个检测光图案包含多个光元素。
54.如权利要求53所述的系统，其中，所述处理电路进一步配置为通过确定所述一个或多个检测光图案的所述表面上的多个光元素的三维位置来提供所述表面的至少部分的三维表示；并且使用所述表面的至少部分的所述三维表示来确定所述目标在所述表面上的位置。
全文摘要
使用三维表示估计物理参数的方法、系统和装置。在一个方面中，预定光图案被投射到目标上，并且检测由投射光图案和目标的部分的交互作用得到的光图案。确定检测光图案中多个光元素的三维位置，并且基于所述位置来估计所述目标的物理参数，例如重量。
文档编号G01B11/25GK102405394SQ201080013890
公开日2012年4月4日 申请日期2010年2月3日 优先权日2009年2月27日
发明者A·埃姆斯利, C·范布伦, G·哈茨利亚斯, H·伯格曼, J·杜尔宾, K·哈茨利亚斯, N·伯格隆德 申请人:体表翻译有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
