用于提高尺寸标注系统测量准确性的方法技术方案

公开了一种使用尺寸标注系统提高对物体尺寸的非接触测量准确性的方法。该方法包括一种基于估计的尺寸中的误差与用于获得估计的尺寸的测量的特性之间观测到的相关性创建数学模型(即，误差模型)的方法。这些误差模型可以被创建用于各种尺寸以及被存储以供未来使用。该方法还包括使用存储的误差模型降低与特定尺寸标注系统测量相关联的误差的方法。这里，误差模型用于创建估计的误差。然后，从尺寸的估计值去除该估计的误差，以产生更准确的尺寸的最终估计值。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】相关申请的交叉引用 本申请要求针对System and Methods for Dimens1ning的美国专利申请序列号62/062,175(2014年10月10日提交)的权益，该申请全部内容通过弓I用合并于此。
本专利技术涉及用于确定物体的物理尺寸的系统(S卩，尺寸标注系统)，并且，更特别地，涉及用于创建误差模型并使用误差模型来提高尺寸标注系统测量准确性的方法。
技术介绍
作为物流过程(例如，运输、贮存等)的部分，确定物品的尺寸通常是必要的。然而，以物理方式测量物体是耗时的且可能不会得到准确的测量值。例如，除了人为的误差，当测量不规则形状的物体或者在单个测量中组合了多个物体的时候，有可能产生测量误差。因此，开发了非接触尺寸标注系统，以使该测量自动化或协助该测量。这些尺寸标注系统在三维(3D)中感测物体的形状/大小，并且然后使用该3D数据来计算物体尺寸(例如，长度、宽度、高度等)的估计值。准确的尺寸标注是非常有价值的。例如，当尺寸标注用于商业交易(例如，确定运输成本)的时候，管理认证通常要求非常准确的测量值。遗憾的是，由尺寸标注系统估计的尺寸中存在误差。降低这些误差的一种方式是:(i)限制被测量物体的大小/形状；以及(ii)在测量设置上进行严格的要求。但是，这些约束会限制尺寸标注系统的灵活性以及可以进行测量的速度。因此，存在对降低与从尺寸标注系统返回的估计尺寸相关联的误差的方法的需要。
技术实现思路
因此，在一方面中，本专利技术包含一种用于从尺寸标注系统测量去除误差的方法。首先，提供一种尺寸标注系统来执行在环境中物体的尺寸标注系统测量。该尺寸标注系统测量产生对应于物体/环境的三维(3D)数据。接下来，选择要被估计的特定尺寸。然后，使用3D数据，创建该特定尺寸的中间估计值。此外，获得关于尺寸标注系统测量的各方面的预测器变量值。为了从中间估计值去除误差，该方法首先估计误差并且然后去除所述误差。为创建特定尺寸的误差估计值，该方法从误差模型库检索出特定尺寸的误差模型，该误差模型把一个或多个预测器变量与估计误差相关联。然后，使用误差模型以及所获得的针对一个或多个预测器变量的值来计算特定尺寸的误差估计值。为了从尺寸标注系统测量去除误差，该方法从特定尺寸的中间估计值减去该误差估计值，以获得该特定尺寸的最终估计值。在该方法的一个示例性实施例中，所述预测器变量包括描述了尺寸标注系统的固有属性的变量，例如尺寸标注系统的采集参数。在该方法的另一示例性实施例中，所述预测器变量包括描述了物体固有属性的变量，例如物体的大小、形状、和/或外观。在该方法的另一示例性实施例中，所述预测器变量包括描述了环境固有属性的变量，例如环境的亮度水平。在该方法的另一示例性实施例中，所述预测器变量包括描述了尺寸标注系统测量的外在方面的变量，例如:(i)尺寸标注系统与物体，(ii)尺寸标注系统与环境，和/或(iii)物体与环境之间的物理关系。在该方法的另一示例性实施例中，所述误差模型包括把误差估计值与一个或多个预测器变量相关联的线性方程。在该方法的另一示例性实施例中，所述误差模型包括把误差估计值与一个或多个预测器变量相关联的非线性方程。在该方法的另一示例性实施例中，(i)3D数据包括最小体积包围盒(MVBB)，以及(ii)所述特定尺寸是MVBB的长度、宽度、或高度。在该方法的另一示例性实施例中，(i)3D数据包括具有长度、宽度、和高度的最小体积包围盒(MVBB)，以及(ii)该方法估计及去除针对MVBB的每个特定尺寸(S卩，长度、宽度以及高度)的误差。在该方法的另一示例性实施例中，所述误差模型库包括误差模型的各类别;其中，每个类别对应于:(i)特定的操作环境，和/或(ii)对应于物体的特征集。这种情形下，从库中检索误差模型的该方法的步骤包括:从库中选择一类误差模型，以及从所选择的一类误差模型中检索特定尺寸的误差模型。在另一方面中，本专利技术包括用于创建所测量特征的误差模型的方法。首先，提供尺寸标注系统以及具有带有已知大小的特征的校准物体。接下来，使用尺寸标注系统收集所述特征的测量值。然后，通过将每个测量值与已知大小进行比较，来计算测量值的误差(即，测量的误差)。此外，对描述了测量的各方面的预测器变量进行定义，以及推导出把预测器变量与测量值的估计误差相关联的数学模型。该数学模型包括预测器变量以及预测器系数，其中，每个预测器变量对应于特定的预测器系数。接下来，通过调整预测器系数，数学模型被拟合到所测量误差。然后，对数学模型进行细化以创建所测量特征的误差模型。在该方法的一个示例性实施例中，对所述误差模型进行存储以供未来使用。在该方法的另一示例性实施例中，所述数学模型是预测器变量与预测器系数的线性组合，或者是使用预测器变量的非线性方程。在该方法的另一示例性实施例中，所述预测器变量描述了测量值的各方面，包括尺寸标注系统、物体和/或环境的固有属性。在该方法的另一示例性实施例中，所述预测器变量描述了测量值的各方面，包括:(i)尺寸标注系统与物体，(ii)尺寸标注系统与环境，和/或(iii)物体与环境之间的物理关系O在该方法的另一示例性实施例中，细化数学模型包括:去除不显著的预测器变量以及其对应的预测器系数。在该方法的另一示例性实施例中，将数学模型拟合到误差包括线性回归。在该方法的另一示例性实施例中，细化所述数学模型包括:(i)通过将估计的误差与误差比较来获得残差；(ii)创建所述残差的直方图；以及(iii)基于该直方图的正态性，放弃或接受该数学模型。在另一示例性实施例中，所述特征是物体的长度、宽度或高度。前述说明性的
技术实现思路
与本专利技术其它示例性的目的和/或优点，以及实现其的方法在下面的详细描述及其附图中被进一步解释。【附图说明】图1示意性描绘了根据本专利技术实施例的示例性尺寸标注系统。图2以图形方式图示了根据本专利技术实施例的使用空间偏移图案投影仪和距离摄像机(range camera)感测三个维度的原理。图3以图形方式图示了根据本专利技术实施例的用于尺寸标注系统测量的示例性预测器变量。图4以图形方式描绘了一流程图，该流程图图示根据本专利技术实施例的用于创建针对由尺寸标注系统测量的特征的误差模型的方法。图5以图形方式描绘了一流程图，该流程图图示了根据本专利技术实施例的用于从尺寸标注系统测量中去除误差的方法。图6以图形方式描绘了根据本专利技术实施例的从误差模型库对误差模型的检索。【具体实施方式】本专利技术包含通过使用用于估计误差的数学模型(S卩，误差模型)来提高尺寸标注系统测量的准确性。创建该误差模型，并且然后该误差模型被用于创建与特定尺寸/测量值关联的误差估计值。然后，该误差估计值可以从尺寸标注系统的估计值中去除，以便提高测量的准确性。使用误差模型来校正尺寸标注中测量误差的一些优势有:(i)提高的测量准确性，(ii)提高的测量精确度(即，可再现性)，(iii)增加的灵活性(例如，测量更多样的物体)，以及(iv)更容易/更快速的测量采集(如，设置)。通常，尺寸标注系统感测物体来收集对应于该物体形状/大小的3D数据，并且然后使用该3D数据来计算该物体的尺寸。一些情况下，3D数据用于创建最小包围盒(MVBB)，最小包围盒是包围该物体(如，不规则形状的物体)或物体集合(如，托板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从尺寸标注系统测量去除误差的方法，所述方法包括：提供尺寸标注系统；使用尺寸标注系统测量收集对应于环境中物体的三维(3D)数据；选择要被估计的特定尺寸；获得一个或多个预测器变量的值，所述预测器变量描述所述特定尺寸的尺寸标注系统测量的各方面；使用所述3D数据创建所述特定尺寸的中间估计值；从误差模型库检索对应于所述特定尺寸的误差模型；使用所述误差模型以及一个或多个预测器变量的值来计算所述特定尺寸的误差估计值；以及从所述中间估计值减去所述误差估计值，以获得所述特定尺寸的最终估计值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·麦克罗斯基，R·A·罗伊德，李建强，B·L·乔瓦诺夫斯基，
申请(专利权)人：手持产品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US