[發明專利]一種基于圖像處理的導軌目標位置檢測方法

有效

• 申請號: 201611223078.5
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108256525B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 房紅兵;王彥博;高建坡;張吉璇
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06K9/34
• 分類號: G06K9/34;G06K9/46;G06T5/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/194;G06T7/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種基于圖像處理的導軌目標位置檢測方法，其特征在于，通過圖像采集系統獲取目標位置的圖像，利用上位機對獲取的圖像進行圓形檢測、特征提取和數字識別，最終由圖像中特征圓標識的圓心坐標和識別得到的具體數字，確定出待測目標在導軌上的位置和移動距離，具體包括以下步驟：

步驟1，在待測目標所要經過區域的導軌上從初始位置開始，每隔距離L設置一個特征圓標識，即相鄰兩個特征圓的圓心之間的距離均為L，同時在特征圓中按照順序標寫相應的數字，當待測目標開始移動后，由圖像采集系統獲取目標所在位置的導軌處的圖像并傳輸給上位機；

步驟2，上位機接收到圖像之后，首先完成對圖像的中值濾波、二值化和邊緣檢測處理，然后在接收到的圖像中以圖像的左下角為坐標原點，下側邊界為x軸，左側邊界為y軸建立直角坐標系，通過圓形檢測找到圖像中特征圓標識所在的位置并得出其圓心坐標；

步驟3，通過圖像分割，將步驟2中已完成定位的特征圓標識內的數字部分從圖像中提取出來，并進行歸一化處理，使得圖像中數字的尺寸大小統一；

步驟4，在實際檢測前，首先通過上述步驟1～3在上位機中對所有作為模板的數字的圖像進行處理，提取這些數字的特征向量并存入上位機字庫中；實際檢測時，將步驟3中從目標圖像中分割出來的數字，與上位機字庫中作為模板的所有數字字符進行匹配，取相似度最高的一個作為最終的識別結果；

步驟5，在進行距離檢測計算時，將接收到的圖像的中心點設定為待測目標的位置；首先將數字識別的結果與步驟1中設置特征圓標識時所設定的間隔距離L相乘，得到目標距離初始點的初步距離；同時通過圖像中特征圓的圓心坐標與圖像中心點的像素差，得到目標與圖像中檢測到的特征圓標識圓心之間的距離，然后將初步距離加上目標與特征圓標識圓心之間的距離，得到最終的測量結果，由上位機輸出并顯示。

2.根據權利要求1所述的基于圖像處理的導軌目標位置檢測方法，其特征在于，所述圖像采集系統包括CCD攝像機、圖像采集卡和無線傳輸模塊，均固定在待測目標上并隨待測目標移動，其獲取的導軌上的圖像數據傳輸到上位機中進行處理。

3.根據權利要求1所述的基于圖像處理的導軌目標位置檢測方法，其特征在于，所述特征圓標識的半徑均為1cm，相鄰兩個特征圓的圓心之間的距離L為5～20cm。

4.根據權利要求1所述的基于圖像處理的導軌目標位置檢測方法，其特征在于，步驟1所述在特征圓中按照順序標寫相應的數字，其中單個數字的范圍為0～9這十個整數數字，每個特征圓中的數字個數為3個；在數字識別時，對這三個數字分別進行識別，然后將左側開始的第一個數字作為百位，第二個數字作為十位，第三個數字作為個位，得到最終的識別結果；在進行特征圓標識設置時，在目標初始位置處導軌上的特征圓標識中為數字“000”，然后在接下來的每個圓中的數字大小逐個加1。

5.根據權利要求1所述的基于圖像處理的導軌目標位置檢測方法，其特征在于，步驟5所述距離檢測計算，公式為：

式中，S為最終檢測出的距離，n為識別出的具體數字，L為預先設置的特征圓圓心之間的實際距離，x₁,x₂分別為任意相鄰特征圓的圓心橫坐標，x₃為圖像中識別出的數字所在的特征圓的圓心橫坐標，K是整幅圖像寬度像素值的一半。