[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

本發明公開了一種基于圖像處理的導軌目標位置檢測方法。步驟如下：首先在待檢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，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；上位機對獲取的圖像進行分析和處理，包括圖像增強、邊緣檢測以及圖像分割操作，然后進行圓形檢測、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。本發明方法操作簡單，且所需硬件資源少，目標位置檢測精確度高。

技術領域

本發明屬于遠距離非接觸測量技術領域，特別是一種基于圖像處理的導軌目標位置檢測方法。

背景技術

測量技術在現代社會中的各個領域中無時無刻不發揮著重要的作用。當今社會，隨著工業的發展和科技的進步，對測量的精度、效率以及自動化程度等方面的要求也越來越高。同時，在一些例如高溫、高速、微小尺寸等的特殊場合與環境之中，傳統的測量方法已經難以達到要求。因此，對遠距離非接觸的新型測量方法進行探索和研究有著十分重要的現實意義。

目前，非接觸的新型測量方法主要包括光電測量技術、聲波測量技術、圖像測量技術等等，這些方法都有著各自的優點和不足之處。其中最常用到的是光電測量技術和聲波測量技術，但是使用這兩種技術對待測目標物體的要求比較高，例如一旦待測的目標物體的表面反射能力不理想，這兩種方法得出的測量結果的精度將會很不理想。近年來，隨著計算機技術、電子技術、圖像處理技術的成熟與完善，以及光電攝像器件的普及，基于圖像的測量技術在工程應用和科學研究領域都獲得了迅速的發展和高度的重視。作為在非接觸測量領域的一種新興的高性能測量技術，基于圖像的測量技術以光學為基礎，將數字圖像處理技術、控制技術、電子技術、計算機技術以及光電檢測技術等多種現代技術結合在一起，構成一個綜合體的測量系統。相比于其它常用的測量方法，基于圖像的測量方法有著非接觸、高精度、信息豐富、測量速度快、自動化程度高等一系列的優點，在現代社會各種專業領域的測量中有著巨大的優勢。

然而，現有對導軌上的目標位置檢測方法容易受到環境因素影響、測量精度低，且硬件設備復雜、操作繁瑣，對硬件資源要求高，增加了測量成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作簡便、測量精度高的基于圖像處理的導軌目標位置檢測方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于圖像處理的導軌目標位置檢測方法，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，在待檢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；