[發明專利]一種面向視覺巡線的簡易直線自動定位方法

有效

• 申請號: 201710178728.7
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106934832B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 李健;彭真明;李新彥;陳科;劉業凡;龍鴻峰;張鵬飛;宋立;呂洋;李丹;楊立峰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/11
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 徐金瓊;劉東

1.一種面向視覺巡線的簡易直線自動定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取視頻，根據視頻內所要定位的直線標識的初始位置和傾斜度，初始化分割線方程的中心點P_ex、斜率k_ex和參數param_ex，得到分割線方程；

步驟2：從視頻中讀取第一幀圖像f_t(x,y)；

步驟3：對第一幀圖像f_t(x,y)進行閾值處理，得到二值圖像b(x,y)；

步驟4：在二值圖像b(x,y)內，得到以點P_ex為圓心，R_min為半徑的分割區域C(P_ex,R_min)；

步驟5：根據分割線方程，得到分割線，使用分割線將分割區域C(P_ex,R_min)分割成C₁和C₂兩個區域，判斷直線標識是否在C₁和C₂兩個區域內，如果是，則執行步驟6，否則執行步驟2，處理視頻中的下一幀；

步驟6：分別在C₁和C₂內求出形心P₁和P₂，根據形心P₁和P₂計算等效直線方程的中心點P_tmp、斜率K^D和參數paramD，得到等效直線方程，其中，參數paramD為0時，表示等效直線垂直于x軸，而paramD為1時，表示等效直線不垂直于x軸；

步驟7：判斷視頻是否結束，如果結束，根據等效直線方程得到等效直線，將等效直線累次定位結果保存在文本文件中，否則，計算等效直線與二值圖像b(x,y)交點的中點P_c，更新分割線的中心點P_ex為P_c，更新分割線的斜率k_ex和參數param_ex，得到更新后的分割線方程，執行步驟2，處理視頻中的下一幀；

所述步驟1中，分割線方程的公式如下：

L_ex(P_ex(x_ex,y_ex),k_ex,param_ex)＝param_ex(y-y_ex)-k_ex(x-x_ex)＝0；

其中，L_ex表示分割線，P_ex表示分割線的中心點，x_ex,y_ex分別表示P_ex的橫、縱坐標，x,y分別表示分割線上任意一點的橫、縱坐標，k_ex表示分割線的斜率，param_ex表示分割線是否垂直于x軸；

所述步驟6中，形心P₁和P₂的計算公式如下：

其中，X和Y分別為形心P₁和P₂的橫、縱坐標，x_i和y_j分別為直線標識在C₁和C₂內像素點的橫、縱坐標，N表示區域C₁或C₂內像素點總數；

等效直線方程的中心點P_tmp的計算公式如下：

其中，x_tmp、y_tmp為中心點P_tmp的橫、縱坐標，x₁、x₂分別為形心P₁和P₂的橫坐標，y₁和y₂為形心P₁和P₂的縱坐標；

當x₁＝x₂,令：

paramD＝0，k^D＝1；

當x₁≠x₂,令：

paramD＝1，

得到等效直線在直角坐標系xoy內的表達式為：

L^D(P_tmp(x_tmp,y_tmp),k^D,paramD)＝paramD(y-y_tmp)-k^D(x-x_tmp)＝0，

其中，L^D表示等效直線，k^D表示等效直線斜率，paramD表示等效直線是否垂直于x軸。