[發明專利]一種基于智能單目視覺的舞臺搖頭燈運動協調性分析方法

在審

• 申請號: 201810242980.4
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN110298880A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 程飛;羅恒陽;江浩川;肖繼民
• 申請（專利權）人: 蘇州啟銘臻楠電子科技有限公司
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于智能單目視覺的舞臺搖頭燈運動協調性分析方法，所述方法中硬件設備包括：一臺用于采集舞臺搖頭燈在運動時視頻數據的廣角攝像頭和一臺計算機，所述方法為：廣角攝像頭輸入的視頻圖像，通過目標檢測深度神經網絡、幾何變換、邊緣檢測、全連接神經網絡以及CNN回歸網絡算法，最終，獲取燈頭的運動偏角。本發明方法可以測試和分析的參數有：搖頭燈燈頭的指令執行延時時間、燈頭運動曲線，燈頭運動速度曲線、燈頭運動加速度曲線等；對于燈具性能的開發和測試都具有重要作用。

技術領域

本發明涉及舞臺燈檢測技術領域，具體為一種基于智能單目視覺的舞臺搖頭燈運動協調性分析方法。

背景技術

運動同步性能是舞臺搖頭燈重要的技術指標之一。對于同一款式、同一批次的舞臺搖頭燈，需要在執行相同的多組運動指令的情況下完成完全一致的動作。而在設備研發和裝配中，由于算法、元器件、裝配方法等問題，容易引起燈頭運動不完全一致的問題。這種運動不一致問題會直接導致燈具在演出現場出現燈光不協調等問題。在研發和裝配的過程中，都需要盡量的使各個舞臺搖頭燈的燈頭的運動保持一致。因此，需要有合適的運動同步性檢測和分析方法來輔助開發和裝配。

目前，在研發和實驗過程中，主要是依靠安裝在各個運動軸上的編碼器來檢測其運動參數，包括位置、速度和加速度數據。這種方法需要在設備內部添加新的檢測部件，無法適用于大量裝配中的測試評估。

在裝配中，目前主要是由裝配人員目測檢查，無法準確檢查同一批次的同步性能，更無法檢測不同裝配批次的同步性能。

本發明通過單目攝像機結合計算機視覺技術，同時跟蹤和檢測多臺舞臺搖頭燈，測試并記錄其運動參數，生成準確可靠的檢測報告。并支持對多批次產品的性能測試與對比。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于智能單目視覺的舞臺搖頭燈運動協調性分析方法，解決了現有性能檢測方法的不方便、不精確等問題；具有成本低、精度高、非接觸、無耗材等特點；有利于在舞臺搖頭燈的研發和生產中提高其設計和生產精度。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于智能單目視覺的舞臺搖頭燈運動協調性分析方法，所述方法中硬件設備包括：一臺用于采集舞臺搖頭燈在運動時視頻數據的廣角攝像頭和一臺計算機，所述方法為：廣角攝像頭輸入的視頻圖像，通過目標檢測深度神經網絡、幾何變換、邊緣檢測、全連接神經網絡以及CNN回歸網絡算法，最終，獲取燈頭的運動偏角。

作為本發明進一步的方案：具體包括如下步驟：

1)數據采集：通過廣角攝像頭拍攝多臺被測的舞臺搖頭燈，得到舞臺搖頭燈接收控制指令后的運動視頻；

2)檢測每臺舞臺搖頭燈的位置和圖像：通過目標檢測深度神經網絡，找到每幀圖像中的舞臺搖頭燈的位置，并截取每一個舞臺搖頭燈的圖片；

3)尋找底座四角坐標：使用邊緣檢測算法，從步驟2)截取后的圖片中尋找出底座四角的坐標；

4)尋找屏幕四角坐標：通過已有的底座四角的坐標，經過幾何變換和邊緣檢測，尋找到屏幕四角的坐標；

5)獲取底座偏角：通過底座四角的坐標和屏幕四角的坐標，使用全連接神經網絡，得到底座的偏角；

6)燈頭相對偏角：將步驟2)中獲取的舞臺搖頭燈照片縮放到合適尺寸，并通過CNN回歸網絡，得到燈頭相對偏角；

7)獲取燈頭偏角：最終通過步驟6)中燈頭相對偏角和步驟5)中底座偏角相減，得到燈頭相對于底座的偏角，分析舞臺搖頭燈的運動參數，方便對比與存儲。

作為本發明進一步的方案：所述廣角攝像頭采用高分辨率高幀率廣角攝像頭。