[發明專利]一種基于labview的豎井激光導向定位方法

在審

• 申請號: 201811137922.1
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109269407A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 路亞緹;高博;徐智良;林福龍;周樹亮
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G06T5/00;G06T7/11;G06T7/73
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;謝萍

本發明公開了一種基于labview的豎井激光導向定位方法，步驟如下：S1，使用相機對激光靶的靶面進行圖像采集；S2，對采集的圖像進行預處理；S3，去除分邊緣無效點；S4，最小二乘法進行曲線擬合，得到擬合曲線和擬合曲線S5，確定兩激光點像素坐標。本發明通過對圖像進行伽馬矯正和閾值分割使得圖像中激光點與背景區分更為明顯，便于后續處理，并將預處理后的圖像進行二維卷積處理，將激光點周邊以及圖像邊緣的無效點進行剔除，提高激光點位置識別的準確度，剔除無效點后的激光點進行曲線擬合進而求得激光點的像素坐標，使用像素坐標能適用所有的圖像，并通過獲得的像素坐標進行三維坐標建立，為后續圖像的激光點的定位提供坐標基準。

技術領域

本發明屬于豎井掘進監測技術領域，具體涉及一種基于labview的豎井激光導向定位方法。

背景技術

SBM豎井掘進機是我國首臺將隧道掘進理念引入豎井施工，實現了大型盲豎井施工的機械化，智能化，工廠化施工，既保障施工安全，又可以提高施工效率。掘進機位置及姿態的自動測定是豎井掘進機的核心問題之一。目前豎井掘進機位置測定采用鉛錘線進行垂直向下導向，此種方法需要人工輔助測量，且同時隨著掘進深度的加深，線尾端加上重物，隨著線的加長，重物需加重，一方面會存在線斷裂的風險；另一方面如果重物較輕，存在掘進機不是垂直向下掘進，導致掘偏。

發明內容

本發明要解決的是現有用鉛垂線豎直掘進的技術問題，從而提供一種基于labview的豎井激光導向定位方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種基于labview的豎井激光導向定位方法，步驟如下：S1，使用相機對激光靶的靶面進行圖像采集，所述圖像包括不同測量距離且不同亮度環境下的靶面圖像以及有物體干擾的靶面圖像。

S2，對采集的圖像進行預處理。

S2.1，對圖像亮度、對比度進行伽瑪校正得到初步矯正圖像。

伽瑪修正是通過計算和應用查找表來完成的。由查找表表示的傳輸函數對亮度、對比度進行更改。伽瑪校正就是對圖像的伽瑪曲線進行編輯，檢出圖像信號中的深色部分和淺色部分，并使兩者比例增大，從而提高圖像對比度效果。該曲線通常是一個乘冪函數，Y＝(X+e)* γ，其中，Y為亮度、X為輸出電壓、e為補償系數、乘冪值γ為伽瑪值，改變乘冪值γ的大小，就能改變伽瑪曲線。由于對于輸入信號的灰度，不是線性函數而是指數函數，因此必需校正。

gamma校正原理假設圖像中有一個像素，值是a，范圍為0-255，那么對這個像素進行校正必須執行如下步驟：

1.歸一化：

b＝(a+0.5)/256；

2.預補償：若gamma值為g，

C＝b^(1/g)；

3.反歸一化：

d＝c*256-0.5；

圖像中任何一個像素值只能0到255這256個整數中的某一個；在gamma值已知的情況下，0～255之間的任一整數，經過“歸一化、預補償、反歸一化”操作后，所對應的結果是唯一的，且落在0～255這個范圍內?；谏鲜鲈?我們只需為0～255之間的每個整數執行一次預補償操作，將其對應的預補償值存入一個預先建立的gamma校正查找表，就可以使用該表對任何像素值在0～255之間的圖像進行gamma校正。

S2.2，對初步矯正圖像利用最大類間算法進行閾值分割。

S2.2.1，給定圖像的分割閾值T。