[發明專利]透射式靶標圖像的光斑中心檢測方法及橋梁撓度圖像式檢測裝置

有效

• 申請號: 201811614380.2
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109631787B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 王會峰;柴彩萍;趙宏偉;宋云峰;白艷強;黃鶴;關麗敏;高榮;周思文;穆柯楠
• 申請（專利權）人: 長安大學;陜西交通職業技術學院;渭南市交通工程質量監督站
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種靶標圖像的光斑中心檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)通過設置分光鏡，使得部分激光經反射射向透射式靶標，而透過分光鏡的激光繼續射向下一個待測點處，并以同樣方式射向對應的透射式靶標，采集用于記錄基準激光在透射式靶標上所形成的光斑的位置的靶標圖像；

2)對采集的靶標圖像采用金字塔模型獲取ROI區域，所述ROI區域為靶標圖像的光斑區域；

3)在ROI區域內提取光斑的邊界點，利用光斑的邊界點進行橢圓擬合，根據橢圓擬合的結果計算光斑的亞像素中心二維坐標；

所述步驟1)中，采集用于記錄基準激光在透射式靶標上所形成的光斑的位置的靶標圖像具體包括以下步驟：以漫射濾光平面材料作為設置在橋梁梁體上的透射式靶標的靶面，利用設置在該透射式靶標的靶面一側的CMOS圖像采集單元對由所述靶面另一側射向該靶面的激光于靶面位置進行連續圖像采集，得到靶標序列圖像；

所述CMOS圖像采集單元采用鏡頭焦距4mm的CMOS攝像機或CMOS攝像頭，靶面尺寸為：m×n＝120mm×80mm，靶面到鏡頭之間的距離為104mm。

2.根據權利要求1所述一種靶標圖像的光斑中心檢測方法，其特征在于：所述步驟2)具體包括以下步驟：以靶標圖像為底層圖像，構建標靶圖像金字塔，在靶標圖像金字塔的頂層圖像中參考光斑中心灰度值確定光斑區域，根據該光斑區域內像素點在底層圖像中的位置，確定靶標圖像的光斑區域。

3.根據權利要求1所述一種靶標圖像的光斑中心檢測方法，其特征在于：所述步驟3)中，利用從光斑的所有邊界點中選取的不同組光斑邊界點分別進行橢圓擬合，然后從多次擬合結果中選擇最優的擬合橢圓，根據該擬合橢圓計算橢圓中心坐標，得光斑的亞像素中心二維坐標；所述光斑邊界點的選取包括以下步驟：將靶標圖像中光斑的所有邊界點按照位置分割為多個邊界點集合，從多個邊界點集合中隨機選擇一定比例的邊界點集合，并從選擇的每個邊界點集合中隨機選擇一個以上的邊界點。

4.根據權利要求3所述一種靶標圖像的光斑中心檢測方法，其特征在于：所述光斑邊界點的選取還包括以下步驟：判斷所有隨機選擇的邊界點中是否存在共線的三個以上的邊界點，若存在，則重新進行邊界點集合及對應邊界點的隨機選擇，直至選取得到一組用于橢圓擬合的邊界點；擬合橢圓是根據選取的邊界點并采用最小二乘法求解橢圓方程中的系數而得到的。

5.根據權利要求3所述一種靶標圖像的光斑中心檢測方法，其特征在于：對多次橢圓擬合的結果，分別采用遍歷的方式確定其中包含光斑邊界點個數最多的擬合橢圓，以該擬合橢圓作為最優的擬合橢圓，其中，擬合橢圓包含的邊界點個數的計算包括以下步驟：遍歷光斑所有的邊界點，求取邊界點與某個擬合橢圓的殘差平方和，如果殘差平方和小于閾值，則記錄該邊界點為該擬合橢圓上的點，統計記錄的點數，得到擬合橢圓包含的邊界點個數。

6.根據權利要求3所述一種靶標圖像的光斑中心檢測方法，其特征在于：所述光斑的邊界點采用邊緣檢測算子進行提取。