[發(fā)明專利]一種基于決策的激光條紋的中心提取方法

有效

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• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111243009B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭樹學(xué);楊昕欣;刁為民
• 申請（專利權(quán)）人: 知魚科技丹陽有限公司
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66;G06T7/13
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 李娜

本發(fā)明公開一種基于決策的激光條紋的中心提取方法，將提取中心線條的問題轉(zhuǎn)化為一個類似于走迷宮問題，即從起點出發(fā)，對于只考慮四連通來說，只有四個方向可供選擇，即上、下、左、右，然后根據(jù)決策手段，決定下一個像素點去往哪個方向；之后以所述的下一個像素點為新的決策點，再次判斷又一個像素點的位置，即此時只有三種選擇，因為不可能再往回走；依此方法逐步迭代，每一個像素點都要經(jīng)過一個決策確定下一個位置，直到走到圖像的盡頭或者條紋的盡頭算法結(jié)束；那么所有走過的點組成的集合就是所提取的條紋中心；本發(fā)明方法可同時兼顧速度和準(zhǔn)確率，做到快速且精準(zhǔn)的提取條紋中心。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于決策的激光條紋的中心提取方法，屬于圖形學(xué)算法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前激光測量技術(shù)已經(jīng)在測量測繪的各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其主要原理是用線激光照射待測物體，然后用工業(yè)相機調(diào)整曝光時間得到一個光條紋，通過掃描得到物體的3D模型，但是在實際中，該光條紋具有一定的寬度，因此如何提取條紋中心成為了激光測量中的關(guān)鍵技術(shù)，以往的算法有灰度重心法，其只以灰度作為衡量標(biāo)準(zhǔn)雖然速度快，但是誤差較大；曲線擬合法和采用海森矩陣提取算法雖然有著很高的準(zhǔn)確度，但是運算速度很慢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于決策的激光條紋的中心提取方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中光條紋存在一定寬度的問題。本發(fā)明同時考慮了速度和準(zhǔn)確率，通過像素的統(tǒng)計特性，在圖像中合理的估計一條路徑，做到快速且精準(zhǔn)的提取條紋中心。

本發(fā)明一種基于決策的激光條紋的中心提取方法，將提取中心線條的問題轉(zhuǎn)化為一個類似于走迷宮問題，即從起點出發(fā)，對于只考慮四連通來說，只有四個方向可供選擇，即上、下、左、右，然后根據(jù)決策手段，決定下一個像素點去往哪個方向；之后以所述的下一個像素點為新的決策點，再次判斷又一個像素點的位置，即此時只有三種選擇，因為不可能再往回走；依此方法逐步迭代，每一個像素點都要經(jīng)過一個決策確定下一個位置，直到走到圖像的盡頭或者條紋的盡頭算法結(jié)束；那么所有走過的點組成的集合就是所提取的條紋中心；該方法具體過程如下：

步驟1)對原圖像進(jìn)行預(yù)處理，確定圖像的起點；

步驟2)對起點坐標(biāo)采用決策手段，確定下一個像素點的位置，對接下來的每一個像素點同樣采用如此方法畫出路徑，直到路徑到達(dá)圖像邊緣或者線條邊緣。

步驟3)對提取的線條進(jìn)行局部優(yōu)化，使得路徑穿過最亮的像素點。

其中，所述的確定圖像起點的方法為第一列采用灰度重心法確定起點位置；

其中，所述的確定圖像起點的方法進(jìn)一步包括：根據(jù)周圍像素點的值，以當(dāng)前的像素點為中心，決定下一個像素點的位置。

其中，所述的決策手段，具體為根據(jù)像素的統(tǒng)計特性，從微觀像素的角度出發(fā)，確定下一個像素點與當(dāng)前像素點的位置關(guān)系。

其中，所述的局部優(yōu)化，具體為在步驟1)和步驟2)的基礎(chǔ)上，對已經(jīng)提取的線條做微調(diào)整，使得整個線條滿足像素值最大。即優(yōu)化步驟是從起點出發(fā)，將當(dāng)前點后面的三個點作為優(yōu)化目標(biāo)，枚舉可能的情況，取目標(biāo)函數(shù)最大的情況。

其中，所述局部優(yōu)化，優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)為：

即應(yīng)該保證從A點到B點在路徑點數(shù)相同的情況下，盡可能讓路徑上的點的像素值的和盡可能大。

本發(fā)明一種基于決策的激光條紋的中心提取方法，其優(yōu)點及功效在于：本發(fā)明方法可同時兼顧速度和準(zhǔn)確率，做到快速且精準(zhǔn)的提取條紋中心。

附圖說明

圖1所示為當(dāng)前決策點的四種選擇，分別為像素級別的上下左右。

圖2所示為基于決策方法的算法示例，箭頭方向是以當(dāng)前像素點為基準(zhǔn)，根據(jù)周圍像素分布決定下一步為哪個方向。