[發明專利]一種基于機器視覺的遠距離高精度位移檢測方法

有效

• 申請號: 202010061063.3
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111288967B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 孟小華;唐英杰;胡輝;林興立;胡榮
• 申請（專利權）人: 廣州翰南工程技術有限公司
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C11/04;G06T7/00;G06T7/80
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于機器視覺的遠距離高精度位移檢測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

a、在固定位置分別設置嵌入式電腦控制的相機和參照點光源，在監測區域設置待測點光源；

b、嵌入式電腦控制相機按設定的時間間隔采集監測目標區域的圖像，并調用圖像處理程序求解圖像中點光源的高精度的亞像素坐標，對不同時刻圖像中的點光源坐標進行比對處理求解待測點相對于參照點的位移；

c、圖像處理程序利用參照點位置固定的原理，利用參照點作為待測點位移方向和尺度的參照基準，對待測點的像素坐標進行標定和修正，比較不同時刻待測點與參照點的位置變化，求出待測點的像素位移；

d、圖像處理程序將像素位移量通過比例系數換算成實際位移量，得到該段時間內待測點實際位移的精確值。

2.根據權利要求1所述的基于機器視覺的遠距離高精度位移檢測方法，其特征在于，所述的相機和參照點設置在位置固定的區域，根據參照點位置固定的特點，比較待測點相對于參照點的位置變化，實現測量的自動標定和修正。

3.根據權利要求1所述的基于機器視覺的遠距離高精度位移檢測方法，其特征在于，在被測目標設置初始距離已知的兩個待測點，將這兩個待測點的實際距離與像素距離相除得到實際距離與像素距離換算的比例系數α。

4.根據權利要求3所述的基于機器視覺的遠距離高精度位移檢測方法，其特征在于，圖像采集設備為位置固定的長焦距高分辨率相機在不同時間點對監測目標區域圖像進行采集，對比不同時刻待測點相對于參照點移動的像素距離，利用比例系數α將像素位移換算為實際的位移值。

5.根據權利要求4所述的基于機器視覺的遠距離高精度位移檢測方法，其特征在于，參照點和待測點在圖像中的位置由定心算法根據其圖像數據的統計特性和分布特性進行求解，得到亞像素級別的待測點及參照點的位置坐標。

6.根據權利要求1所述的基于機器視覺的遠距離高精度位移檢測方法，其特征在于，利用圖像處理程序對拍攝的圖像數據進行處理步驟包括：

S1、在位置固定區域安裝參照點，在待測目標上安裝距離已知的兩個待測點；

S2、在固定位置安裝相機，使相機鏡頭朝向待測目標，調整相機視野和焦距使其能夠拍攝到參照點和待測目標所有待測點的圖像，以此為標準定時拍攝圖像數據發送給圖像處理程序；同一時刻會對待測區域拍攝多張圖像數據，最后對計算結果進行均值處理，以降低隨機誤差；

S3、使用圖像處理算法對步驟二拍攝的數據進行處理。

7.根據權利要求6所述的基于機器視覺的遠距離高精度位移檢測方法，其特征在于，所述步驟S3的處理流程如下：

S3.1、將圖像進行預處理：去除干擾因素、提升圖像質量；

S3.2、使用識別算法初步計算光源的大致坐標和連通域，使用定心算法計算出每個測點的中心坐標的精確值，以參照點為基準建立坐標系，確定待測點的坐標；

S3.3、對同一時間點拍攝的多張圖像進行光源坐標計算，計算平均值作為最終結果；

S3.4、計算本時間點圖像中每個待測點與上一時間點待測點之間的像素偏移量，用比例系數進行換算，得到每個待測點實際的偏移方向和偏移量。