[發(fā)明專利]一種反光核燃料棒表面線結(jié)構(gòu)光中心提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010131132.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111553874B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡俊;咸凱強(qiáng);龐靜珠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/66;G06T5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

1.一種反光核燃料棒表面線結(jié)構(gòu)光中心提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、通過(guò)核燃料棒檢測(cè)設(shè)備對(duì)核燃料棒進(jìn)行掃描拍攝獲取線結(jié)構(gòu)光二維圖像，其中，核燃料棒檢測(cè)設(shè)備包括激光發(fā)生器、相機(jī)以及伺服電機(jī)，通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)相機(jī)和激光器旋轉(zhuǎn)掃描獲取核燃料棒線結(jié)構(gòu)光二維圖像；

步驟2、用高斯濾波對(duì)步驟1獲得的圖像進(jìn)行去噪處理；

步驟3、對(duì)經(jīng)過(guò)去噪處理的圖像進(jìn)行像素灰度值遍歷，定位出待處理的結(jié)構(gòu)光區(qū)域，根據(jù)結(jié)構(gòu)光的特點(diǎn)設(shè)定框選的矩形框大小，將待處理結(jié)構(gòu)光框選出來(lái)，包括以下步驟：

步驟301、根據(jù)檢測(cè)的圖像灰度值分布特點(diǎn)，設(shè)定一個(gè)灰度閾值K，作為灰度值對(duì)比參考值；

步驟302、對(duì)圖像進(jìn)行逐行灰度值遍歷，搜索出每行灰度值最大值BMaxgray對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)，當(dāng)?shù)谝淮纬霈F(xiàn)行灰度值最大值BMaxgray≥K時(shí)，且該像素點(diǎn)周圍像素點(diǎn)的灰度值≥K，則把該像素點(diǎn)作為區(qū)域的起始定位點(diǎn)BegainPoint；

步驟303、繼續(xù)對(duì)圖像進(jìn)行逐行搜索，搜索出每行灰度值最大值BMaxgray的像素點(diǎn)，如果BMaxgrayK，則將該像素點(diǎn)作為待檢測(cè)區(qū)域定位的結(jié)束點(diǎn)EndPoint；

步驟304、根據(jù)所搜索出的BegainPoint和EndPoint點(diǎn)，計(jì)算得到待處理區(qū)域的中心坐標(biāo)CenterPoint＝(BegainPoint+EndPoint)/2；

步驟305、根據(jù)檢測(cè)區(qū)域結(jié)構(gòu)光的像素尺寸大小特點(diǎn)，設(shè)定框選矩形的長(zhǎng)high、寬wide，以計(jì)算出的中心坐標(biāo)CenterPoint為矩形的中心坐標(biāo)，畫(huà)出框，選出待處理區(qū)域；

步驟4、對(duì)待處理區(qū)域的結(jié)構(gòu)光條進(jìn)行每行灰度統(tǒng)計(jì)去除干擾性較大的高反光區(qū)域，具體包括以下步驟：

步驟401、根據(jù)待處理區(qū)域的灰度值特點(diǎn)設(shè)定灰度閾值T，作為搜索灰度值的基礎(chǔ)參考值；

步驟402、對(duì)待處理區(qū)域進(jìn)行逐行搜索，搜索每行內(nèi)灰度值≥T的點(diǎn)，并存儲(chǔ)每行灰度值≥T點(diǎn)的數(shù)量Times[i]，其中i＝0,1,…,high-1，high為待處理區(qū)域的總行數(shù)；

步驟403、計(jì)算平均每行存在灰度值≥灰度閾值T點(diǎn)的平均數(shù)量AvgTimes，記

步驟404、判斷Times[i]≥AvgTimes，如果成立則將該行作為高反光行，將該行灰度值設(shè)為0；

步驟5、采用基于梯度的自適應(yīng)行閾值法進(jìn)行結(jié)構(gòu)光條紋與背景分割，具體包括以下步驟：

步驟501、設(shè)定結(jié)構(gòu)光條條紋的寬度Width，將線結(jié)構(gòu)光的分布簡(jiǎn)化成兩段一次函數(shù)；

步驟502計(jì)算兩像素點(diǎn)間灰度梯度T_ij：

T_ij＝|G_ij-G_i(j-1)|

其中，G_ij是指圖像第i行j列的灰度值；

步驟503、計(jì)算每行灰度梯度的平均值A(chǔ)_i：

其中，是第i行灰度梯度T_ij之和；

步驟504、獲得閾值Gragthread和線結(jié)構(gòu)光寬度之間的關(guān)系：

其中，Gm_i是待處理區(qū)域的第i行灰度值的最大值；

步驟6、采用梯度重心法對(duì)分割后剩余的正常光照區(qū)域進(jìn)行線結(jié)構(gòu)光中心提取，利用正常的線結(jié)構(gòu)光中心線條擬合出被去除的高反光線條中心，完成核燃料棒表面的線結(jié)構(gòu)光中心提取，具體包括以下步驟：

步驟601、對(duì)待處理區(qū)域進(jìn)行逐行搜索，記錄出每行灰度值大于0的起始點(diǎn)StartP和每行灰度值不為0的最后一個(gè)點(diǎn)EndP；

步驟602、經(jīng)過(guò)自適應(yīng)行閾值處理可以確定梯度值對(duì)應(yīng)的P_ij：

P_ij＝j(luò)+0.5

步驟603、梯度重心法的計(jì)算公式為：

對(duì)待處理區(qū)域采用梯度中心法處理，即可得到結(jié)構(gòu)光條紋的中心亞像素坐標(biāo)；步驟604、根據(jù)正常區(qū)域的結(jié)構(gòu)光條紋中心坐標(biāo)，將像素坐標(biāo)點(diǎn)用曲線擬合：

y＝a₀xⁿ+a₁x^(n-1)+…+a_(n-1)x+b

式中，a₀，a₁，…，a_(n-1)以及b表示參數(shù)，x表示中心點(diǎn)坐標(biāo)的X軸變量，y表示中心點(diǎn)坐標(biāo)的Y軸變量；

通過(guò)曲線擬合補(bǔ)全被去除的異常的反光區(qū)域完成對(duì)高反光核燃料表面的相結(jié)構(gòu)光條中心線的提取。