[發明專利]一種基于圖像處理的高速光譜儀安全監測裝置及監測方法

在審

• 申請號: 202010567285.2
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111783578A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 葉反修;葉春暉;史先春;吳定會
• 申請（專利權）人: 無錫市金義博儀器科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20;G06K9/32;G06K9/62;G06T7/00;G06T7/62;G06N3/04;G01J3/02
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧朝瑞;黃瑩

1.一種基于圖像處理的高速光譜儀安全監測裝置，其特征在于，其包括：

圖像采集裝置、光源、圖像處理器；所述圖像采集裝置的攝像頭分別通過安裝支架對稱安裝于光譜儀的激發臺兩側；所述光源安裝于光譜儀的激發孔的正上方，所述光源的中心點的投影為所述激發孔；

所述圖像處理器通信連接于所述圖像采集裝置；所述圖像采集裝置采集到的圖像數據傳輸到所述圖像處理器，所述圖像處理器對于所述圖像數據進行分析識別，一旦識別激發孔沒有被工件完全遮蓋，則判斷為有安全問題，進行實時報警。

2.根據權利要求1所述一種基于圖像處理的高速光譜儀安全監測裝置，其特征在于：所述圖像采集裝置包括第一攝像頭、第二攝像頭；所述圖像處理器分別基于USB端口連接所述第一攝像頭、所述第二攝像頭，所述圖像處理器通過PWM接口連接所述光源。

3.根據權利要求1所述一種基于圖像處理的高速光譜儀安全監測裝置，其特征在于：其還包括光照傳感器，所述光照傳感器設置于所述光源一側，連接所述圖像處理器的A/D接口。

4.根據權利要求2所述一種基于圖像處理的高速光譜儀安全監測裝置，其特征在于：所述第一攝像頭、所述第二攝像頭的安裝角度θ計算方法為：

其中，L₁為激發臺寬度的一半，L₂為所述安裝支架距離激發臺中心的水平距離，L₃為所述光源的安裝平臺的寬度的一半，h₁為所述安裝支架的高度，h₂為所述光源的安裝平臺底端面距離激發臺上端面的高度；L₁、L₂、L₃、h₁、h₂的關系如下所示：

5.根據權利要求1所述一種基于圖像處理的高速光譜儀安全監測裝置，其特征在于：其還包括聲光報警器，所述聲光報警器通過USB端口連接所述圖像處理器。

6.基于權利要求1所述一種基于圖像處理的高速光譜儀安全監測裝置進行安全監測的方法，其特征在于，其包括如下步驟：

S1：當工件放在激發孔上之后，圖像采集裝置啟動；圖像處理器獲取同一時間點所述第一攝像頭、所述第二攝像頭傳入的圖像數據，分別記做第一圖像、第二圖像；

S2：基于ORB圖像拼接技術對所述第一圖像、所述第二圖像進行拼接，獲取完整的激發臺圖像；

S3：將所述激發臺圖像輸入到安全檢測網絡，使用基于Faster R-CNN訓練的目標檢測模型對激發孔進行目標檢測，獲得帶有目標匹配度的目標圖像；

S4：預設一個檢測閾值；

比較所述目標匹配度和所述檢測閾值；

所述目標匹配度大于等于所述檢測閾值時，表示激發孔沒有被完全遮擋，所述圖像處理器發出警告信息到所述聲光報警器；

否則所述目標匹配度小于所述檢測閾值時，結束本次識別。

7.根據權利要求6所述一種基于圖像處理的高速光譜儀安全監測方法，其特征在于：步驟S2中，基于ORB圖像拼接技術對所述第一圖像、所述第二圖像進行拼接，詳細包括如下步驟：

a1：ORB特征點提?。?/p>

計算所述第一圖像、所述第二圖像中的特征點所在區域的亮度中心和方向向量來確定特征點的位置信息；使用二值魯棒尺度不變關鍵點特征向量來構造用于匹配的二進制字符串；

a2：圖像配準：

篩選出可信度高的所述特征點作為匹配點；

找到所述第一圖像、所述第二圖像中對應的所述匹配點，根據所述匹配點之間的直接線性變換找到兩張圖像之間的幾何變換關系；

a3：加權圖像融合：

找到找到所述第一圖像、所述第二圖像之間重疊的部分；

根據所述重疊部分的像素的顏色、左圖上的像素點到右圖邊界的距離與右圖的上像素點到左圖邊界的距離和置信度成正比的關系，確定融合系數，對重疊部分的像素點進行加權處理，即可得到融合后的所述激發臺圖像。