[發明專利]線結構光條紋中心提取方法

在審

• 申請號: 202010798227.0
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111899297A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 劉飛香;程永亮;秦念穩;肖正航;陳鳳;李慶
• 申請（專利權）人: 中國鐵建重工集團股份有限公司
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66;G06T5/00;G06K9/00;G01B11/25
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉新雷

1.一種線結構光條紋中心提取方法，其特征在于，包括：

對攝像機采集的原始光帶圖的每一列像素灰度值進行擬合差分處理，得到擬合差分曲線；每一列圖像像素灰度值擬合曲線呈近似高斯分布；

依次將所述原始光帶圖每一列像素的擬合差分值輸入至預先構建的有限狀態機中；所述有限狀態機基于高斯曲線特性構建，用于檢測所述擬合差分曲線中峰值最高的波峰、零點位置和峰值最低的波谷位置以得到與光條紋中心距離誤差小于一個像素的像素點位置；

根據所述有限狀態機輸出的像素點位置進行光條紋中心亞像素級定位，得到所述原始光帶圖的光條紋中心。

2.根據權利要求1所述的線結構光條紋中心提取方法，其特征在于，所述有限狀態機包括初始狀態、具有觸發條件的第一狀態、第二狀態和第三狀態；當輸入像素的差分信號強度值滿足觸發條件后從當前所處狀態自動跳轉至所述第一狀態或所述第二狀態或所述第三狀態，同時更新相應狀態的參數值；

所述第一狀態包括分別用于存儲所述擬合差分曲線波峰的信號強度值和像素位置的第一波峰參數和第二波峰參數；所述第二狀態包括分別用于存儲所述擬合差分曲線的最大波峰和最大波谷之間的零點的差分信號強度值和像素位置的第一零點參數和第二零點參數、所述零點前一個點的差分信號強度值的第三零點參數；所述第三狀態包括分別用于存儲所述擬合差分曲線波谷的信號強度值和像素位置的第一波谷參數和第二波谷參數。

3.根據權利要求2所述的線結構光條紋中心提取方法，其特征在于，所述當輸入像素的差分信號強度值滿足觸發條件后從當前所處狀態自動跳轉至所述第一狀態或所述第二狀態或所述第三狀態包括：

將當前列像素的擬合差分信號未輸入所述有限狀態機，所述有限狀態機處于所述初始狀態；

將當前列像素的擬合差分信號輸入所述有限狀態機，若所述當前列像素的當前像素的差分信號強度大于最小有效差分信號強度和所述第一波峰參數，則自動跳轉至所述第一狀態；若所述有限狀態機當前所處狀態為所述第一狀態，所述當前像素的差分信號強度值小于0但大于所述最小有效差分信號強度值負值、且所述當前像素的上一個像素的差分信號強度大于0，則自動跳轉至所述第二狀態；若所述有限狀態機當前所處狀態為所述第一狀態，所述當前像素的差分信號強度值小于或等于最小有效差分信號強度值負值、且所述當前像素的上一個像素的差分信號強度大于0，則自動跳轉至所述第三狀態，并用所述當前像素的像素位置和差分信號強度及上一個像素的差分信號強度更新所述第二狀態的參數值；若所述有限狀態機當前所處狀態為所述第二狀態，所述當前像素的差分信號強度值小于或等于最小有效差分信號強度值負值，則自動跳轉至所述第三狀態；若所述有限狀態機當前所處狀態為所述第三狀態，所述當前像素的差分信號強度值小于所述擬合差分曲線波谷的信號強度值，則所述第三狀態的參數值自動更新。

4.根據權利要求1所述的線結構光條紋中心提取方法，其特征在于，所述對攝像機采集的原始光帶圖的每一列像素灰度值進行擬合差分處理，得到擬合差分曲線包括：

采用FIR濾波器的Savitzky-Golay方法對所述原始光帶圖的每一列像素進行平滑去噪，得到濾波灰度曲線；

對所述濾波灰度曲線進行擬合差分運算，得到所述擬合差分曲線。

5.根據權利要求2所述的線結構光條紋中心提取方法，其特征在于，所述根據所述有限狀態機輸出的像素點位置進行光條紋中心亞像素級定位，得到所述原始光帶圖的光條紋中心包括：

獲取所述有限狀態機處理完當前列像素后各狀態的參數值，并通過所述有限狀態機各狀態參數值判斷所述當前列像素中是否存在光條紋中心；

若是，則根據所述有限狀態機的第二狀態的所述第一零點參數、所述第二零點參數、所述第三零點參數和所述零點前一個點的像素位置構建像素位置-差分信號強度一次直線，并以所述一次直線差分灰度值為0的點作為所述光條紋中心。