[發明專利]一種基于matlab的模型靶點坐標反饋系統

在審

• 申請號: 202011451829.5
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112734833A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 洪炎;龔平順;鮑鳴
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/66;G06T7/62;G06T7/136;G06T5/00;G06T5/20
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• 代理人: 暫無信息

本發明公布了一種基于matlab的模型靶點坐標反饋系統，包括圖像預處理模塊(1)、圖像坐標反饋模塊(2)和模型建立預測模塊(3)。圖像預處理模塊(1)可對模型靶點圖片的真彩圖像轉化為只有目標靶點的二值圖像，經過濾波和一些形態學操作讓其展示出很好的識別性和可讀性。圖像坐標反饋模塊(2)可在規定的圖像范圍內，逐行讀取白色像素點并獲取到像素點的最小外接矩形。模型建立預測模塊(3)建立適當的線性模型，將圖像反饋的坐標轉化為實際坐標或者直接使用圖像坐標做動態分析處理。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，具體是一種基于圖像處理的模型靶點坐標反饋系 統。

背景技術

在實驗研究中往往會遇到需要測量靶點位置，特別在觀察模型運動規律的過 程中需要對于靶點位置的變動進行清晰的分析，現在的實驗中人們往往采用一些 測繪工具對于模型上的點逐個開始測量，以觀察他們每次實驗后的變動，不僅十 分耗費時間和金錢，而且對于一些較小的實驗模型，測出的數據很難看出其變化 趨勢，所以我們需要發明一種基于圖像處理圖像處理，應用在模型靶點坐標反饋 上，不僅可以一次性快速地得到模型上所有點位置坐標，而且對于圖像上的微小 變化，計算機更容易捕捉，將會大大減少靶點測繪的時間，提高靶點坐標變動的 精度。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于圖像處理的模型靶點坐標反饋系統。旨在解決 模型試驗中對于靶點坐標位置測繪技術繁雜、耗時耗力而且難以微觀觀察的問 題。采用圖像處理的方法對圖像靶點進行處理，省時省力并且可建立線性模型實 現圖像坐標與現實坐標之間的轉化，具有精度高、速度快、成本低、效果好等優 點。

本發明實現發明目的采用如下技術方案：

一種基于圖像處理的模型靶點坐標反饋系統。該系統首先會針對于實驗模型 圖片進行預處理，具體包括RGB圖像轉化、圖像濾波、形態學處理，使得圖片轉 化為易于識別的高品質二值圖像。接著依據最小外接矩形原則對圖像中的白色像 素點集逐塊掃描進行加框處理，由于觀測靶點常常呈現為飽滿的圓形，所以對最 小外接矩形求中心坐標即為靶點坐標的中心坐標。最后通過圖像處理編寫GUI 界面、輸出.exe文件以及.xls坐標文件輸出觀測值和變動值。

作為優選，本發明提供了一種圖像預處理模塊，可對模型靶點圖片的真彩 圖像轉化為只有目標靶點的二值圖像，經過濾波和一些形態學操作讓其展示出很 好的識別性和可讀性，可以讓觀測者更加清晰明了地觀察到目標而不被無關事物 影響，處理后的圖片直接地反饋了位置；

作為優選，本發明提供的一種圖像坐標反饋模塊，可在規定的圖像范圍內， 逐行讀取白色像素點并獲取到像素點的最小外接矩形從而獲得目標靶點的坐標 位置，速度快，精度高；

作為優選，本發明提供的一種模型建立預測模塊，提供一種均值法尋找線 性模型，將圖像反饋的坐標轉化為實際坐標或者直接使用圖像坐標做動態分析處 理；

本發明與現有技術相比，其有益效果體現在：處理速度快、精度高、成本 低、視覺效果好。

附圖說明

圖1是基于圖像處理的模型靶點坐標反饋系統流程圖。

圖2是煤炭開采實驗模型圖片。

圖3是經過圖像處理后目標圖像。

圖4是建立線性模型，預測坐標位置并且對比數據計算誤差。

具體實施方式

以下通過具體實施例對本發明做進一步解釋說明。

(1)該實驗數據來自大型煤炭開采模擬實驗場，利用高精度多閃相機進行 拍攝而來，如圖2所示為煤炭巖層開挖25天后的實驗模型，其中紅色靶點即為 目標反饋點，黑色條狀為煤炭巖層，其余裂縫和孔洞皆為開采過程中造成的破壞， 實驗旨在對于模型中靶點坐標變動作出反饋，以獲得煤炭開采過程中的坍塌規 律。