[發明專利]一種光強數據自動采集標注裝置及方法

有效

• 申請號: 202110234688.X
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113095131B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 楊帆;龐琬佳;茍柳燕;陳實;裴彤
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06V20/00
• 分類號: G06V20/00;G06V10/10;G06V20/62;G06V10/40;G06V10/764;G06V10/82;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李夢蝶

1.一種光強數據自動采集標注裝置，其特征在于，包括X軸塔尺(1)、Y軸塔尺(2)、Z軸塔尺(3)、激光發射器(4)、光強接收器(5)、第一CCD相機(6)和第二CCD相機(7)；

所述X軸塔尺(1)、Y軸塔尺(2)和Z軸塔尺(3)互相垂直，形成三維坐標；所述激光發射器(4)和第一CCD相機(6)均滑動設置于Z軸塔尺(3)上；所述光強接收器(5)和第二CCD相機(7)均滑動設置于Y軸塔尺(2)上；所述Y軸塔尺(2)滑動設置在X軸塔尺(1)上。

2.根據權利要求1所述的光強數據自動采集標注裝置，其特征在于，所述激光發射器(4)和光強接收器(5)上均固定設置有LED。

3.一種光強數據自動采集標注方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將激光發射器在Z軸塔尺上沿Z軸方向隨機移動，并利用第一CCD相機拍攝激光發射器在Z軸上的位置并識別讀數；

S2：將Y軸塔尺在X軸塔尺上沿X軸方向隨機移動，并利用第二CCD相機拍攝Y軸塔尺在X軸上的位置并識別讀數；

S3：將光強接收器在Y軸塔尺上沿Y軸方向隨機移動，并利用第二CCD相機拍攝光強接收器在Y軸上的位置并識別讀數；

S4：利用激光發射器向任意方向隨機掃描，并利用光強接收器接收；

S5：判斷光強接收器是否達到接收門限，若是則進入步驟S6，否則返回步驟S4；

S6：利用光強接收器上的LED向激光發射器發送停止掃描信號；

S7：停止激光發射器的隨機掃描，并將第一CCD相機拍攝并識別的Z軸讀數通過激光通信傳遞給光強接收器；

S8：利用光強接收器接收Z軸讀數，并與第二CCD相機拍攝并識別的X軸讀數和Y軸讀數結合，得到光強接收器位置坐標；

S9：利用光強接收器記錄當前時刻的光強大小和光強接收器位置坐標，完成光強數據自動采集標注。

4.根據權利要求3所述的光強數據自動采集標注方法，其特征在于，所述步驟S1、步驟S2和步驟S3中，通過訓練好的卷積神經網絡YOLOv3對CCD相機拍攝的位置進行讀數識別。

5.根據權利要求4所述的光強數據自動采集標注方法，其特征在于，所述步驟S1、步驟S2和步驟S3中，卷積神經網絡YOLOv3的訓練方法包括以下子步驟：

A1：利用CCD相機拍攝塔尺圖片，并對塔尺上的數字進行標注，得到塔尺數字數據集；

A2：采集不同位置的游標圖片，并進行標注，得到游標數據集；

A3：構建卷積神經網絡YOLOv3，并對塔尺數字數據集和游標數據集訓練，得到訓練后的卷積神經網絡YOLOv3。

6.根據權利要求4所述的光強數據自動采集標注方法，其特征在于，所述步驟S1、S2和步驟S3中，讀數識別包括以下子步驟：

B1：將CCD相機拍攝的塔尺圖片輸入至訓練后的卷積神經網絡YOLOv3中進行識別，并標注游標預測框和數字預測框；

B2：根據游標預測框和數字預測框，識別游標和數字，得到游標預測框的上下界數字；

B3：根據游標預測框的上下界數字計算讀數l。

7.根據權利要求6所述的光強數據自動采集標注方法，其特征在于，讀數l的計算公式為：

l＝a+h

其中，a表示游標刻度，h表示游標和光強接收器之間固定的距離差，t表示通過圖像分類識別的下界數字N₂的真實數字，n表示游標預測框的縱坐標，n₁表示上界數字的縱坐標，n₂表示下界數字的縱坐標。