[發明專利]一種基于聚類的光條提取方法及裝置

在審

• 申請號: 202210043195.2
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114494165A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 蘇德全;鐘治魁;柳龍杰;王平江;黃劍峰;謝一首;柯榕彬;陳文奇;羅文貴;賴曉彬;黃達森
• 申請（專利權）人: 泉州華中科技大學智能制造研究院;泉州華數機器人有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/62;G06T5/00;G06T7/136;G06T7/194;G06V10/762
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 何祖斌

本發明提供一種基于聚類的光條提取方法及裝置，方法包括如下步驟：A、獲取光條圖像；B、利用大津算法對步驟A得到的光條圖像進行分割，得到光條區域和背景區域；C、對光條區域的每一行或者每一列單獨進行聚類操作以得到多個有效區域；D、分別計算步驟C得到的各有效區域的中心坐標，將該中心坐標作為該有效區域的光條中心點；E、所有光條中心點的集合即為初始光條圖像的光條坐標。本發明對單行或者單列進行聚類以達到去噪的效果，可同時進行多行或者多列的數據處理，既保證了光條提取的精度，又提高了光條提取的速度，且抗噪性和魯棒性都更強。

技術領域

本發明涉及一種基于聚類的光條提取方法及裝置。

背景技術

激光三角測量法原理是利用激光器將一定波長的激光條投射到被測工件上，通過被測工件對激光條進行調制，再利用CCD相機拍攝調制后的光條圖案結合系統轉換關系即可得到被測工件的三維形貌信息。因此在基于三角測量法的線結構光三維測量系統中，如何快速精準的從光條圖像中獲取光條中心坐標是實時精密測量的關鍵。

文獻[楊建華,楊雪榮,成思源,等.線結構光三維視覺測量中光條紋中心提取綜述[J].廣東工業大學學報,2014,(1):74-78.]總結了現有的光條提取方法主要分為幾何中心提取法和能量中心法。幾何中心法又包括邊緣法、骨架細化法等光條提取方法。幾何中心法在光條紋橫截面灰度分布成理想高斯情形下能夠得到良好的光條提取效果，并且提取速度較快，但是抗噪性較差，不適用于信噪比小的圖像。而能量中心法主要包括方向模板法、灰度重心法、Hessian矩陣法等光條提取方法。文獻[吳慶陽,蘇顯渝,李景鎮,等.一種新的線結構光光帶中心提取算法[J].四川大學學報(工程科學版),2007,39(4):151-155.]通過利用固定方向的模板對圖像卷積，求取圖像中的極值點得到光條紋中心，該方法雖然能夠抑制一定的噪聲，但是耗時較長，且只能針對固定方向的光條圖案。文獻[陳念,郭陽寬,張曉青.基于Hessian矩陣的線結構光光條中心提取[J].數字技術與應用,2019,37(03):126-127.]采用Hessain矩陣法能夠實現亞像素級光條提取，但是計算量大，無法滿足實時在線檢測要求。而普通的灰度重心法只是在兩個方向進行掃描，無法處理復雜的光條形狀圖像，且容易受到噪聲的影響。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提出一種基于聚類的光條提取方法及裝置，對單行或者單列進行聚類以達到去噪的效果，可同時進行多行或者多列的數據處理，既保證了光條提取的精度，又提高了光條提取的速度，且抗噪性和魯棒性都更強。

本發明通過以下技術方案實現：

一種基于聚類的光條提取方法，包括如下步驟：

A、獲取初始光條圖像的灰度圖像，并對該灰度圖像進行濾波去噪處理，得

到光條圖像；

B、利用大津算法對步驟A得到的光條圖像進行分割，得到光條區域和背景

區域；

C、對光條區域的每一行或者每一列單獨進行聚類操作以得到多個有效區域，每一行或者每一列的聚類操作具體包括如下步驟：

C1、定義P_arry為分割后的光條區域內一行或者一列中像素值為255的像素點的集合，P_start、P_end分別為該集合中的起始點與末端點，定義P_vector為一個二維集合、P_temp為一個一維集合；

C2、將起始點P_start作為種子點放入一維集合P_temp中；