[發明專利]面向結構光測量大尺寸圓環目標的識別方法

在審

• 申請號: 202211331657.7
• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN115797627A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 郝穎明;魏景陽;付雙飛;范曉鵬;朱楓;吳清瀟
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G06V10/26
• 分類號: G06V10/26;G06V10/44
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.面向結構光測量大尺寸圓環目標的識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)通過在機械手末端設置三線結構光測量傳感器，三線結構光測量傳感器對激光器發射的圓環目標激光進行提取，獲取圓環目標激光圖像；

2)對圓環目標激光圖像進行圖像處理：按行讀取圓環目標激光圖像，并對圓環目標激光圖像進行區域生長，生成候選的激光條區域，即候選的線段區域；

3)獲取候選的線段區域左右端點的坐標，并對聯通區域進行合并；同時，添加多種約束去除不滿足條件的聯通區域；

4)將圖像處理得到候選的線段區域進行組合判斷，添加約束條件，獲取滿足約束條件的目標線段組，即目標激光條組；

5)對于獲取到滿足條件的目標線段組，對目標線段組中每條線段進行直線擬合，得到每條線段的內、外環端點坐標，對內、外環端點坐標進行畸變校正，得到并存儲每個目標線段組的六個端點坐標，即輸出目標識別結果；

6)根據前一幀圓環目標激光圖像輸出目標識別結果，確定當前圖像搜索區域。

2.根據權利要求1所述的面向結構光測量大尺寸圓環目標的識別方法，其特征在于，步驟2)中，所述按行讀取圓環目標激光圖像并進行區域生長，具體為：2-1)確定搜索窗口，依據激光條與背景的差異，在搜索窗口內對圓環目標激光圖像進行圖像分割，找到所有激光條的直線形連通區域作為初始激光條候選區域；

2-2)在初始激光條候選區域中排除不滿足單個激光條約束的區域得到激光條候選區域；

2-3)根據圓環目標三維模型以及測量過程中相對位姿的變化范圍，建立各激光條在圓環目標激光圖像上的相互關系約束，利用相互關系約束在激光條候選區域中找到滿足圓環目標三維模型約束的激光條圖像區域組合作為候選激光條組合，即獲取到候選的線段區域。

3.根據權利要求1所述的面向結構光測量大尺寸圓環目標的識別方法，其特征在于，步驟3)中，所述獲取候選的線段區域左右端點的坐標，具體為：

3-1)計算候選的線段區域的平均寬度，即：總像素數除以候選的線段區域長度；

3-2)計算候選的線段區域內每一列像素的總像素數iSum、總像素灰度值iSum1及所有像素的灰度×像素v坐標的和iWeightSum1；

3-3)計算候選的線段區域左端點u坐標：從左到右判斷每一列，如果總像素數大于或等于平均寬度的0.3倍且小于平均寬度的2倍，則此列為左端點所在列；如果平均寬度小于5，則直接輸出最左列；

3-4)計算候選的線段區域右端點u坐標：從右到左判斷每一列，如果總像素數大于或等于平均寬度的0.3倍且小于平均寬度的2倍，則此列為右端點所在列；如果平均寬度小于5，則直接輸出最右列；

3-5)求解候選的線段區域左右端點的v坐標，即：端點所在列iWeightSum1/iSum1；

3-6)在聯通區域合并且去除不符合要求的聯通區域后，重新進行計算。

4.根據權利要求1所述的面向結構光測量大尺寸圓環目標的識別方法，其特征在于，進行聯通區域合并針對兩種情況進行合并，分別為：臨近區域合并和圓孔部分聯通區域合并；

所述臨近區域合并為：在兩個聯通區域的同一激光條，在區域生長后得到兩個分隔開的激光條，將兩個分隔開的激光條進行合并；

所述圓孔部分聯通區域為：將被在圓環目標表面的圓孔斷裂的激光條進行合并。