利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2017103091203
申请人: 济南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法,其特征是,包括电梯面板样本训练过程和电梯面板识别过程,所述电梯面板样本训练过程用以获取电梯面板样本中按钮的布局和坐标并对电梯面板样本中的按钮进行功能设置,所述电梯面板识别过程用以获取所要识别电梯面板中按钮的布局和坐标,并结合电梯面板样本中的按钮功能来对所要识别电梯面板中每个按钮进行定位和识别。

2.根据权利要求1所述的基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法,其特征是,所述电梯面板样本训练过程包括以下步骤:步骤1:通过人工标志确定电梯按钮图像中电梯面板区域;

步骤2:求解变换矩阵;

步骤3:利用变换矩阵通过双线性插值法将电梯面板区域透视变换为矩形;

步骤4:对变换为矩形的电梯面板进行投影,获得电梯面板中按钮的布局和坐标;

步骤5:对电梯面板中的按钮进行功能设置。

3.根据权利要求1所述的基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法,其特征是,所述电梯面板识别过程包括以下步骤:步骤1:通过人工标志确定电梯按钮图像中电梯面板区域;

步骤2:求解变换矩阵;

步骤3:利用变换矩阵通过双线性插值法将电梯面板区域透视变换为矩形;

步骤4:对变换为矩形的电梯面板进行投影,获得电梯面板中按钮的布局和坐标;

步骤6:根据获得电梯面板中按钮的坐标,并结合电梯面板样本训练过程中获得电梯面板中的按钮功能信息实现对每个按钮的定位和识别。

4.基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法,其特征是,包括以下过程:一、电梯面板样本训练过程

步骤1:通过人工标志确定电梯按钮图像中电梯面板区域;

步骤2:求解变换矩阵;

步骤3:利用变换矩阵通过双线性插值法将电梯面板区域透视变换为矩形;

步骤4:对变换为矩形的电梯面板进行投影,获得电梯面板中按钮的布局和坐标;

步骤5:对电梯面板中的按钮进行功能设置;

二、电梯面板识别过程

步骤6:对所要识别的电梯面板按照步骤1至步骤4的方法获得电梯面板中按钮的坐标,并结合电梯面板样本训练过程中获得电梯面板中的按钮功能信息实现对每个按钮的定位和识别。

5.根据权利要求4所述的基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法,其特征是,在步骤1中,通过人工标志确定电梯按钮图像中电梯面板区域的具体步骤为:步骤11,对获取的电梯按钮图像进行灰度化和高斯滤波预处理,去除图像中的大量噪声;

步骤12,通过Canny算子获得预处理后电梯按钮图像的边缘信息,并运用形态学对电梯按钮图像在四个方向上分别进行闭运算操作,确保标志的每一层边缘是连通的;

步骤13,提取电梯按钮图像中的轮廓,并获取各层轮廓之间的嵌套关系;

步骤14,寻找四个被多层轮廓所嵌套的轮廓,分别计算它们的中心矩得到四个标记点的质心坐标,并对四个坐标的相对位置进行分析得到四个标志相对于电梯面板的位置(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),确定电梯面板区域,其中,(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)分别为电梯面板的左上、右上、左下和右下四个顶点的坐标。

6.根据权利要求5所述的基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法,其特征是,在步骤2中,求解变换矩阵的的具体步骤为:步骤21中,利用电梯面板的左上、右上、左下和右下四个顶点的坐标计算变换后的矩形的长L和宽W,并获得变换后矩形的左上、右上、左下和右下四个顶点的坐标(0,0),(W,0),(0,L),(W,L),变换后的矩形的长L和宽W的计算公式为:步骤22,根据电梯面板的左上、右上、左下和右下四个顶点的坐标和变换后矩形的左上、右上、左下和右下四个顶点的坐标计算变换矩阵 的参数,变换矩阵的参数由奇异值分解法求解以下线性系统可得:其中,(x0′,y0′),(x1′,y1′),(x2′,y2′),(x3′,y3′)分别为变换后矩形的左上、右上、左下和右下四个顶点的坐标(0,0),(W,0),(0,L),(W,L)在原始电梯面板图像中对应的坐标。

7.根据权利要求6所述的基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法,其特征是,在步骤3中,将电梯面板区域透视变换为矩形的具体步骤为:步骤31,通过变换矩阵将目标矩形电梯面板的坐标(xi,yi)变换到原始电梯面板图像中对应的坐标(x′i,y′i),其变换公式为;

其中,ti为坐标(xi,yi)经过投影变换后在三维空间中的Z轴的坐标值,步骤32,根据目标矩形电梯面板变换到原始电梯面板图像中的坐标(x′i,y′i),由双线性插值算法计算得到对应矩形坐标(xi,yi)处对应的灰度值f(xi,yi),计算公式如下:f(xi,yi)=f(floor(x′i),floor(y′i))*(1-Δx)*(1-Δy)+f(floor(x′i)+1,floor(y′i))*Δx*(1-Δy)+f(floor(x′i),floor(y′i)+1)*(1-Δx)*Δy+f(floor(x′i)+1,floor(y′i)+1)*Δx*Δy其中,Δx=x′i-floor(x′i),Δy=y′i-floor(y′i);

步骤33,将通过人工标志确定电梯按钮图像中电梯面板区域中左上角和右下角标记的最外层轮廓坐标利用变换公式矫正为矩形区域,然后找到两个矫正后轮廓矩形区域的外接矩形,通过左上角外接矩形的右下角坐标和右下角外接矩形的左上角坐标进一步确定电梯面板的区域。

8.根据权利要求7所述的基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法,其特征是,在步骤4中,对变换为矩形的电梯面板进行投影的具体步骤为;

步骤41,对变换为矩形的电梯面板通过光照均衡化算法进行图像处理,去除不均衡光照造成的影响:

步骤42,将电梯面板图像通过大津法进行二值化处理,进一步去除噪声,仅保留按钮的特征;

步骤43,对电梯面板图像在水平和垂直方向上进行腐蚀膨胀处理后投影,即对水平方向腐蚀膨胀处理过的图像进行垂直投影,对垂直方向腐蚀膨胀处理过的图像进行水平投影,得到垂直投影直方图方图和水平投影直方图方图;

步骤44,判断垂直投影直方图方图和水平投影直方图方图中峰相交处的区域是否存在图像像素,如果存在则判定该位置有电梯按钮,遍历完所有垂直投影直方图方图和水平投影直方图方图中峰相交处的区域即可获得电梯面板按钮的布局和各个按钮的坐标。

9.根据权利要求8所述的基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法,其特征是,在步骤5中,对电梯面板中的按钮进行功能设置的具体步骤为:根据电梯面板中的按钮布局,即展示出一组按照按钮布局排列的按钮,点击每个按钮并在弹出的输入框中设置对应按钮的功能。

10.根据权利要求9所述的基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法,其特征是,在步骤6中,对每个按钮的定位和识别的具体步骤为:利用步骤5中设置的电梯面板中按钮功能信息与步骤4中获得电梯面板中按钮的坐标进行一一对应,获得电梯面板中每个按钮的坐标和功能信息,从而完成对电梯面板中每个按钮的定位和识别。