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专利号: 202110234688X
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种光强数据自动采集标注装置,其特征在于,包括X轴塔尺(1)、Y轴塔尺(2)、Z轴塔尺(3)、激光发射器(4)、光强接收器(5)、第一CCD相机(6)和第二CCD相机(7);

所述X轴塔尺(1)、Y轴塔尺(2)和Z轴塔尺(3)互相垂直,形成三维坐标;所述激光发射器(4)和第一CCD相机(6)均滑动设置于Z轴塔尺(3)上;所述光强接收器(5)和第二CCD相机(7)均滑动设置于Y轴塔尺(2)上;所述Y轴塔尺(2)滑动设置在X轴塔尺(1)上。

2.根据权利要求1所述的光强数据自动采集标注装置,其特征在于,所述激光发射器(4)和光强接收器(5)上均固定设置有LED。

3.一种光强数据自动采集标注方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:将激光发射器在Z轴塔尺上沿Z轴方向随机移动,并利用第一CCD相机拍摄激光发射器在Z轴上的位置并识别读数;

S2:将Y轴塔尺在X轴塔尺上沿X轴方向随机移动,并利用第二CCD相机拍摄Y轴塔尺在X轴上的位置并识别读数;

S3:将光强接收器在Y轴塔尺上沿Y轴方向随机移动,并利用第二CCD相机拍摄光强接收器在Y轴上的位置并识别读数;

S4:利用激光发射器向任意方向随机扫描,并利用光强接收器接收;

S5:判断光强接收器是否达到接收门限,若是则进入步骤S6,否则返回步骤S4;

S6:利用光强接收器上的LED向激光发射器发送停止扫描信号;

S7:停止激光发射器的随机扫描,并将第一CCD相机拍摄并识别的Z轴读数通过激光通信传递给光强接收器;

S8:利用光强接收器接收Z轴读数,并与第二CCD相机拍摄并识别的X轴读数和Y轴读数结合,得到光强接收器位置坐标;

S9:利用光强接收器记录当前时刻的光强大小和光强接收器位置坐标,完成光强数据自动采集标注。

4.根据权利要求3所述的光强数据自动采集标注方法,其特征在于,所述步骤S1、步骤S2和步骤S3中,通过训练好的卷积神经网络YOLOv3对CCD相机拍摄的位置进行读数识别。

5.根据权利要求4所述的光强数据自动采集标注方法,其特征在于,所述步骤S1、步骤S2和步骤S3中,卷积神经网络YOLOv3的训练方法包括以下子步骤:A1:利用CCD相机拍摄塔尺图片,并对塔尺上的数字进行标注,得到塔尺数字数据集;

A2:采集不同位置的游标图片,并进行标注,得到游标数据集;

A3:构建卷积神经网络YOLOv3,并对塔尺数字数据集和游标数据集训练,得到训练后的卷积神经网络YOLOv3。

6.根据权利要求4所述的光强数据自动采集标注方法,其特征在于,所述步骤S1、S2和步骤S3中,读数识别包括以下子步骤:B1:将CCD相机拍摄的塔尺图片输入至训练后的卷积神经网络YOLOv3中进行识别,并标注游标预测框和数字预测框;

B2:根据游标预测框和数字预测框,识别游标和数字,得到游标预测框的上下界数字;

B3:根据游标预测框的上下界数字计算读数l。

7.根据权利要求6所述的光强数据自动采集标注方法,其特征在于,读数l的计算公式为:

l=a+h

其中, a表示游标刻度,h表示游标和光强接收器之间固定的距离差,t表示通过图像分类识别的下界数字N2的真实数字,n表示游标预测框的纵坐标,n1表示上界数字的纵坐标,n2表示下界数字的纵坐标。