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专利号: 2023102240780
申请人: 齐鲁工业大学(山东省科学院)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种复杂光照条件下的激光条纹中心线提取方法,其特征在于:所述的方法包括如下步骤:步骤1:对采集的激光条纹原图像分别进行边缘检测和顶帽运算;

步骤2:对顶帽运算后的光条纹图像进行二值化和轮廓检测;

步骤3:粗提取激光条纹中心点;

步骤4:裁剪ROI;

步骤5:精确提取激光条纹中心点。

2.根据权利要求1所述的一种复杂光照条件下的激光条纹中心线提取方法,其特征在于:所述步骤1的具体过程包括:对采集到的原图像采用Sobel算子进行边缘检测,得到激光条纹和非激光条纹的边缘检测值 ;

对采集到的原图像进行顶帽运算。

3.根据权利要求1所述的一种复杂光照条件下的激光条纹中心线提取方法,其特征在于:所述步骤2的具体实现过程包括:采用Ostu算法对顶帽运算后的光条纹图像进行自适应二值化,白色为前景像素,黑色为背景像素,得到二值化阈值 ;

对二值化后的图像检测轮廓,设置面积阈值,将面积小于阈值的轮廓去除;

将二值化阈值 作为轮廓检测阈值,计算每个轮廓中轮廓点对应的Sobel边缘检测值大于阈值 的个数占该轮廓中总轮廓点的比值,保留比值最大的轮廓作为激光条纹所对应的轮廓。

4.根据权利要求1所述的一种复杂光照条件下的激光条纹中心线提取方法,其特征在于:所述步骤3的具体实现过程包括:填充激光条纹轮廓,采用Rosenfeld细化算法得到激光条纹骨架作为初始中心点。

5.根据权利要求1所述的一种复杂光照条件下的激光条纹中心线提取方法,其特征在于:所述步骤4的具体实现过程包括:计算激光条纹轮廓的最小外接矩形,并向四周扩展50个像素,得到此矩形在原始图像上对应的位置作为ROI。

6.根据权利要求1所述的一种复杂光照条件下的激光条纹中心线提取方法,其特征在于:所述步骤5的具体实现过程包括:在ROI内进行中值滤波和高斯滤波去除噪声;

以初始中心点 为基点,以激光条纹轮廓的最小外接矩形的宽度作为激光条纹的宽度 ,尺度因子为 ,根据二维高斯函数的可分离性和对称性,计算初始中心点的Hessian矩阵 ,其中,为二维高斯函数的二阶偏导数, 为激光条纹图像,rxx表示激光条纹图像f(x,y)与二维高斯函数二阶偏导数Gxx(x,y)的核卷积;rxy表示激光条纹图像f(x,y)与二维高斯函数二阶偏导数Gxy(x,y)的核卷积;ryy表示激光条纹图像f(x,y)与二维高斯函数二阶偏导数Gyy(x,y)的核卷积;

计算Hessian矩阵最大特征值 所对应的特征向量 为光条初始中心点的法向量,沿法线方向将初始中心点的灰度分布函数进行二阶泰勒级数展开,表示为:其中,t为需要求得的未知参数,rx为激光条纹图像f(x,y)与二维高斯函数的一阶偏导数Gx(x,y)的核卷积;ry为激光条纹图像f(x,y)与二维高斯函数的一阶偏导数Gy(x,y)的核卷积;n为初始中心点的法向量(nx,ny);

令 ,则有 ,并且同时满足 、 ,最终得到线结

构光条纹初始中心点 的亚像素级坐标为 。