一種激光定位燈十字線圖像檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種激光定位燈十字線圖像檢測方法，包括步驟：S1、通過光電傳感器陣列獲取激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)；S2、對十字線圖像數(shù)據(jù)進行二值化處理；S3、對所述二值化圖像進行細化處理，獲取細化后十字線橫向點集合{phc}和縱向點集合{pvc}；S4、計算橫向點集合{phc}和縱向點集合{pvc}內(nèi)任意兩點構(gòu)成的直線的斜率K，統(tǒng)計所有直線的斜率K，得到出現(xiàn)頻率最高的兩個斜率K1和K2；S5、將所述斜率K1和K2帶入公式k1＝tanα、k2＝tanβ計算激光定位燈十字線的水平角度α和垂直角度β。本發(fā)明還公開一種激光定位燈十字線圖像檢測裝置。本發(fā)明激光定位燈十字線圖像檢測方法的檢測精確度高、抗干擾能力強、檢測速度快。
【專利說明】一種激光定位燈十字線圖像檢測方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)精密測量與圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種激光定位燈十字線圖像檢測方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)和工程實際中，經(jīng)常需要對直線度和扭曲度等進行檢測，因而需要直線和角度基準(zhǔn)。激光以其方向性好、能量集中、抗干擾能力強等特點，已在許多測量領(lǐng)域里得到廣泛應(yīng)用。
[0003]十字線激光束可用于同時需要直線和角度基準(zhǔn)的場合，十字線激光束用于直線和角度基準(zhǔn)并采用圖像處理技術(shù)時，需要計算十字線的中心和橫線的角度。為此，首先要進行邊緣檢測。目前已有很多的邊緣檢測方法，如梯度方法、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法、小波變換方法和螞蟻算法等。
[0004]但在實際應(yīng)用中，由于背景光等因素的干擾，圖像存在較大的噪聲。此時，若采用傳統(tǒng)的邊緣檢測方法對整個圖像進行處理，不僅運算量大，圖像處理速度慢，而且由于經(jīng)常需要選取不同的閾值，而閾值的選取又極易受噪聲干擾，因此會嚴重影響邊緣檢測準(zhǔn)確性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種處理速度快并且抗干擾性強的激光定位燈十字線圖像檢測方法及裝置。
[0006]一種激光定位燈十字線圖像檢測方法，包括步驟:S1、通過光電傳感器陣列獲取激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)，其中，所述光電傳感器陣列由多個精密光電傳感器矩陣式排列組成；S2、對所述激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)進行二值化處理得到二值化圖像；S3、使用邊緣跟蹤細化算法對所述二值化圖像進行細化處理，獲取細化后十字線橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pvJ ;S4、根據(jù)兩點構(gòu)成一直線原理，計算橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pv。}內(nèi)任意兩點構(gòu)成的直線的斜率K，統(tǒng)計所有直線的斜率K，得到出現(xiàn)頻率最高的兩個斜率K1和K2，所述斜率K1和K2就是激光定位燈十字線的橫向直線和縱向直線的斜率；S5、將所述斜率1^和K2帶入公式Ii1 = tan a、k2 = tan β計算激光定位燈十字線的水平角度α和垂直角度β。
[0007]本發(fā)明還提供另一技術(shù)方案:
[0008]一種激光定位燈十字線圖像檢測裝置，包括圖像獲取模塊、二值化模塊、細化處理模塊、斜率分析模塊和計算模塊；所述圖像獲取模塊用于通過光電傳感器陣列獲取激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)，其中，所述光電傳感器陣列由多個精密光電傳感器矩陣式排列組成；所述二值化模塊用于對所述激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)進行二值化處理得到二值化圖像；所述細化處理模塊用于使用邊緣跟蹤細化算法對所述二值化圖像進行細化處理，獲取細化后十字線橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pv。};所述斜率分析模塊用于根據(jù)兩點構(gòu)成一直線原理，計算橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pv。}內(nèi)任意兩點構(gòu)成的直線的斜率K，并統(tǒng)計所有直線的斜率K，得到出現(xiàn)頻率最高的兩個斜率K1和K2，所述斜率K1和K2就是激光定位燈十字線的橫向直線和縱向直線的斜率；所述計算模塊用于將所述斜率K1和K2帶入公式Ii1=tana、k2 = tan β計算激光定位燈十字線的水平角度α和垂直角度β。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明通過對激光定位燈進行細化處理從原圖像中提取激光定位燈十字線圖像的骨架，大大地壓縮了原始圖像的數(shù)據(jù)量，并保持其形狀的基本拓撲結(jié)構(gòu)不變，因此使十字線圖像更便于分析處理，如提取圖像的特征，同時也提升了圖像處理速度。進一步地，本發(fā)明通過計算橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pv。}內(nèi)任意兩點構(gòu)成的直線的斜率K，通過統(tǒng)計的方法確定十字線的橫和向和縱向的斜率K1和κ2，從而大大提高了檢測的速度快和抗干擾能力，規(guī)避了對圖像進行濾波、選取閾值等計算量大且對噪聲較敏感的處理過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明實施方式中所述激光定位燈十字線圖像；
[0011]圖2為本發(fā)明實施方式一種激光定位燈十字線檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖3為本發(fā)明實施方式中經(jīng)二值化模塊處理后的十字線圖像；
[0013]圖4為本發(fā)明實施方式中經(jīng)細化處理模塊處理后的十字線圖像；
[0014]圖5為本發(fā)明實施方式中經(jīng)抽樣單元處理后的十字線圖像；
[0015]圖6為本發(fā)明實施方式中十字線斜率K的直方圖；
[0016]圖7為本發(fā)明實施方式一種激光定位燈十字線檢測方法的流程圖；
[0017]圖8為本圖7中步驟S3的具體流程圖。
[0018]主要標(biāo)號說明:
[0019]10-圖像獲取模塊；20_二值化模塊；30_細化處理模塊；40_斜率分析模塊；50_計算模塊；60-顯不模塊。
【具體實施方式】
[0020]為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0021]請參數(shù)圖1，為所述激光定位燈十字線圖像，其為激光定位燈產(chǎn)生的十字形的激光線，即本發(fā)明一種激光定位燈十字線圖像檢測方法及裝置所檢測的對象。
[0022]請參閱圖2，為本發(fā)明實施方式一種激光定位燈十字線圖像檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。所述激光定位燈十字線圖像檢測裝置包括圖像獲取模塊10、二值化模塊20、細化處理模塊30、斜率分析模塊40和計算模塊50。
[0023]所述圖像獲取模塊10用于通過光電傳感器陣列獲取激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)，其中，所述光電傳感器陣列由多個精密光電傳感器矩陣式排列組成。其中，圖像獲取模塊通過掃描每個精密光電傳感器的狀態(tài)值(即精密光電傳感器的輸出為高電平還是低電平)來獲取激光定位燈十字線圖像。為了提高光電傳感器陣列的檢測精度，所述光電傳感器陣列采用差分式排列所述精密光電傳感器，即將每列或每行光電傳感器與相鄰列或行的光電傳感器差位排列。
[0024]所述二值化模塊20用于對所述激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)進行二值化處理得到二值化圖像。
[0025]所述細化處理模塊30用于使用邊緣跟蹤細化算法對所述二值化圖像進行細化處
理，獲取細化后十字線橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pv。}。
[0026]所述斜率分析模塊40用于根據(jù)兩點構(gòu)成一直線原理，計算橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pvc}內(nèi)任意兩點構(gòu)成的直線的斜率K，并統(tǒng)計所有直線的斜率K，得到出現(xiàn)頻率最高的兩個斜率K1和K2，所述斜率K1和K2就是激光定位燈十字線的橫向直線和縱向直線的斜率。其中，假設(shè)橫向點集合{ph。}中有η個點，從其中任意取m=2個點構(gòu)成直線，并計算每
親直線的斜率K，則將形成具有
【權(quán)利要求】
1.一種激光定位燈十字線圖像檢測方法，其特征在于，包括步驟: 51、通過光電傳感器陣列獲取激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)，其中，所述光電傳感器陣列由多個精密光電傳感器矩陣式排列組成； 52、對所述激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)進行二值化處理得到二值化圖像； 53、使用邊緣跟蹤細化算法對所述二值化圖像進行細化處理，獲取細化后十字線橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pv。}; 54、根據(jù)兩點構(gòu)成一直線原理，計算橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pv。}內(nèi)任意兩點構(gòu)成的直線的斜率K，統(tǒng)計所有直線的斜率K，得到出現(xiàn)頻率最高的兩個斜率K1和K2,所述斜率K1和K2就是激光定位燈十字線的橫向直線和縱向直線的斜率； 55、將所述斜率K1和K2帶入公式 Ii1 = tan α、
k2 = tan β 計算激光定位燈十字線的水平角度α和垂直角度β。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光定位燈十字線圖像檢測方法，其特征在于，所述步驟S3包括步驟: 531、掃描所述二值化 圖像，獲取細化處理的每個起始點P的個數(shù)及與其相鄰的點PP.丄 η_4丄 η+3 ? 532、將每個起始點P及與其相鄰的點Ρη_4~Ρη+3，作為一個結(jié)點，建立起細化鏈表； 533、按結(jié)點在細化鏈表中的順序?qū)Ω鹘Y(jié)點進行邊緣跟蹤細化，若某結(jié)點的狀態(tài)字Sn由O變?yōu)?，則刪除該結(jié)點，同時細化鏈表的長度減1，其中，對每個起始點P及與其相信的點Ρη-4~Ρη+3進行邊緣跟蹤細化的方法為: 將起始點P及與其相鄰的點Ρη-4~Ρη+3帶入公式 Sn = Pn-1 (Pn+Pn+l+Pn-2+Pn-s) (Pn+l+Pn+2) (PjrfU 計算P點的狀態(tài)字Sn ； 534、判斷細化鏈表的長度是否為O，若是，則轉(zhuǎn)至步驟S35，否則轉(zhuǎn)至步驟S33； 535、對所有細化后的點進行抽樣，得到二值化圖像細化后的圖像各個點數(shù)據(jù)集合； 536、獲取細化后十字線橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pv。}。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光定位燈十字線圖像檢測方法，其特征在于，所述步驟S4通過建立斜率K的直方圖統(tǒng)計所有直線的斜率K。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光定位燈十字線圖像檢測方法，其特征在于，還包括步驟56、計算激光定位燈十字線的交點坐標(biāo)P(X，y)與夾角Θ。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光定位燈十字線圖像檢測方法，其特征在于，還包括步驟57、通過顯示窗口顯示所述激光定位燈十字線圖像的水平角度α、垂直角度β、交點坐標(biāo)P (X，y)和夾角θ。
6.一種激光定位燈十字線圖像檢測裝置，其特征在于，包括圖像獲取模塊、二值化模塊、細化處理模塊、斜率分析模塊和計算模塊； 所述圖像獲取模塊用于通過光電傳感器陣列獲取激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)，其中，所述光電傳感器陣列由多個精密光電傳感器矩陣式排列組成； 所述二值化模塊用于對所述激光定位燈十字線圖像數(shù)據(jù)進行二值化處理得到二值化圖像； 所述細化處理模塊用于使用邊緣跟蹤細化算法對所述二值化圖像進行細化處理，獲取細化后十字線橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pv。}; 所述斜率分析模塊用于根據(jù)兩點構(gòu)成一直線原理，計算橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pv。}內(nèi)任意兩點構(gòu)成的直線的斜率K，并統(tǒng)計所有直線的斜率K，得到出現(xiàn)頻率最高的兩個斜率K1和K2，所述斜率K1和K2就是激光定位燈十字線的橫向直線和縱向直線的斜率；所述計算模塊用于將所述斜率K1和K2帶入公式Ii1 = tan α、k2 = tan β 計算激光定位燈十字線的水平角度α和垂直角度β。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光定位燈十字線圖像檢測裝置，其特征在于，所述細化處理模塊包括掃描單元、鏈表建立單元、細化單元、判斷單元、抽樣單元和橫向/縱向點集合獲取單元； 所述掃描單元用于掃描所述二值化圖像，獲取細化處理的每個起始點P的個數(shù)及與其相鄰的點Ρη-4~Ρη+3 ； 所述鏈表建立單元用于將每個起始點P及與其相鄰的點Ρη_4~Ρη+3作為一個結(jié)點，建立起細化鏈表； 所述細化單元用于按結(jié)點在細化鏈表中的順序?qū)Ω鹘Y(jié)點進行邊緣跟蹤細化，當(dāng)某結(jié)點的狀態(tài)字Sn由O變?yōu)镮時用于刪除該結(jié)點，同時細化鏈表的長度減I，其中，對每個起始點P及與其相信的點Ρη-4~Ρη+3進行邊緣跟蹤細化的方法為:` 將起始點P及與其相鄰的點Ρη-4~Ρη+3帶入公式 Sn = Pn-1 (Pn+Pn+l+Pn-2+Pn-s) (Pn+l+Pn+2) (PjrfU 計算P點的狀態(tài)字Sn ； 所述判斷單元用于判斷細化鏈表的長度是否為O，若是，則再次調(diào)用細化單元對細化鏈表進行細化，否則調(diào)用抽樣單元； 所述抽樣單元用于對所有細化后的點進行抽樣，得到二值化圖像細化后的圖像各個點數(shù)據(jù)集合； 所述橫向/縱向點集合獲取單元用于獲取細化后十字線橫向點集合{ph。}和縱向點集合{pvcJ。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光定位燈十字線圖像檢測裝置，其特征在于，所述斜率分析模塊包括直方圖單元； 所述直方圖單元用于建立斜率K的直方圖統(tǒng)計所有直線的斜率K。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光定位燈十字線圖像檢測裝置，其特征在于，所述計算模塊還用于計算激光定位燈十字線的交點坐標(biāo)P(x，y)與夾角Θ。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光定位燈十字線圖像檢測裝置，其特征在于，還包括顯示模塊； 所述顯示模塊用于通過顯示窗口顯示所述激光定位燈十字線圖像的水平角度α、垂直角度β、交點坐標(biāo)p(x，y)和夾角Θ。
【文檔編號】G01B11/00GK103776376SQ201410045307
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月7日
【發(fā)明者】李強, 雷國勝 申請人:深圳市醫(yī)諾智能科技發(fā)展有限公司