【技术实现步骤摘要】
非接触式物体大小及距离图像测量仪
本专利技术涉及一种基于图像处理技术和激光标定的非接触式物体大小图像测量仪以及利用该设备进行物体大小及距离测量的方法,属于数字图像处理
技术介绍
物体大小与相互之间的距离测量在工业产品检测、电力系统维护、水利工程测量、文物考古测量、野生动植物保护等诸多领域有着广泛的应用。在工业产品检测领域,需要测量零件、模具等产品的尺寸大小是否符合标准,剔除不符合标准的次品;在电力系统维护领域,通过测定导线及周边树竹、各种架空线路、其它建筑物间的净空距离,能够及时了解和掌握线路运行环境是否有危及线路安全运行的隐患,对全面消除电力系统安全隐患具有重要意义;在水利工程测量领域,需要进行大量的距离测量、面积测算、纵断面测量、横断面测量,这些测量对于大坝、桥梁等水利设施的建设和维护具有重要作用;在文物考古测量中,通过对当前存在的地物、地貌进行实地大小勘测,尽量恢复古代人的生存空间,可以为进一步的研究古人类曾生活过的地理环境提供重要支持;在野生动植物保护领域中,连续观测野生动物的生长大小有助于评估野生动物保护和自然保护区工程建设成效,为有效保护和合理利用野生动物资源提供可靠的决策依据。对物体大小与距离测量,有接触式测量和非接触式测量两种。在工业产品检测中,目前主要是采用千分尺、游标卡尺对产品尺寸大小进行接触式测量;电力线路距离测量、水利工程测量、文物考古测量除了采用绳索进行接触式测量,往往还可以由目测、全站仪及激光测距仪进行非接触式测量。对于野生动物保护,大象等温顺动物的大小可采用接触式测量,但大型猫科动物如老虎、狮子、豹子等由于其性情凶猛 ...
【技术保护点】
一种非接触式物体大小及距离图像测量仪,其特征在于:激光光源、可变焦距镜头位于仪器封装外壳的前面板,CCD图像传感器、DSP图像处理板卡、电源模块固定于仪器封装外壳的内部,微型触摸显示器、控制面板固定于仪器封装外壳的后面板;可变焦距镜头旋于CCD图像传感器上,CCD图像传感器和用于图像处理的DSP图像处理板卡的视频输入端子相连,DSP图像处理板卡的视频输出端子和微型触摸显示器的视频输入端相连,微型触摸显示器的触模输出端和DSP图像处理板卡的输入串口端相连。
【技术特征摘要】
1.非接触式物体大小及距离图像测量仪的测量方法,所述非接触式物体大小及距离图像测量仪包括激光光源,可变焦距镜头位于仪器封装外壳的前面板,CCD图像传感器、DSP图像处理板卡、电源模块固定于仪器封装外壳的内部,微型触摸显示器、控制面板固定于仪器封装外壳的后面板;可变焦距镜头旋于CCD图像传感器上,CCD图像传感器和用于图像处理的DSP图像处理板卡的视频输入端子相连,DSP图像处理板卡的视频输出端子和微型触摸显示器的视频输入端相连,微型触摸显示器的触模输出端和DSP图像处理板卡的输入串口端相连;其特征在于,包括以下步骤:1)通过控制面板开启设备电源;2)手动旋转可变焦距镜头对准待测目标,按下控制面板的拍摄键,接收到触发信号的DSP图像处理板卡获取CCD相机当前所拍摄的一帧图像;3)DSP图像处理板卡对获取得到的图像进行去噪增强、插值超分辨处理,再将预处理后的图像输出到微型显示器上进行显示;4)进行光斑检测与像素标定;5)物体选择、分割与测量;6)任意两点距离测量;7)将测量结果送微型显示器进行标注显示;在所述步骤4)中,光斑检测包含光斑分割、圆形度判定、圆形拟合与圆心定位处理,步骤如下:411)采用最大类间方差法对预处理后的图像进行阈值分割,得到光斑二值图像;提取光斑边缘,得到光斑边缘点集合;412)判断光斑连通域个数,对于检测得到的每个光斑,计算光斑二值图像中光斑部分的像素坐标均值以获取该光斑形心点坐标,假设S代表代表检测得到的任一光斑的所有的点的坐标集合,N代表S中元素个数,(xs,ys)代表该光斑中任意一点的坐标,(xp,yp)代表该光斑的形心点坐标,计算如下:以形心点为圆心求取光斑的最小内切圆半径Rmin和最大外接圆半径Rmax,假设E代表该光斑的所有边缘点的坐标集合,T代表E中元素个数,(xe,ye)代表其中任意一个光斑边缘点的坐标,min、max分别代表取集合的最小值和最大值运算,则Rmin和Rmax的计算如下:计算光斑圆形度ρ的值,光斑圆形度ρ为两个半径长度的比值,计算如下:ρ=Rmin/Rmax(4)413)若光斑圆形度ρ≥0.9,圆形度好,圆心坐标(xc,yc)和半径大小R的计算如下:(xc,yc)=(xp,yp)(5)R=(Rmin+Rmax)/2(6)414)若光斑圆形度ρ<0.9,对光斑进行圆形拟合和圆心定位处理,假设E代表检测得到的该光斑的所有边缘点的坐标集合,T代表E中元素个数,(xe,ye)代表其中任意一个光斑边缘点的坐标,(xc,yc)代表拟合得到的圆形的圆心坐标,R代表拟合得到的圆形的半径大小,给定任意的非负整数m、n,光斑边缘点坐标的m-n次方均值参数由下式定义:根据残差平方和最小准则,圆心坐标(xc,yc)和半径大小R的计算分别如下:
【专利技术属性】
技术研发人员:霍冠英,李庆武,
申请(专利权)人:河海大学常州校区,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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