灭蚊器坐标校准方法技术

本发明专利技术公开一种激光灭蚊器灭蚊坐标校准方法，首先执行偏差核准过程，该偏差核准过程包括，首先移动激光头照射正面区域，接着通过摄像头拍照正面画面，再接着计算激光在摄像头画面中成像的中心与正面画面中心的差值，该偏差符合偏差要求即可确定校准完成。

Coordinate calibration method of mosquito killers

【技术实现步骤摘要】
灭蚊器坐标校准方法
本专利技术涉及激光灭蚊器领域，具体为激光坐标系与摄像头坐标系的联系方法。
技术介绍
在基于激光和摄像头的灭蚊器上，激光和摄像头是两个独立的物理存在，但两者需要协调对应到同一个物理位置，也就是蚊子的物理位置。因此，需要协调两者的坐标系对应关系。为了实现在基于激光和摄像头的灭蚊器上协调两者的坐标,使其对应到同一个物理位置(蚊子的实际物理位置)，本专利技术提供一种坐标校准方法，简单有效地将两者对应起来，以便在灭蚊时将两个物理系统协调一致实现灭蚊。
技术实现思路
激光灭蚊器的主要部件包括摄像头和激光，摄像头用于捕捉前方画面，并进而识别画面中是否有蚊子以及蚊子在画面中的位置；激光根据蚊子在画面中的位置对应出其实际物理位置，并用于发射能量杀灭蚊子。灭蚊器坐标校准方法能够实现蚊子物理位置—摄像头成像位置—激光位置三者的对应方法。该坐标校准方法主要过程为偏差核准过程，偏差核准过程为首先移动激光使得激光落在前方画面中目标位置；其次使用摄像头拍摄画面；再其次计算画面的中心位置、计算激光照射落点在画面中的位置及两者在摄像头坐标系中的差。在偏差核准过程的末了，如果激光落点与摄像头成像中心的差满足激光器要求，则完成坐标校准，否则再次执行偏差核准过程，直到坐标差满足灭蚊器要求为止。以上过程实现激光坐标系原点与摄像头成像坐标系原点地对应。这里主要是解决激光打击蚊子实际上是将蚊子在以激光器为中心，以到蚊子的距离为半径的球形表面定位。需要以上处理的一个原因是控制激光移动的总是马达，而马达无法移动任意设定的准确位置，而采取的实际可行的坐标系校准方法。其中，为了更好地计算激光落点的中心位置，在校准时激光的落点形状可以是圆形，十字型等，或者其他易于提取中心点的形状，如正方形、条形等。该方法中拍照激光落点，目的是将激光点的物理坐标映射到摄像头的坐标系中，并在摄像头成像后参与计算。有了激光落点在摄像头坐标系中的映射关系，实现了两个坐标系原点的对应，也就将两者的坐标系关系对应了起来。同时，落点实际上也模拟了蚊子所处空间坐标系的位置关系，因此，也同步完成了蚊子所处坐标系与摄像头坐标系的对应关系。这里的对应关系是将激光的原点设置在摄像头成像的中心位置，也就是设置激光点成像落在摄像头成像中心点时激光的位置为激光的原点。当然，两者也可以保留一个确定的逻辑位置差。同时，为了减少系统误差，还可以进一步用前述同样的偏差校准过程对摄像头矩形成像区域的四个角进行校准，也即对应激光可达的四个角所在的位置对应关系，并限定灭蚊是激光的运动范围。基于以上步骤，在具体灭蚊时，则可以基于前述校正实时计算出要激光击中摄像头图像中蚊子所在位置需要激光从当前位置移动的矢量值，即方向和角度。为了得到激光部件移动时具体需要移动的距离，或步进数，或带动激光部件转动的马达的转动圈数，或带动马达的连续转动时间，还需要进一步得到激光部件可控最小移动单位对应摄像头坐标系中移动的像素数，即“距离”对应关系。为了得到“距离”对应关系，将激光部件移动能控制的最小移动距离，或最小移动距离的倍数，同步得到激光移动前后在摄像头坐标系中两个坐标值，即可由：两坐标值的距离除以前述倍数，从而得到激光移动一个单位距离对应的摄像头像素数。附图说明图1，校准时激光成像示意图，1是摄像头成像区域，2是摄像头图像坐标系，以像素为单位，3是激光点成像。图2，坐标系核准流程图。图3，移动校正示意图，A和B分别是激光移动前后的两个点在摄像头图像坐标中的坐标。d是AB两点间的直线像素数。n*l表示n个激光部件移动的最小距离。具体实施方式如图1所示，1是摄像拍摄到的图像，3是激光照射点在摄像头中的成像，2是摄像头拍摄到的图像的坐标系。开始时先移动激光到任一位置并照射在正前方形成一个光点，接着由摄像头对灭蚊器正前方拍照，从照片中提取激光照射形成的光点的中心位置，再接着与图像的中心位置对比。图像的坐标系设置为中心点为（0，0），激光点成像坐标（x1，y1），计算此两个位置的差值，即x1×x1+y1×y1的平方根绝对值。如果此值满足摄像头系统误差要求，则认定此时激光发射部件所处的位置为原点位置。如果此值大于系统误差要求，则继续移动激光到新的位置，这里是移动到（x1/2，y1/2）处，再次用摄像头成像，并获得此时激光点成像的中心点坐标（x2，y2），继续计算x2×x2+y2×y2的平方根绝对值，此时此值满足系统误差要求，于是设定激光此时的位置为激光原点，从而完成校准。以上过程的执行流程如图2所示。另一个实施例为，如图1所示，1是摄像拍摄到的图像，3是激光照射点在摄像头中的成像，2是摄像头拍摄到的图像的坐标系。开始时先移动激光到任一位置并照射在正前方形成一个光点，接着由摄像头对灭蚊器正前方拍照，从照片中提取激光照射形成的光点的中心位置，再接着与图像的左上角位置对比。图像的坐标系设置为中心点为（0，0），左上角位置为（-2048，540），激光点成像坐标（x3，y3），计算此两个位置的差值，即（x3-（-2048））×（x3-（-2048））+（y3-540）×（y3-540）的平方根绝对值。如果此值满足摄像头系统误差要求，则认定此时激光发射部件所处的位置为激光左上角位置。如果此值大于系统误差要求，则继续移动激光到新的位置，这里是移动到（（x3+（-2048））/2，（y3+540）/2）处，再次用摄像头成像，并获得此时激光点成像的中心点坐标（x4，y4），继续计算（x4-（-2048））×（x4-（-2048））+（y4-540）×（y4-540）的平方根绝对值，假定此时此值满足系统误差要求，于是设定激光此时的位置为激光左上角位置，从而完成左上角校准。以上过程的执行流程参照图2所示。同理其他三个角的校准。移动校准，即前述距离校准的实施例为：如图3所示,激光移动到A位置，再移动到B位置，且移动距离是最小可控移动距离的n倍，并分别由摄像头拍照得到两个对应摄像头坐标系中的两个坐标（xa,ya）和（xb,yb），则可得距离对应关系为：(xa-xb)*(xa-xb)+(ya-yb)*(ya-yb)开平方的绝对值除n，即d/(n*l)，得到了激光部件移动一个单位距离，即可控移动的最小距离，或单个步进数移动的距离，或带动激光部件转动的马达最小转动圈数移动的距离，或带动马达的连续转动可控最小时间移动的距离所对应的摄像头坐标系内移动的像素数。从而建立两者对应关系。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光灭蚊器灭蚊坐标校准方法，其特征在于首先执行偏差核准过程，该偏差核准过程包括，首先移动激光头照射正面区域，接着通过摄像头拍照正面画面，再接着计算激光在摄像头画面中成像的位置与正面画面对应位置的差值；重新执行偏差核准过程，直到该偏差符合偏差要求。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光灭蚊器灭蚊坐标校准方法，其特征在于首先执行偏差核准过程，该偏差核准过程包括，首先移动激光头照射正面区域，接着通过摄像头拍照正面画面，再接着计算激光在摄像头画面中成像的位置与正面画面对应位置的差值；重新执行偏差核准过程，直到该偏差符合偏差要求。


2.如权利要求1所述的坐标校准方法，其特征在于激光照射出来的光是点状，十字状，或其他具有良好中心点的形状。


3.如权利要求1所述的坐标校准方法，其特征在于偏差校准过程发生在定时或不定时进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：金同磊，方美清，
申请(专利权)人：金同磊，
类型：发明
国别省市：广东;44