一种基于全局—局部双摄图像的丝束匹配定位方法技术

一种基于全局—局部双摄图像的丝束匹配定位方法，包括依次进行的装置设置步骤与匹配定位步骤，其中，装置设置步骤包括在检测区、丝束的上方设置检测横杆，丝束的行进方向与检测横杆相垂直，检测横杆上设置有一个沿检测横杆作横向往返运动的横移座，横移座的正下方设置一个与横移座一并运动的局部摄像头，检测横杆上或其旁侧设置一个全局摄像头；匹配定位步骤包括检测操作与匹配操作，而匹配操作主要包括五种特征，即S面、D距、F轮、H弯、G灰的计算以及与阈值的比较。本设计不仅精确度较高，而且适合于丝束定位。合于丝束定位。合于丝束定位。

【技术实现步骤摘要】
一种基于全局
—
局部双摄图像的丝束匹配定位方法


[0001]本专利技术涉及一种丝束的定位方法，属于丝束的检测领域，尤其涉及一种基于全局—局部双摄图像的丝束匹配定位方法。

技术介绍

[0002]在短纤集束丝束的张力检测过程中，需要对多束丝束进行张力检测，但由于丝束的数量为多根，且每根丝束都在不断的行进中，丝束的状态时刻发生变化，此时，若要对丝束进行张力检测，难度较大，其最大障碍在于丝束的精确定位。
[0003]现有技术中虽然存在很多的定位方法，如基于全局特征和局部特征的图像分级匹配算法，即对输入图像提取全局特征随后在图像库中进行遍历粗匹配，找到与当前图像匹配度最高的三幅图像，然后提取图像的局部特征与三幅图像的局部特征进行精确匹配，但此法需要要求图像库中的图像具有较大形状差异，而丝束图像形状差异较小，难以在丝束定位中应用该技术。此外，丝束在进行定位与检测时，还不能影响正常的生产运行，进一步提升了难度。
[0004]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的精确度较低，不适合于丝束定位的缺陷与问题，提供一种精确度较高，适合于丝束定位的基于全局—局部双摄图像的丝束匹配定位方法。
[0006]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种基于全局—局部双摄图像的丝束匹配定位方法，所述定位方法包括依次进行的装置设置步骤与匹配定位步骤；
[0007]所述装置设置步骤是指：先在检测区的正上方设置一根检测横杆，所述检测区由多根并排行进的丝束构成，丝束的行进方向与检测横杆相垂直，所述检测横杆上设置有一个沿检测横杆作横向往返运动的横移座，该横移座的正下方设置一个与横移座一并运动的局部摄像头，该摄像头的拍摄范围为其下方，所述检测横杆上或其旁侧设置一个全局摄像头，该全局摄像头的拍摄范围为检测区；
[0008]所述匹配定位步骤包括：在丝束不断行进的过程中，全局摄像头、局部摄像头均不断的拍摄全局图像、局部图像，同时，横移座带动局部摄像头一同作横向移动，每当移动到某根丝束正上方时，横移座停止以进行检测操作，该检测操作结束后，横移座带动局部摄像头继续一同作横向移动，朝待检测的下一根丝束的正上方移动，直至移动到下一根丝束的正上方，再进行检测操作，依次重复，直至所有丝束的检测操作结束；
[0009]在横移座朝待检测的下一根丝束的正上方移动的过程中，将拍摄到待检测的下一根丝束全貌的局部图像与拍摄到待检测的下一根丝束全貌的全局图像不断的进行匹配，直
至局部图像、全局图像相互匹配，再以匹配时的全局图像为基准，计算该全局图像中待检测的下一根丝束的中心检测点与上一个被检测的丝束的中心检测点之间的横坐标间距，再按照该横坐标间距移动横移座，以使横移座移动到待检测的下一根丝束的正上方，然后进行检测操作。
[0010]所述上一个被检测的丝束的中心检测点是以下任意一种：
[0011]若上一个被检测的丝束的中心检测点也经历了局部图像、全局图像的匹配，则上一个被检测的丝束的中心检测点就是上一次匹配后全局图像中被检测丝束的中心检测点；
[0012]若上一个被检测的丝束的中心检测点未经历局部图像、全局图像的匹配，而是所述匹配定位步骤的起始阶段，该起始阶段是指一开始时，横移座就位于第一根丝束的正上方以进行检测，此时，上一个被检测的丝束的中心检测点就为第一根丝束的中心检测点。
[0013]所述计算该全局图像中待检测的下一根丝束的中心检测点与上一个被检测的丝束的中心检测点之间的横坐标间距是指：先计算两个中心检测点之间像素点的数量，再代入单个像素点的面积，以及相邻像素点的间距，从而得出两个中心检测点之间的横坐标间距。
[0014]所述匹配定位步骤中，所述局部图像、全局图像相互匹配是指局部图像、全局图像中待检测的下一根丝束的五种丝束特征向量都大于各自的设定阈值，此时，待检测的下一根丝束为待匹配丝束；所述五种丝束特征向量是指：
[0015]S面：待匹配丝束的面积特征向量；
[0016]D距：待匹配丝束的左、右相邻丝束中心检测点之间的欧式距离特征向量，即左、右相邻丝束中心检测点之间的横坐标的差值；
[0017]F轮：待匹配丝束的轮廓特征向量；
[0018]H弯：待匹配丝束的边缘弯曲程度的特征向量；
[0019]G灰：待匹配丝束的灰度特征向量。
[0020]所述S面依据以下公式取得：
[0021][0022][0023]其中，S全是指全局图像中待匹配丝束的真实面积，S局是指局部图像中待匹配丝束的真实面积；所述S全、S局都依据待匹配线束在标准面积版中的像素含量以及标准面积版面积计算而得；
[0024]S代表待匹配丝束的面积，R代表标准面积版面积，Sn代表标准面积版中的待匹配丝束所包括的像素数，Gn代表标准面积版中待匹配丝束之外的背景所包括像素数；
[0025]所述标准面积版面积是指在局部图像或全局图像中选定一个能够包含待匹配丝束的版面，再依据该版面中每个像素点所代表的真实面积以计算出标准面积版面积。
[0026]所述D距依据以下公式取得：
[0027][0028]D
i
＝|px
i+1
‑
px
i_1
|；
[0029]其中，D全代表全局图像中待匹配丝束的左、右相邻丝束中心检测点之间的横坐标的差值，D局代表局部图像中待匹配丝束的左、右相邻丝束中心检测点之间的横坐标的差值，Di代表第i条丝束的左、右相邻丝束中心检测点之间的横坐标的差值；
[0030]px
i+1
代表第i+1条丝束中心检测点的横坐标，px
i
‑1代表第i
‑
1条丝束中心检测点的横坐标。
[0031]所述F轮依据以下公式取得：
[0032][0033]其中，FD全代表全局图像中待匹配丝束的轮廓形状的特征向量，FD局代表局部图像中待匹配丝束的轮廓形状的特征向量；
[0034]将待匹配丝束的轮廓视为曲线c(t)，a代表cos，b代表sin，曲线c(t)的第k个系数a
xk
，b
xk
，a
yk
和b
yk
的组合构成具有平移、旋转和尺度不变性的傅里叶描述子如下：
[0035][0036]FD代表丝束轮廓经傅里叶变换以后，采用N个傅里叶描述子描述丝束轮廓特征，即丝束的轮廓形状的特征向量如下：
[0037]FD＝[FD1，FD2，...，FD
N
]。
[0038]所述H弯依据以下公式取得：
[0039][0040]H
左
＝|x
max
‑
x
min
|
[0041]H...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于全局—局部双摄图像的丝束匹配定位方法，其特征在于：所述定位方法包括依次进行的装置设置步骤与匹配定位步骤；所述装置设置步骤是指：先在检测区的正上方设置一根检测横杆，所述检测区由多根并排行进的丝束构成，丝束的行进方向与检测横杆相垂直，所述检测横杆上设置有一个沿检测横杆作横向往返运动的横移座，该横移座的正下方设置一个与横移座一并运动的局部摄像头，该摄像头的拍摄范围为其下方，所述检测横杆上或其旁侧设置一个全局摄像头，该全局摄像头的拍摄范围为检测区；所述匹配定位步骤包括：在丝束不断行进的过程中，全局摄像头、局部摄像头均不断的拍摄全局图像、局部图像，同时，横移座带动局部摄像头一同作横向移动，每当移动到某根丝束正上方时，横移座停止以进行检测操作，该检测操作结束后，横移座带动局部摄像头继续一同作横向移动，朝待检测的下一根丝束的正上方移动，直至移动到下一根丝束的正上方，再进行检测操作，依次重复，直至所有丝束的检测操作结束；在横移座朝待检测的下一根丝束的正上方移动的过程中，将拍摄到待检测的下一根丝束全貌的局部图像与拍摄到待检测的下一根丝束全貌的全局图像不断的进行匹配，直至局部图像、全局图像相互匹配，再以匹配时的全局图像为基准，计算该全局图像中待检测的下一根丝束的中心检测点与上一个被检测的丝束的中心检测点之间的横坐标间距，再按照该横坐标间距移动横移座，以使横移座移动到待检测的下一根丝束的正上方，然后进行检测操作。2.根据权利要求1所述的一种基于全局—局部双摄图像的丝束匹配定位方法，其特征在于：所述上一个被检测的丝束的中心检测点是以下任意一种：若上一个被检测的丝束的中心检测点也经历了局部图像、全局图像的匹配，则上一个被检测的丝束的中心检测点就是上一次匹配后全局图像中被检测丝束的中心检测点；若上一个被检测的丝束的中心检测点未经历局部图像、全局图像的匹配，而是所述匹配定位步骤的起始阶段，该起始阶段是指一开始时，横移座就位于第一根丝束的正上方以进行检测，此时，上一个被检测的丝束的中心检测点就为第一根丝束的中心检测点。3.根据权利要求1或2所述的一种基于全局—局部双摄图像的丝束匹配定位方法，其特征在于：所述计算该全局图像中待检测的下一根丝束的中心检测点与上一个被检测的丝束的中心检测点之间的横坐标间距是指：先计算两个中心检测点之间像素点的数量，再代入单个像素点的面积，以及相邻像素点的间距，从而得出两个中心检测点之间的横坐标间距。4.根据权利要求1或2所述的一种基于全局—局部双摄图像的丝束匹配定位方法，其特征在于：所述匹配定位步骤中，所述局部图像、全局图像相互匹配是指局部图像、全局图像中待检测的下一根丝束的五种丝束特征向量都大于各自的设定阈值，此时，待检测的下一根丝束为待匹配丝束；所述五种丝束特征向量是指：S面：待匹配丝束的面积特征向量；D距：待匹配丝束的左、右相邻丝束中心检测点之间的欧式距离特征向量，即左、右相邻丝束中心检测点之间的横坐标的差值；F轮：待匹配丝束的轮廓特征向量；H弯：待匹配丝束的边缘弯曲程度的特征向量；G灰：待匹配丝束的灰度特征向量。
5.根据权利要求4所述的一种基于全局—局部双摄图像的丝束匹配定位方法，其特征在于：所述S面依据以下公式取得：在于：所述S面依据以下公式取得：其中，S全是指全局图像中待匹配丝束的真实面积，S局是指局部图像中待匹配丝束的真实面积；所述S全、S局都依据待匹配线束在标准面积版中的像素含量以及标准面积版面积计算而得；S代表待匹配丝束的面积，R代表标准面积版面积，Sn代表标准面积版中的待匹配丝束所包括的像素数，Gn代表标准面积版中待匹配丝束之外的背景所包括像素数；所述标准面积版面积是指在局部图像或全局图像中选定一个能够包含待匹配丝束的版面，再依据该版面中每个像素点所代表的真实面积以计算出标准面积版面积。6.根据权利要求4所述的一种基于全局
‑
局部双摄图像的丝束匹配定位方法，其特征在于：所述D距依据以下公式取得：D
i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德骏，吴宛萍，王一帆，周桂洋，程康，王成，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：