一种基于空间矩的线结构光中心提取方法技术

一种基于空间矩的线结构光中心提取方法属于线结构光视觉三维测量中激光光条中心的提取方法领域，该方法由光条的一个边缘点的灰度梯度矢量获得该边缘点所在处的理想法线方程，并将平分坐标系的八个方向中与理想法线方向最为接近的一个作为光条曲线的实际法线方向，从而获得一条过所述边缘点的实际法线与该光条自身的光条截面。该方法所提出的光条截面的选取方法能更好地适应光条曲率的剧烈变化并保证光条截面内像素点均匀分布，还给出了建立一种基于空间矩理论的求取光条中心点坐标的封闭解析公式。该方法在出现光条中心灰度饱和现象时，不会出现严重检测误差，因而在检测结果即时性、精确性以及对误差的鲁棒性等方面都优于传统方法。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种基于空间矩的线结构光中心提取方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一：利用经典Sobel边缘提取算子对光条图像进行检测，获得图像中光条上的各个边缘点的像素坐标(xi,yi)，i＝1,2,……n，n为所检出的边缘点个数，n取自然数，其中每个像素点对应的灰度值为I(xi,yi)；步骤二：求取过光条图像边缘点的光条截面，其包括如下子步骤：步骤2.1：设步骤一所述其中一个边缘点的灰度梯度矢量为：Sxi={I(xi+1,yi-1)+2I(xi+1,yi)+I(xi+1,yi+1)}-{I(xi-1,yi-1+2I(xi-1,yi)+I(xi-1,yi+1)}Syi={I(xi-1,yi+1)+2I(xi,yi+1)+I(xi+1,yi+1)}......(1)-{I(xi-1,yi-1)+2I(xi,yi-1)+I(xi+1,yi-1)}步骤2.2：将步骤2.1所述边缘像素点的灰度梯度矢量近似地作为该边缘点所处位置的光条曲线的法线方向，其斜率记作k′；则该边缘像素点的理想法线方程为：y?k′x?(yi?k′xi)＝0……(2)式(2)中，同时，将像素坐标平面坐标系按45°角的间隔等分为8个方向Ki，i＝1,2,3,4,5,6,7,8；则，将使ki(min)＝|k′?Ki|最小的Ki值所对应的方向作为该边缘像素点所在位置的光条曲线的实际法线方向；步骤2.3：若将步骤2.2所述光条曲线的法线所在的直线与光条自身的交线称为光条截面，则得到一个包含光条截面的像素点集合，同时，还得到这些像素点所对应的灰度值C(i),i＝0,1,2,……m?1，m取自然数；步骤三：建立一种基于空间矩理论的光条中心点的提取方法以及求取光条截面内光条中心点坐标的解析公式，其具体包括如下子步骤：步骤3.1：建立光条截面内像素点的理想灰度分布模型f(x)=hx∈[-1,l1)h+kx∈[l1,l2]hx∈(l2,1]······(3)式(3)中，h为背景灰度，k为灰度反差，l1和l2分别表示光条截面内光条的两个端点的坐标；则光条截面内光条的中心点的坐标为步骤3.2：空间矩计算公式为：Mp=∫-11xpf(x)dx······(5)式(5)中p＝0,1,2,3.......根据式(5)和步骤2.3所述C(i)，计算步骤2.3所述包含光条截面的m个像素点集合所对应的前四阶实际空间矩：M0=Σi=0m-1∫-1+i·2m-1+(i+1)·2mC(i)dx=Σi=0m-1C(i)∫-1+i·2m-1+(i+1)·2mdx=Σi=0m-1C(i)mM1=Σi=0m-1∫-1+i·2m-1+(i+1)·2mC(i)·xdx=Σi=0m-1C(i)·∫-1+i·2m-1+(i+1)·2mxdxM2=Σi=0m-1∫-1+i·2m-1+(i+1)·2mC(i)·x2dx=Σi=0m-1C(i)·∫-1+i·2m-1+(i+1)·2mx2dxM3=Σi=0m-1∫-1+i·2m-1+(i+1)·2mC(i)·x3dx=Σi=0m-1C(i)·∫-1+i·2m-1+(i+1)·2mx3dx步骤3.3：根据空间矩计算公式(5)和光条截面内像素点的理想灰度分布模型式(3)，计算步骤2.3所述包含光条截面所对应的前四阶理想空间矩；根据空间矩不变原理，获得如下的四个方程：M0=h∫-11dx+k&I...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙秋成，刘铭，秦喜文，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：