一种用于线激光扫描视觉测量系统的光带中心线提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102495026A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102495026A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201110375470.2(22)申请日2011.11.23(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人田庆国葛宝臻李云鹏侯培魏耀林(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人温国林(51)Int.Cl.G01N21/47(2006.01)G06T7/00(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书66页页附图附图55页(54)发明名称一种用于线激光扫描视觉测量系统的光带中心线提取方法(57)摘要本发明公开了一种用于线激光扫描视觉测量系统的光带中心线提取方法，通过CCD相机获取原始光带灰度位图，获取光带轮廓线，划分为外轮廓线和从属的内轮廓线；按逆时针排序方式存储为树形链表结构；判断外轮廓线是否有从属的内轮廓线，如果有，对从属的内轮廓线进行光带轮廓多边形表示；如果否，对外轮廓线进行光带轮廓多边形表示，基于树形链表结构遍历所有光带轮廓线C，将有光带轮廓多边形表示的光带轮廓线C记为特征轮廓线；在光带轮廓多边形中任意选择相邻的两点，通过两点确定扫描线，在扫描线上获取光带中心的亚像素坐标，遍历特征轮廓线上的所有点，获取完整的光带中心线亚像素坐标。该方法简单、可调参数少以及自动化程度高。CN1024956ACN102495026A权利要求书1/2页1.一种用于线激光扫描视觉测量系统的光带中心线提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)通过CCD相机获取原始光带灰度位图f(x，y)，根据所述原始光带灰度位图f(x，y)获取光带轮廓线C，将所述光带轮廓线C划分为外轮廓线和从属的内轮廓线；(2)将所述外轮廓线和所述从属的内轮廓线按逆时针排序方式存储为树形链表结构；(3)判断所述外轮廓线是否有所述从属的内轮廓线，如果有，对所述从属的内轮廓线进行光带轮廓多边形表示；如果否，对所述外轮廓线进行光带轮廓多边形表示，基于所述树形链表结构遍历所有光带轮廓线C，将有所述光带轮廓多边形表示的光带轮廓线C记为特征轮廓线；(4)在所述光带轮廓多边形中任意选择相邻的两点pj和pj+1，通过所述两点pj和pj+1确定扫描线，在所述扫描线上获取光带中心的亚像素坐标，遍历所述特征轮廓线上的所有点，获取完整的光带中心线亚像素坐标。2.根据权利要求1所述的一种用于线激光扫描视觉测量系统的光带中心线提取方法，其特征在于，步骤(1)中的所述根据所述原始光带灰度位图f(x，y)获取光带轮廓线C具体为：根据所述原始光带灰度位图f(x，y)和灰度阈值gth生成二值化图像BW(x，y)；所述二值化图像BW(x，y)＝0表示背景，简称0-像素，BW(x，y)＝1表示光带，简称1-像素，在所述二值化图像BW(x，y)中获取0-像素和1-像素分界处的1-像素点，根据1-像素点获取所述光带轮廓线C。3.根据权利要求1所述的一种用于线激光扫描视觉测量系统的光带中心线提取方法，其特征在于，所述光带轮廓多边形具体为：在所述从属的内轮廓线或所述外轮廓线上选择点构成所述光带轮廓多边形，且所述从属的内轮廓线或所述外轮廓线上的其它点到所述光带轮廓多边形的距离小于距离阈值dth。4.根据权利要求1所述的一种用于线激光扫描视觉测量系统的光带中心线提取方法，其特征在于，所述将所述光带轮廓线C划分为外轮廓线和从属的内轮廓线具体为：根据位置关系，最外层的轮廓线为所述外轮廓线，在所述外轮廓线内部，且紧邻所述外轮廓线，像素值从1到0变化的轮廓线定义为所述外轮廓线的从属内轮廓线；在内轮廓线内部，且紧邻所述内轮廓线，像素值从0到1变化的轮廓线定义为新的外轮廓线。5.根据权利要求2所述的一种用于线激光扫描视觉测量系统的光带中心线提取方法，其特征在于，步骤(4)中的所述通过所述两点pj和pj+1确定扫描线，在所述扫描线上获取光带中心的亚像素坐标具体为：通过所述两点pj和pj+1确定一段光带Lj，以点pj为原点，坐标轴平行于位图坐标轴建立局部坐标系根据所述点pj+1在所述中的位置，标记所述光带Lj的序号的取值为0-7；与所述光带Lj的对应横截面上扫描线方向序号为按关系式确定的值，mod表示取模运算，的取值为0-7，和扫描线方向n一一对应；设点qk是所述pj和所述pj+1所限定光带轮廓线上任意一点，以点qk为起点，以n为方2CN102495026A权利要求书2/2页向向量确定扫描线lqk；在所述扫描线lqk上获取所述光带中心的亚像素坐标(xcen，ycen)。6.根据权利要求5所述的一种用于线激光扫描视觉测量系统的光带中心线提取方法，其特征在于，所述亚像素坐标(xcen，ycen)