十字激光檢測方法和裝置的制造方法
【專利說明】十字激光檢測方法和裝置
[0001] 技術(shù)鄰域
[0002] 本發(fā)明涉及機器視覺技術(shù)，特別是涉及一種十字激光檢測方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 隨著機器視覺技術(shù)的興起，采用圖像處理的算法提取十字激光中心點成為了自動 激光定位的重要實現(xiàn)方式。
[0004] 常見的自動激光定位要求較為苛刻，要求激光十字的角度必須是固定的；而基于 十字模板匹配的方法不能檢測任意旋轉(zhuǎn)角度的十字激光，此外，一些基于hough直線檢測 的算法所進行的十字激光檢測中也存在著檢測不穩(wěn)定，難以適應因攝像頭畸變而引起的直 線彎曲，進而無法保證十字激光檢測的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對十字激光的檢測中無法任意旋轉(zhuǎn)角度且準確穩(wěn)定的技術(shù)問 題，提供一種能任意旋轉(zhuǎn)角度且準確穩(wěn)定的十字激光檢測方法。
[0006] 此外，還有必要提供一種能任意旋轉(zhuǎn)角度且準確穩(wěn)定的十字激光檢測裝置。
[0007] -種十字激光檢測方法，包括如下步驟：
[0008] 獲取拍攝的原始圖像；
[0009] 預處理所述原始圖像以得到預處理圖像，并對所述預處理圖像進行二值化處理得 到二值圖像；
[0010] 在所述二值圖像中對非零像素點統(tǒng)計位于所述非零像素點對應的區(qū)域邊緣的非 零像素點個數(shù)，快速初步判斷該區(qū)域內(nèi)是否可能包含十字中心，獲取與原始圖像大小相同、 像素初值為零，且以像素值大小表示該點附近區(qū)域被初步判為包含十字中心的次數(shù)的圖作 為累加圖，通過所述累加圖、所述非零像素點個數(shù)和所述非零像素點對應的區(qū)域得到所述 二值圖像中的二值子圖像塊；
[0011] 在所述二值子圖像塊中提取對應的特征序列，根據(jù)所述特征序列識別激光十字的 十字中心點位置和十字方向。
[0012] 在其中一個實施例中，所述預處理所述原始圖像以得到預處理圖像，并對預處理 圖像進行二值化處理得到二值圖像的步驟包括：
[0013] 對所述原始圖像提取灰度圖，并濾除圖像噪聲以得到預處理圖像；
[0014] 分別采用固定閾值算法和自適應閾值算法對所述預處理圖像進行分割以得到固 定閾值算法的二值化結(jié)果和自適應閾值算法的二值化結(jié)果；
[0015] 對所述固定閾值算法的二值化結(jié)果和自適應閾值算法的二值化結(jié)果進行或運算 得到二值圖像。
[0016] 在其中一個實施例中，所述在所述二值圖像中對非零像素點統(tǒng)計位于所述非零像 素點對應的區(qū)域邊緣的非零像素點個數(shù)，快速初步判斷該區(qū)域內(nèi)是否可能包含十字中心， 獲取與原始圖像大小相同、像素初值為零，且以像素值大小表示該點附近區(qū)域被初步判為 包含十字中心的次數(shù)的圖作為累加圖，通過所述累加圖、所述非零像素點個數(shù)和所述非零 像素點對應的區(qū)域得到所述二值圖像中的二值子圖像塊的步驟包括：
[0017] 初始化與原始圖像大小相同，每一像素初值均為零的圖作為累加圖；
[0018] 在所述二值圖像中對每一非零像素點統(tǒng)計位于所述像素點的選取框邊框上的非 零像素點個數(shù)；
[0019] 判斷所述選取框邊框上的非零像素點個數(shù)是否介于所述選取框?qū)拈撝捣秶?若為是，則
[0020] 在所述累加圖中對與所述選取框邊框上的非零像素點對應的像素點進行像素值 累加以得到累加結(jié)果圖；
[0021] 從所述累加結(jié)果圖中提取大于預設(shè)的閾值的若干個相互獨立的連通域，根據(jù)所述 連通域從二值圖像中獲取對應區(qū)域，以得到二值子圖像塊。
[0022] 在其中一個實施例中，所述在所述二值子圖像塊中提取對應的特征序列，根據(jù)所 述特征序列識別激光十字的十字中心點位置和十字方向的步驟包括：
[0023] 提取所述二值子圖像塊的中心位置；
[0024] 以所述中心位置為原點依次統(tǒng)計各個角度方向上非零像素點的個數(shù)，以構(gòu)成各個 角度方向上非零像素點的個數(shù)序列；
[0025] 歸一化所述各個角度方向上非零像素點的個數(shù)序列以得到特征序列；
[0026] 根據(jù)所述特征序列得到所述激光十字的十字中心點位置和十字方向。
[0027] 在其中一個實施例中，所述根據(jù)所述特征序列得到所述激光十字的十字中心點位 置和十字方向的步驟包括：
[0028] 從所述特征序列依次提取四個最大非零像素點的個數(shù)，根據(jù)所述提取的最大非零 像素點個數(shù)得到對應的角度方向；
[0029] 判斷相鄰的角度方向是否與角度閾值相匹配，若為是，則
[0030] 獲取所述二值子圖像塊的左上角在原始圖像中的相對位置，根據(jù)所述相對位置以 及所述二值子圖像塊的中心位置得到所述十字中心點位置，所述得到的角度方向即為十字 方向。
[0031] 一種十字激光檢測裝置，包括：
[0032] 原始圖像獲取模塊，用于獲取拍攝的原始圖像；
[0033] 初步處理模塊，用于預處理所述原始圖像以得到預處理圖像，并對所述預處理圖 像進行二值化處理得到二值圖像；
[0034] 候選圖像塊提取模塊，用于在所述二值圖像中對非零像素點統(tǒng)計位于所述非零像 素點對應的區(qū)域邊緣的非零像素點個數(shù)，快速初步判斷該區(qū)域內(nèi)是否可能包含十字中心， 獲取與原始圖像大小相同、像素初值為零，且以像素值大小表示該點附近區(qū)域被初步判為 包含十字中心的次數(shù)的圖作為累加圖，通過所述累加圖、所述非零像素點個數(shù)和所述非零 像素點對應的區(qū)域得到二值圖像中的二值子圖像塊；
[0035] 識別模塊，用于在所述二值子圖像塊中提取對應的特征序列，根據(jù)所述特征序列 識別激光十字的十字中心點位置和十字方向。
[0036] 在其中一個實施例中，所述初步處理模塊包括：
[0037] 預處理單元，用于對所述原始圖像提取灰度圖，并濾除圖像噪聲以得到預處理圖 像；
[0038] 分割單元，用于分別采用固定閾值算法和自適應閾值算法對所述預處理圖像進行 分割以得到固定閾值算法的二值化結(jié)果和自適應閾值算法的二值化結(jié)果；
[0039] 或運算單元，用于對所述固定閾值算法的二值化結(jié)果和自適應閾值算法的二值化 結(jié)果進行或運算得到二值圖像。
[0040] 在其中一個實施例中，所述候選圖像塊提取模塊包括：
[0041] 初始化單元，用于初始化與原始圖像大小相同，每一像素初始值均為零的圖作為 累加圖；
[0042] 統(tǒng)計單元，用于在所述二值圖像中對每一非零像素點統(tǒng)計位于所述像素點的選取 框邊框上的非零像素點個數(shù)；
[0043] 判斷單元，用于判斷所述選取框邊框上的非零像素點個數(shù)是否介于所述選取框?qū)?應的閾值范圍，若為是，則通知累加單元；
[0044] 所述累加單元用于在所述累加圖中對與所述選取框邊框上的非零像素點對應的 像素點進行像素值累加以得到累加結(jié)果圖；
[0045] 區(qū)域提取單元，用于從所述累加結(jié)果圖中提取大于預設(shè)的閾值的若干個相互獨立 的連通域，根據(jù)所述連通域從二值圖像中獲取對應區(qū)域，以得到二值子圖像塊。
[0046] 在其中一個實施例中，所述識別模塊包括：
[0047] 中心提取單元，用于提取所述二值子圖像塊的中心位置；
[0048] 角度方向統(tǒng)計單元，用于以所述中心位置為原點依次統(tǒng)計各個角度方向上非零像 素點的個數(shù)，以構(gòu)成各個方向上非零像素點的個數(shù)序列；
[0049] 歸一化單元，用于歸一化所述各個角度方向上非零像素點的個數(shù)序列以得到特征 序列；
[0050] 特征處理單元，用于根據(jù)所述特征序列得到所述激光十字的十字中心點位置和十 子方向。
[0051] 在其中一個實施例中，所述特征處理單元包括：
[0052] 序列提取單元，用于從所述特征序列依次提取四個最大非零像素點的個數(shù)，根據(jù) 所述提取的最大非零像素點個數(shù)得到對應的角度方向；
[0053] 方向判斷單元，用于判斷相鄰的角度方向是否與角度閾值相匹配，若為是，則通知 位置運算單元；
[0054] 所述位置運算單元用于獲取所述二值子圖像塊的左上角在原始圖像中的相對位 置，根據(jù)所述相對位置以及所述二值子圖像塊的中心位置得到所述十字中心點位置，所述 得到的角度方向即為十字方向。
[0055] 上述十字激光檢測方法和裝置，獲取拍攝的原始圖像以便于檢測原始圖像中的激 光十字，預處理原始圖像以得到預處理圖像，并對預處理圖像進行二值化處理得到二值圖 像，以有效地去除原始圖像中的噪聲，提高后續(xù)處理的準確性，在二值圖像中對非零像素點 統(tǒng)計位于非零像素點對應的區(qū)域邊緣的非零像素點個數(shù)，快速初步判斷該區(qū)域內(nèi)是否可能 包含十字中心，獲取與原始圖像大小相同、像素初值為零，且以像素值大小表示該點附近區(qū) 域被初步判為包含十字中心的次數(shù)的圖作為累加圖，以通過累加圖、非零像素點個數(shù)和非 零像素點對應的區(qū)域得到二值圖像中的二值子圖像塊，該二值子圖像塊為可能包含了激光 十字的區(qū)域，最終在二值子圖像塊中提取特征序列，并根據(jù)特征序列識別得到十字激光的 十字中心點位置和十字方向，進而即使任意旋轉(zhuǎn)十字激光的角度也能夠進行準確穩(wěn)定的檢