[发明专利]一种基于嵌入式图像信息处理技术的测角装置和方法

权利要求书

1.一种基于嵌入式图像信息处理技术的测角装置，包括光源（1）、平行光管、物镜（3）和分光棱镜（5），所述光源（1）发出的光通过平行光管上方的小孔（2）射入平行光管经过分光棱镜（5），再通过物镜（3）射到需要测量的反射面（6），其特征在于，所述反射面（6）反射后的光线经过分光棱镜（5）射到CMOS成像模组（4），所述CMOS成像模组（4）将收到的反射光点图像通过外围接口电路（9）传输到的嵌入式中央处理器（10）和光电触摸显示器（11），所述嵌入式中央处理器（10）对采集到的两个检测面的反射光点图像进行预处理，利用光点的强度和形状特征，搜索图像中的光点，并对检测出的目标区域进行锁定，再对光点进行精确定位，根据两帧反射光点图像计算出光点的相对位置关系，得到两个检测面的偏移角度。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式图像信息处理技术的测角装置，其特征在于，所述嵌入式中央处理器（10）为由cortex-A8架构的嵌入式ARM中央处理器；嵌入式ARM中央处理器采用Android操作系统，应用开发是基于Android操作系统提供的JAVA虚拟机环境，并统一使用应用程序接口实现图像的采集控制、滤波、光点定位、角度计算及显示控制。

3.根据权利要求1所述的基于嵌入式图像信息处理技术的测角装置，其特征在于，所述平行光管放置在多向可调节底座（8）上。

4.根据权利要求1所述的基于嵌入式图像信息处理技术的测角装置，其特征在于，所述嵌入式中央处理器（10）、外围接口电路（9）以及光电触摸显示器（11）安装于一体并成盒体结构。

5.根据权利要求1所述的基于嵌入式图像信息处理技术的测角装置，其特征在于，所述光源（1）为LED白光光源。

6.一种基于嵌入式图像信息处理技术的测角方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采集经过标定的反射面所反射的光点图像，以获取高精度测角系统的基准值，并采集一背景图像进行保存；

（2）采集第一检测面的反射光点图像；

（3）对采集到的反射光点图像进行预处理；

（4）利用光点的强度和形状特征，搜索反射光点图像中的光点，并对检测出的目标区域进行锁定；

（5）在确定了光点的目标区域后，实现对光点进行精确定位；

（6）采集另一检测面反射光点图像，并重复步骤（3）-（5），计算光点位置；

（7）根据两帧反射光点图像的计算出光点的相对位置关系，得到两个检测面的偏移角度。

7.根据权利要求6所述的基于嵌入式图像信息处理技术的测角，其特征在于，所述步骤（3）中先采用差影方法，将反射光点图像中的背景减去，再采用中值滤波和带阻滤波算法对图像进行去噪处理。

8.根据权利要求6所述的基于嵌入式图像信息处理技术的测角，其特征在于，所述步骤（5）中分两步实现对光点进行精确定位，首先采用区域投影算法对光点进行像素级定位，再利用快速的二维高斯拟算法实现对光点进行亚像素级精确定位。