[发明专利]一种基于线扫描的弹性臂姿态测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于线扫描的弹性臂姿态测量方法，其特征在于，包括：

A、将弹性臂固定在运动控制平台上，控制运动控制平台单向移动、并开启激光器发出线激光扫描弹性臂，同时由CDD摄像机获取弹性臂的二维的激光扫描图像；

B、对所述激光扫描图像进行特征信息提取，获取弹性臂的轮廓线；

C、将所述轮廓线转化成三维坐标信息并存储；

D、根据三维坐标信息计算弹性臂的测量参数。

2.根据权利要求1所述的基于线扫描的弹性臂姿态测量方法，其特征在于，在步骤A中，所述激光器发出的线激光为一条连续的激光线，激光器的投射方向与水平方向呈预定夹角；所述线激光具有第一线宽，激光扫描图像中的激光光带具有相应宽度的第二线宽。

3.根据权利要求2所述的基于线扫描的弹性臂姿态测量方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、对激光扫描图像中的每帧图像进行区域裁剪，获取包含激光光带的待处理区域；

B2、判断待处理区域中每个像素的灰度值是否大于或等于阈值：若是，则保留该像素的灰度值；否则，将该像素的灰度值设置为0；

B3、采用中心位置提取算法对激光扫描图像进行处理，提取出轮廓线。

4. 根据权利要求3所述的基于线扫描的弹性臂姿态测量方法，其特征在于， 所述步骤B3中，中心位置提取算法为重心法：轮廓线通过以下公式计算获得：                                                ，其中，y_n为列中激光光带的中心位置，g（x，y）为像素（x，y）的灰度级，x为像素（x，y）的水平位置，y为像素（x，y）的垂直位置；

 变量Gsum表示对列中灰度值大于或等于阈值的像素计算其灰度级g(x，y)与所在行y的乘积，并累加的结果；Wsum表示上述像素的灰度级g(x，y)累加的结果。

5.根据权利要求4所述的基于线扫描的弹性臂姿态测量方法，其特征在于，在所述步骤C中，将每帧的轮廓线数据按照扫描的间隔顺序组织成二维数组A[N][M]；其中，所述N表示为第N帧图像，所述M表示一帧图像中的第M列，二维数组A[N][M]中的值a(N,M)表示第N帧图像中，轮廓线的第M列上的位置坐标值。

6.根据权利要求1所述的基于线扫描的弹性臂姿态测量方法，其特征在于，在所述步骤C之前，还包括对轮廓线数据进行预处理；所述预处理包括对轮廓线数据进行中值滤波或卷积平滑。

7. 根据权利要求1所述的基于线扫描的弹性臂姿态测量方法，其特征在于，在所述步骤D中，所述测量参数包括进行扭曲度测量、角度测量和高度测量。

8.一种基于线扫描的弹性臂姿态测量系统，其特征在于，包括：运动控制平台、CDD摄像机、激光器和处理器；

所述运动控制平台，用于固定弹性臂进行单向移动；

所述激光器，用于发出线激光扫描弹性臂；

所述CDD摄像机，用于获取弹性臂的二维的激光扫描图像；

所述处理器，用于对所述激光扫描图像进行特征信息提取，获取弹性臂的轮廓线；将所述轮廓线转化成三维坐标信息并存储；根据三维坐标信息计算弹性臂的测量参数。

9.根据权利要求8所述的弹性臂姿态测量系统，其特征在于，所述激光器发出的线激光为一条连续的激光线，激光器的投射方向与水平方向呈预定夹角。

10.根据权利要求8所述的弹性臂姿态测量系统，其特征在于，所述处理器包括：

区域裁剪模块，用于对激光扫描图像中的每帧图像进行区域裁剪，获取包含激光光带的待处理区域；

判断模块，用于判断待处理区域中每个像素的灰度值是否大于或等于阈值，在判断大于或等于阈值时保留该像素的灰度值，在判断小于阈值时将该像素的灰度值设置为0；

算法模块，用于在判断灰度值大于或等于阈值时，采用中心位置提取算法对激光扫描图像进行处理，提取出轮廓线。