[发明专利]自动目标识别的全站仪的工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全站仪是一种基于CMOS影像传感器的自动目标识别的全站仪工作方法。

背景技术

全站仪的出现使大地测量全站仪从光学时代进入了电子时代，随着全站仪的成本不断降低，大面积的普及，人们在追求更高的要求：目前的全站仪在实际使用时仍然需要2人及2人以上来完成，在人工成本日益高涨的今天，研究一种可以实现单人操作自动识别目标的伺服全站仪有其重要的实际意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可靠性和精度较高的自动目标识别的全站仪的工作方法。

为解决上述技术问题，本发明的全站仪的工作方法，包括：计算机通过驱动器控制激光器产生激光，并通过发射光纤、准直透镜，将激光压缩成一束准直光，通过反射元件，物镜形成一道平行光，发射出去，遇到目标棱镜反射回来经物镜，分光棱镜后射到图像传感器上，再经过CMOS影像传感器拍下一张含有反射光的目标影像，并传送至计算机；计算机通过驱动器关闭激光器，计算机通过CMOS影像传感器获得一张不含反射光的背景影像，即无目标的背景影像；在获得目标影像、无目标的背景影像期间，通过伺服电机控制全站仪绕其中心轴顺时针旋转。

先基于灰度期望值算法设置一个阈值，用无目标的背景影像减去目标影像，对减过的图像进行二值化，能提取图中偏移噪声，并获取偏移噪声的位置、大小，根据全站仪旋转方向，在目标影像中估计并标识出实际噪声区域，该实际噪声区域处于所述偏移噪声右侧相邻处，且面积是偏移噪声的1-3倍；然后在目标影像中减去所述实际噪声区域，获得无噪声的目标影像，并确定提取目标棱镜A在目标影像中的位置。

若目标影像中出现多个目标棱镜，且多个目标棱镜彼此分开；将目标影像中的各目标棱镜的位置，分成相应数量的区域；区域一中，第一行第一个像素用T(i)b表示，第一行最后一个像素用T(i)e表示，其中i代表在CMOS拍摄图像的行数；第二行第一个像素用T(i+1)b表示，第二行最后一个像素用T(i+1)e表示；以此类推；然后对各行像素进行扫描，将首次遇到的目标像素T(i)b作为第一个目标区域标识，记录当前第一个目标区域首行的起始位置T(i)b和结束位置T(i)e后继续扫描；记录下一行的起始位置T(i+1)b和结束位置T(i+1)e，若下一行的起始位置小于等于上一行的结束位置，即T(i+1)b<＝T(i)e，且结束位置大于等于上一行的起始位置，即T(i+1)e>＝T(i)b，将在此行出现的首尾范围内的像素与上一行像素融合，统一融合归类为区域一；

若扫描某行过程中，发现一定间隔后又出现新的像素起始位置S(i+1)b和结束位置S(i+1)e，且不满足上述比较条件，将此像素区域标识为区域二，分配新的区域标号，继续扫描；直到一帧图像扫描完毕。

进一步，将区域一表示其中一个连通域T，r表示其中的行程段，i表示r的行号，b和e分别表示r的起始和结束列号，l表示r的长度，那么T的0至2阶矩可按以下公式计算：

其中x对应列坐标，y对应行坐标，那么0阶矩M0(T)就是连通域T

的面积A；连通域T的形心位置(x0，y0)及其拟合椭圆的两轴长a，b和主轴方向θ计算如下：

a＝M_xx(T)-x₀M_x(T)

b＝M_yy(T)-y₀M_y(T)

c＝M_xy(T)-x₀M_y(T)＝M_xy(T)-y₀M_x(T)

用T的外接正立矩形上、下、左、右位置来参数化：

U(T)表示T的外接正立矩形的上位置，D(T)表示T的外接正立矩形的下位置，L(T)表示T的外接正立矩形的左位置，R(T)表示T的外接正立矩形的右位置，

根据上述公式，计算出连通域T的形状，大小，形心信息。

若扫描某行过程中，出现中空的两个或多个像素，若均满足上述比较条件，默认将中空左右区域融合到同一个区域，并填充空洞，也即将空洞也融合到该区域。

若发现一个区域的面积小于其余区域均值的一半的区域，将区域视为噪声，自动除噪。