[发明专利]一种基于智能深度视觉的舞台摇头灯运动协调性分析方法

说明书

本发明公开了一种基于智能深度视觉的舞台摇头灯运动协调性分析方法，所述方法中硬件设备包括：一台用于捕捉被测设备上各个点到深度传感器平面的距离信息的深度摄像机以及一台计算机；所述方法为：深度摄像机输入的包含各个被测设备的深度图像，通过目标检测深度神经网络、图像分割、平面检测以及特征提取算法，最终，获取灯头相对于底座的运动偏角。本发明通过深度摄像机结合计算机视觉技术，可以同时跟踪和检测多台舞台摇头灯，测试并记录其运动参数，生成准确可靠的检测报告；并支持对多批次产品的性能测试与对比。

技术领域

本发明涉及舞台灯检测技术领域，具体为一种基于智能深度视觉的舞台摇头灯运动协调性分析方法。

背景技术

运动同步性能是舞台摇头灯重要的技术指标之一。对于同一款式、同一批次的舞台摇头灯，需要在执行相同的多组运动指令的情况下完成完全一致的动作。而在设备研发和装配中，由于算法、元器件、装配方法等问题，容易引起灯头运动不完全一致的问题。这种运动不一致问题会直接导致灯具在演出现场出现灯光不协调等问题。在研发和装配的过程中，都需要尽量的使各个舞台摇头灯的灯头的运动保持一致。因此，需要有合适的运动同步性检测和分析方法来辅助开发和装配。

目前，在研发和实验过程中，主要是依靠安装在各个运动轴上的编码器来检测其运动参数，包括位置、速度和加速度数据。这种方法需要在设备内部添加新的检测部件，无法适用于大量装配中的测试评估。

在装配中，目前主要是由装配人员目测检查，无法准确检查同一批次的同步性能，更无法检测不同装配批次的同步性能。

本发明通过深度摄像机结合计算机视觉技术，可以同时跟踪和检测多台舞台摇头灯，测试并记录其运动参数，生成准确可靠的检测报告。并支持对多批次产品的性能测试与对比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于智能深度视觉的舞台摇头灯运动协调性分析方法，解决了现有性能检测方法的不方便、不精确等问题。具有成本低、精度高、非接触、无耗材等特点；有利于在舞台摇头灯的研发和生产中提高其设计和生产精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于智能深度视觉的舞台摇头灯运动协调性分析方法，所述方法中硬件设备包括：一台用于捕捉被测设备上各个点到深度传感器平面的距离信息的深度摄像机以及一台计算机；所述方法为：深度摄像机输入的包含各个被测设备的深度图像，通过目标检测深度神经网络、图像分割、平面检测以及特征提取算法，最终，获取灯头相对于底座的运动偏角。

作为本发明进一步的方案：具体包括如下步骤：

1)数据采集：通过深度摄像机采集多台被测的舞台摇头灯，得到舞台摇头灯接收控制指令后的运动时的视频；

2)位置检测：通过目标检深度神经网络来检测每台舞台摇头灯设备的位置，并对每一台舞台摇头灯设备单独生成一张深度图；

3)底座偏角识别：对每一台舞台摇头灯设备的深度图进行图像分割，通过深度信息找到底座正面，然后，对其进行平面检测，并通过平面方程计算出底座的偏角；

4)灯头偏角识别：对每一台舞台摇头灯设备的深度图进行图像分割，通过深度信息找到灯头的位置，并对整个灯头做平面检测，然后对检测出的各个平面做特征提取，找到用于计算偏角的关键平面，并通过屏幕方程计算出灯头的偏角；

5)获取灯头偏角：通过步骤3)中灯头的偏角和步骤4)中底座的偏角相减，得到灯头相对于底座的偏角，分析舞台摇头灯的运动参数，方便对比与存储。

作为本发明进一步的方案：所述深度摄像机采用高分辨率高帧率深度摄像头。

作为本发明进一步的方案：所述目标检测深度神经网络采用Fast-RCNN神经网络、Faster-RCNN神经网络或YOLO神经网络。