[发明专利]一种线结构光中心线提取方法

权利要求书

1.一种线结构光中心线提取方法，其特征在于，包括：

步骤1，对摄像机拍摄图像进行裁剪和特征提取，得到光条图像，进而对所述光条图像进行预处理，得到预处理后的光条图像；

步骤2，对所述预处理后的光条图像进行背景校正，得到校正后的光条图像；

步骤3，选定分割阈值，利用所述分割阈值对所述校正后的光条图像进行二值化处理，得到二值化图像；

步骤4，采用细化算法对所述二值化图像进行细化处理，得到细化处理后的图像，进而对细化处理后的图像进行闭运算，得到包含单像素光条中心线的图像；

步骤5，从所述单像素光条中心线上的全部M个像素点中任意选取m个像素点，m＜M；将所述m个像素点的像素坐标转换为对应的图像坐标，并对所述图像坐标进行畸变矫正，得到畸变矫正后的图像坐标；利用所述畸变矫正后的图像坐标进行拟合，得到线结构光中心线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2具体包括：将所述预处理后的光条图像划分为尺寸相同的多个子块，并计算各子块的灰度值；其中，子块的灰度值为子块所有像素点的平均灰度值；

确定各子块的灰度值是否大于预设灰度值；

若某个子块的灰度值大于所述预设灰度值，则对该子块的相邻子块的灰度值取平均，得到平均灰度值，并令该子块各像素点的灰度值取所述平均灰度值，从而得到校正后的光条图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述选定分割阈值，具体包括：

步骤3.1，计算所述校正后的光条图像的第i级灰度值出现的概率i取0到L-1之间的所有整数；根据各级灰度值出现的概率，确定图像平均灰度级

其中，N_i表示第i级灰度值对应的像素点个数，N表示校正后的光条图像的总像素点个数，L表示校正后的光条图像的灰度级；

步骤3.2，假定分割阈值为T，则所述校正后的光条图像中的所有像素点被分割阈值T划分为目标像素点和背景像素点两类，其中目标像素点对应的灰度级范围为0到T-1，背景像素点对应的灰度级范围为T到L-1；

分别确定目标像素点和背景像素点占直方图面积的比例，以及目标像素点和背景像素点的平均灰度；

其中，目标像素点占直方图面积的比例的表达式为背景像素点占直方图面积的比例的表达式为w₁＝1-w₀，目标像素点的平均灰度为背景像素点的平均灰度为

步骤3.3，根据目标像素点占直方图面积的比例、背景像素点占直方图面积的比例目标像素点的平均灰度以及背景像素点的平均灰度，确定类间方差的表达式δ²(T)＝w₀[μ-μ₀(T)]²+w₁[μ-μ₁(T)]²；

求解类间方差δ²(T)取最大值时对应的分割阈值T₀，所述分割阈值T₀即为选定的分割阈值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中，所述将所述m个像素点的像素坐标转换为对应的图像坐标，并对所述图像坐标进行畸变矫正，得到畸变矫正后的图像坐标，具体包括：

获取所述m个像素点的像素坐标(u_i,v_i)，i＝1,2,3.....m，u_i表示所述m个像素点中的第i个像素点的行坐标，v_i表示所述m个像素点中的第i个像素点的列坐标；

将所述m个像素点的像素坐标(u_i,v_i)，带入转换公式x_i＝u_idx-u₀dx和y_i＝v_idy-v₀dy，得到对应的图像坐标(x_i,y_i)；其中，u₀、v₀为摄像机的内参数，dx×dy为一个像素点的尺寸，dx为i＝1,2,3.....m一个像素点的宽度，dy为一个像素点的长度；

将所述m个像素点的图像坐标(x_i,y_i)，带入畸变矫正公式和得到畸变矫正后的图像坐标其中，r_i²＝x_i²+y_i²，k₁、k₂、p₁为摄像机的标定参数。