[发明专利]一种基于离散傅里叶变换的LED光条纹码检测方法

权利要求书

1.一种基于离散傅里叶变换的LED光条纹码检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.在发射端，利用PWM调制方法使单片机输出不同频率、相同占空比的脉冲信号，调制LED发出闪烁频率不同的光，形成一系列具有不同频率特征的LED；

B.在接收端，利用摄像头拍摄LED，经图像处理后对LED图像进行离散傅里叶变换，得到其对应的频谱图；

C.对步骤B得到的频谱图进行阈值操作，分离出频谱图上最亮的三个点，它们处于同一水平线上；

其中，位于中心的点称为中心点，中心点两边的点称为特征点；

D.使用距离函数确定步骤C得到的中心点和特征点的横坐标，分别计算左右两边的特征点到中心点的距离，最后计算这两个距离的平均值，得到特征距离；

E.建立步骤D中得到的特征距离与对应LED闪烁频率之间的线性关系，获取“闪烁频率-特征距离”数据点；

F.对闪烁频率未知的LED进行上述步骤B、步骤C和步骤D，得到其对应的特征距离，根据步骤E得到的线性关系，推算出LED的闪烁频率，实现对该LED的识别。

2.根据权利要求1所述的一种基于离散傅里叶变换的LED光条纹码检测方法，其特征在于，所述步骤B的图像处理和离散傅里叶变换包括如下步骤：

b1.对摄像头拍摄LED图像进行灰度化处理，得到灰度图；

b2.将灰度图用像素值为0的像素扩充图像尺寸；

b3.将扩充后的图像进行离散傅里叶变换，得到的结果是复数；

其中，复数包含实数部分Re和虚数部分Im，复数的幅度M可以表示为：

b4.将步骤b3得到的幅度M进行对数尺度缩放，得到新的幅度M’；

其中，对数尺度缩放表示为：

M′＝log(1+M)

b5.将步骤b4得到的幅度图进行频谱中心化，重新分布幅度图的象限位置；

b6.将步骤b5得到的幅度图进行归一化处理，得到LED图像的频谱图。

3.根据权利要求2所述的一种基于离散傅里叶变换的LED光条纹码检测方法，其特征在于，所述步骤b5中的频谱中心化是以幅度图长和宽的中线划分，得到四张1/4子图像，把每张子图像看作幅度图的一个象限，互为对角的两个象限交换位置。

4.根据权利要求2所述的一种基于离散傅里叶变换的LED光条纹码检测方法，其特征在于，所述步骤b2中将灰度图用像素值为0的像素扩充图像尺寸为2、3、5的整数倍。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于离散傅里叶变换的LED光条纹码检测方法，其特征在于，所述发射端由STM32单片机和LED相连接组成。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于离散傅里叶变换的LED光条纹码检测方法，其特征在于，所述摄像头为CMOS摄像头。

7.根据权利要求1或2所述的一种基于离散傅里叶变换的LED光条纹码检测方法，其特征在于，利用步骤E获取多组“闪烁频率-特征距离”数据点，并用最小二乘法拟合，拟合结果在“闪烁频率-特征距离”的直角坐标系上呈现为一条倾斜直线。