[发明专利]一种基于视频的车用附件缺口测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于视频的车用附件缺口测量系统，其特征在于，包括以下模块：

系统准备模块，用于搭建和标定双目视觉系统，分别获取传送带上车用附件的图像并合成为全局图像；附件识别模块，用于判断当前图像中是否有车用附件，若有则输出每个附件区域块矩形框的位置坐标；背景建模模块，用于在传送带上没有附件时对背景进行建模，获得的背景图像用于附件识别模块；附件跟踪模块，用于跟踪每个附件区域块的轨迹，并更新位置坐标；缺口测量模块包含三个子模块，及基于斜率的测量模块、基于最小四边形包围的测量模块和基于多帧图像的融合测量模块；缺口测量模块根据附件跟踪模块获得的附件的位置坐标对原始图像进行裁减，分别输入基于斜率的缺口测量模块和基于最小四边形包围的缺口测量模块，二者输出结果再输入基于多帧图像的融合测量模块，得到当前附件缺口最终尺寸；不同的附件会有单独的缺口测量模块，且这些缺口测量模块是在不同进程内单独进行的。

2.一种基于视频的车用附件缺口测量方法，其特征在于，采用权利要求1所述的一种基于视频的车用附件缺口测量系统，包括以下步骤：

步骤1、调用系统准备模块，确保传送带上无附件；

步骤2、获取当前视频流的一帧图像，调用背景建模模块；

步骤3、获取当前视频流的一帧图像，调用附件识别模块，若检测到有附件，则执行步骤5，否则执行步骤4；

步骤4、调用背景建模模块，跳至步骤3；

步骤5、调用附件跟踪模块，获取当前图像中各个附件的具体位置；

步骤6、将每个附件的位置坐标参数输入对应的基于最小四边形包围的缺口测量模块；

步骤7、将每个附件的位置坐标参数输入对应的基于斜率的缺口测量模块；

步骤8、将同一目标前后多帧的步骤6和7结果输入基于多帧图像的融合测量模块，得到当前附件的最终结果；

步骤9、执行步骤3，直至视频流中止。

3.根据权利要求2所述的一种基于视频的车用附件缺口测量方法，其特征在于，步骤1包括：

步骤1-1、固定左右摄像头的空间位置，在摄像头周围布置环形光带，准备好两个相同大小的标定板放置在传送带上，标定板之间距离Δy，确保每个摄像头视野内能完全拍摄到一块标定板；

步骤1-2、通过张正友标定法获取两个标定板角点在三维空间坐标(X_w,Y_w,Z_w)和图像中的位置坐标(u,v)，获取两个摄像头的畸变参数，根据公式

计算出左右摄像头的单应性矩阵P_L和P_R；

步骤1-3、利用畸变参数对图像进行畸变矫正，将左右摄像头矫正后图像分别通过各自单应性矩阵得到Z_w＝0的空间位置坐标(X_wl，Y_wl，0)和(X_wr，Y_wr，0)；其中，左摄像头标定板的右上角坐标为(X_wl1，Y_wl1，0)，右摄像头标定板的左上角坐标为(X_wr0，Y_wr0，0)，标定板的实际长度为l_act，像素长度为l_pix，记

步骤1-4、计算右摄像头图像平移向量为(X_wl1-X_wr0，Y_wl1-Y_wr0+Δy·η，0)；

步骤1-5、将左右摄像头进行拼接，得到全局图像。

4.根据权利要求2所述的一种基于视频的车用附件缺口测量方法，其特征在于，步骤2包括：

步骤2-1、在全局空间建立图像队列，队列长度为N_cap，队列中已有帧数N_fra(N_fra≤N_cap)，队列中第i帧记为F_i(x，y)(1≤i≤N_fra)，为队列头部，用于存放最新的背景帧；

步骤2-2、为N_fra个帧产生对应权重，第i帧的权重

步骤2-3、生成当前背景帧