[发明专利]能够抵抗太阳光干扰的视觉检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种视觉检测技术领域的系统及方法，具体是一种能够抵抗太阳光干扰的视觉检测系统及方法。

背景技术

视觉检测系统是应用计算机技术、数字图像处理技术、影像匹配模式识别、摄影测量等学科的理论和方法完成对物体的测量，因而具有智能化程度高、检测效率高、测量精度高等卓越性能，并得到广泛应用。实际测量中较为常见的情况是利用被测物体的若干个特征点(例如设置一些特殊的标志)来获取相关信息。因此，整个测量系统的精度就取决于对标志中心进行定位的精度，而整个检测系统的可靠性取决于能否获得标志的清晰图像并准确定位。

然而在实际的应用过程中，当标志周围出现较强的环境光的时候，特别是在有太阳光直接照射的环境下，传统的视觉检测系统将出现很大问题：随着太阳光入射角度的不同，普通漫反射标志的反射光强会发生变化。由于标志区域反射系数与周围背景相差不大，因此标志区域边界不明显，这样就无法准确地将标志区域提取出来，导致定位不准或失效。这已成为视觉检测系统的世界性共性难点问题之一，而国内外目前并无有效的方法来有效抑制太阳光对视觉检测系统的干扰。

经过对现有技术的检索发现，北京机械工业学院的吕乃光等人在三维立体视觉测量原理的基础上，建立了用于微波天线面形测量的三维视觉测量系统。但是该现有技术只给出了测量原理以及系统组成，并未对如何抵抗环境光干扰进行讨论。而从被测对象、测量环境及测量原理来看，该测量系统是极易受到环境光干扰的。此外，瑞士ELAG公司研制一种OPTIMESS路面快速检测系统，采用高精度高频响抗强光、防水防尘激光位移传感器进行作业，通过采用调制强光的手段工作，可以适合不同路况如光亮水泥、砂砾、黑色或潮湿沥青，确保在阳光照射情况上不受干扰。但是这个系统不是采用视觉方法实现测量的，而且是采用单点一维激光工作。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种能够抵抗太阳光干扰的视觉检测系统及方法，采用半导体激光束进行定向照明，利用具有逆反射性能的薄膜材料制作反射标志，将主动光源的入射光进行定向反射，同时辅以窄带滤光技术，可以有效减小太阳光的影响，显著提高检测系统的稳定性和检测精度。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种能够抵抗太阳光干扰的视觉检测系统，包括：摄像机、激光器、反射标志和处理系统，其中：激光器与摄像机并列设置于检测系统的测量点位置并分别与处理系统相连，反射标志设置于被测目标的任一特征点上并与被测目标之间无相互位移，激光器与处理系统相连并接收控制指令，激光器正对反射标志射出激光并照亮反射标志，摄像机获取反射标志的图像并将图像传输到处理系统，处理系统对图像进行处理并获得反射标志的具体位置。

所述的摄像机为面阵CCD摄像机。

所述的激光器为半导体激光器。

所述的反射标志由基板和反射层组成，其中：基板为中心对称结构的轻质板材，由亚光漫反射材料制成，反射层位于基板的几何中心。

所述的反射层由薄膜层和位于薄膜层表面的微棱镜组成，其中：薄膜层为透明塑料膜材料制成，微棱镜为聚氯乙烯为原材料制成的颗粒组成。

所述的基板的面积大于反射层的面积。

所述的反射标志设置有敏感区，是指包含反射层在内的一个区域范围，该敏感区小于整个反射标志基板的区域。

本发明涉及上述系统的处理方法，由处理系统发出控制指令至激光器，启动激光器发出聚焦准直光束至反射标志，并由摄像机获取反射标志的图像并传输至处理系统，最后通过处理系统对摄像机获取的图像进行图像处理获得反射标志的中位置坐标。

所述的处理系统对摄像机获取的图像进行处理过程如下：

(1)初定位：由于每个反射标志的初始位置是固定的，也是预知的，因而每个反射标志在图像中的初始位置也是确定的。因此，本方法以每个反射标志的初始位置为中心，在所获得的图像上开设若干个测量窗口，测量窗口的数量与反射标志的数量相同，测量窗口的大小大于反射标志可能到达的位置，并留有一定余量，避免测量过程中反射标志的反射层超出该测量窗口的情况发生。

(2)预处理：分别在每个测量窗口内进行图像预处理，其中包括中值滤波、腐蚀膨胀处理，去除噪声和干扰。

(3)提取轮廓：分别在每个测量窗口内在上述敏感区内进行二值化处理，得到该反射标志的反射层轮廓。二值化处理所需的阈值采用常规的浮动阈值的方法确定。