[发明专利]一种教育玩具套件及其反光镜位置检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉检测处理技术领域，特别涉及一种教育玩具套件及其反光镜位置检测方法。

背景技术

现在平板电脑上有许多有趣的幼教游戏应用程序或者儿童游戏，但往往只是让小朋友在屏幕上指指画画，互动性欠缺，长时间看着屏幕容易对眼睛造成伤害；而当下一些互动性强的传统性游戏玩具已经脱离了时代的发展，形式上无法满足孩子学习、玩耍的需求，也不便于孩子和家长的互动沟通。

为了解决上述问题，应用计算机视觉识别处理技术领域成功的开发了一种教育玩具套件，包括：支架、头盔探测器和底板，并且支架安装于底板上，头盔探测器安装于支架上；底板上方设置有第一凹槽；支架底部具有凸起，凸起安装在第一凹槽内，顶部具有第二凹槽和第三凹槽，第二凹槽用于放置平板电脑；头盔探测器安装于第三凹槽内。

上述的教育玩具套件虽然解决了平板电脑中游戏的互动性欠缺的问题，但是其关键部件反光镜安装常常出现偏差，会导致安装缓慢，图像采集出错，分析结果不准确等问题的出现。

因此，急需一种教育玩具套件及其反光镜位置检测方法，在教育玩具套件上设置定位孔，能够应用针对性的图像处理技术检测部件上预设的定位孔的位置是否居中，槽线是否位于对称的位于定位孔的上方，实现对反光镜安装的校准。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种教育玩具套件及其反光镜位置检测方法，技术方案如下：

一种教育玩具套件的反光镜位置检测方法，包括如下步骤：

步骤一，首先将平板电脑的底端安装于第二凹槽内，然后通过第四凹槽将头盔探测器安装于平板电脑的顶端；

步骤二，固定安装好后，通过平板电脑的前置摄像头采集图像；

步骤三，在前置摄像头采集的图像中提取出定位孔的位置图像；

步骤四，通过步骤三中提取出的位置图像，判断出定位孔的位置，由定位孔的位置判定平板电脑是否安装准确如果不准确执行步骤一至四的步骤，重新安装，直至测定安装准确为止，如果安装准确执行步骤五；

前置摄像头获得的正确图像中，定位孔应该位于图像的中心点位置；预先设定一个偏差阈值，只要定位孔的偏差小于等于偏差阈值即认为安装准确；如果图像中出现了定位孔，但是定位孔超过偏差阈值，则表示平板电脑没有正确安装；如果定位孔没有出现在图像中，则表示平板电脑或者头盔探测器没有正确安装；

步骤五，在图像中提取只含有槽线的位置图像，并且测定槽线长轴与X轴的夹角绝对值；

步骤六，由槽线长轴与X轴的夹角绝对值判定反光镜是否安装准确。

优选的，在上述一种教育玩具套件的反光镜位置检测方法中，步骤二的具体步骤为：

将平板电脑前置摄像头所获取图像定义为I_xy，I_xy＝f(x，y)；

其中，(x，y)表示图像像素点的位置坐标，f(x，y)表示图像的在(x，y)上的像素值；

由于摄像头采集的图像为彩色图片，因此f(x，y)＝(R_xy，G_xy，B_xy)；

其中，R_xy表示图像像素点在红色通道的色彩值，G_xy表示图像像素点在绿色通道的色彩值，B_xy表示图像像素点在蓝色通道的色彩值。

优选的，在上述一种教育玩具套件的反光镜位置检测方法中，步骤三的具体步骤为：

首先，把步骤二中采集得到的彩色图像转换为灰度图像，具体公式为：

Gray(x，y)＝0.2989×R_xy+0.5870×G_xy+0.1140×B_xy；

其中，Gray(x，y)表示灰度图像；

进一步地，定义一个模板矩阵用以提取定位孔，模板矩阵大小为(n+2)×(n+2)，并且模板矩阵是中间为n×n零矩阵、边界为1的方形矩阵，模板矩阵具体为：

其中，mask_(n+2)×(n+2)表示模板矩阵；

进一步地，把灰度图像与模板矩阵一起做卷积运算；

因为定位孔设置于第三凹槽的侧壁底侧，所以定位孔应该位于灰度图像的上半部分，在卷积运算的过程中只去灰度图像的上半部分与模板矩阵一起做运算即可；

卷积运算的具体公式为：

0≤s≤M_r+n+1；

0≤t≤M_c+n+1；