[发明专利]一种基于图像处理的二值摇杆开关位置检测方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的二值摇杆开关位置的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

A，采集摇杆开关图像；

B，基于采集的摇杆开关图像特点，提取摇杆开关头部图像；

C，定位各摇杆开关工作区；

D，根据各摇杆开关工作区坐标，裁剪各摇杆开关头部区域图像以获取各摇杆开关头部区域的子图像；

E，优化步骤D获取的各子图像；

F，通过比较各子图像中摇杆开关头部像素区坐标和图像中心坐标，判别各摇杆开关状态；

定位各摇杆开关工作区的具体步骤为：

C1，转换摇杆开关真彩图像为灰度图，对灰度图进行归一化处理；

C2，选取阈值0.3对灰度图进行全局阈值分割，初步提取摇杆开关区域，图像转换为二值图像；

C3，二值图像黑白反转，并填充图像中的空洞区域；

C4，统计步骤C3中离散像素区域的个数，若像素区域的数目大于图像中实际摇杆开关数，则删除图像中最小面积像素区域，并采用半径为1的圆盘结构元素进行膨胀处理，填充图像中的空洞区域；

C5，统计图像中的离散区域个数，若仍大于摇杆开关数，则重复步骤C4，直至图像中离散区域的个数与摇杆开关数相等。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理的二值摇杆开关位置的检测方法，其特征在于：所述摇杆开关图像特点为真彩色图像RGB格式，且允许图像存在仿射、旋转、光照、尺度和视角变化；摇杆头部为红色，摇杆底部为两个白色圆弧区，摇杆开关工作区域为与图像背景区分度较高的黑色矩形框。

3.根据权利要求2所述的基于图像处理的二值摇杆开关位置的检测方法，其特征在于：所述步骤B中提取开关摇杆头部的方法为：

B1，转换摇杆开关真彩图像RGB颜色空间为HSV颜色空间，提取HSV空间的色调，设定红色色调的阈值为0.05，将HSV空间中色调值小于0.05或大于0.95作为红色色调区；

B2，转换步骤B1中红色色调图为灰度图，并归一化处理；

B3，图像取补并采用大小为5X4的模板进行中值滤波；

B4，设定阈值为0.9，遍历整幅图像，将图像中灰度值小于0.9的像素灰度设置为0，图像黑白反转；

B5，移除图像中的孤立像素点，采用半径为4的圆盘结构元素进行腐蚀处理。

4.根据权利要求3所述的基于图像处理的二值摇杆开关位置的检测方法，其特征在于：所述裁剪摇杆开关头部图像的方法为：根据各摇杆开关工作区域的顶部和底部左右四个顶点坐标，裁剪摇杆开关头部图像，获取各摇杆头部区域的子图像。

5.根据权利要求4所述的基于图像处理的二值摇杆开关位置的检测方法，其特征在于：所述优化各子图像的方法为：统计子图像中的离散区域的个数，若大于1，则删除最小面积的像素区域，并重复此步骤，直至各子图像中仅存一个离散像素区。

6.根据权利要求5所述的基于图像处理的二值摇杆开关位置的检测方法，其特征在于：所述判别决策各摇杆开关状态的方法为统计各子图像中摇杆开关头部的像素区质心坐标；若开关沿竖直方向掰动，则比较质心的纵坐标与子图像中心纵坐标，若质心的纵坐标大于子图像中心纵坐标，则摇杆开关指示上部，否则，摇杆开关指示下部。