[发明专利]一种基于CMOS图像传感器测量管道空间方位的方法

权利要求书

1.一种基于CMOS图像传感器测量管道空间方位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将激光光源和CMOS图像传感器设置于万向节两端的机械定心固定端，且激光光源和CMOS图像传感器之间设置衰减片和气泡荧光环，设定激光光源的初始位置使其位于管道中心且发出的激光与管道中心轴重合；

步骤2，激光光源移动且CMOS图像传感器从初始位置开始每移动一定距离采集一帧图像；

步骤3，对采集的图像上的激光光斑和气泡荧光环进行处理获取激光光点在光敏面的像素位置和荧光环上气泡的方向，并记录每个激光光点中心位置和荧光环气泡的位置；

步骤4，将每个像素光斑中心转为实际光斑中心物理位置坐标；

步骤5，对光斑中心的实际物理位置坐标、荧光环气泡的朝向，基于最小二乘法曲线拟合算法拟合出管道的方位曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，CMOS图像传感器中心位于管道的中心轴上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：

步骤3.1，将采集的图像进行灰度处理、二值化处理得到包括激光光点的圆斑轮廓和荧光环的轮廓的图像g(i,j)；

步骤3.2，基于重心法获取激光光点的中心坐标(x_d,y_d)

xd=Σj=1MΣi=1Njg(i,j)/Σj=1MΣi=1Ng(i,j)---(1)]]>

yd=Σi=1NΣj=1Mig(i,j)/Σj=1MΣi=1Ng(i,j)---(2)]]>

其中，i、j分别为图像像素的行列位置，M、N分别为图像的像素行列总数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4的具体过程为：

xd=u-xddx+ydcotθdx---(3)]]>

yd=v-yddysinθ---(4)]]>

其中，(x_d,y_d)为激光光点的中心坐标，(u,v)为光斑实际物理坐标系的坐标，dx、dy为像素在像素坐标轴上的物理尺寸，θ为像素坐标系两个坐标轴之间的角度。