[发明专利]一种高速旋转下直升机桨叶编号的计算机视觉自动识别方法

说明书

本发明公开了一种高速旋转下直升机桨叶编号的计算机视觉自动识别方法，包括步骤：1）桨叶编码与桨尖图像采集；2）桨尖图像预处理；3）桨尖区域定位；4）标记点区域定位；5）桨叶编号的二进制解码。本发明的优点是，通过在直升机每片桨叶桨尖区域粘贴标记点的方法，实现了每片桨叶与标记点二进制编码相对应；采用桨尖图像中标记中心点邻域灰度信息实现桨叶编号的二进制快速解码，既克服了高速旋转下产生图像模糊对解码的影响，又提高了解码速度；具有速度快、抗干扰能力强、自动化程度高、实时性强的优点，可用于利用计算机视觉测量直升机桨叶参数时桨叶编号的自动识别。

技术领域

本发明涉及一种标记点自动识别的方法，尤其涉及一种高速旋转下直升机桨叶编号的计算机视觉自动识别方法。

背景技术

随着计算机技术的发展与普及，图像处理技术广泛应用于人类生产和生活中的各个领域。标记点自动识别是图像处理技术应用之一，常用于识别和区分目标物体。标记点的定位与编码识别技术是标记点自动识别的关键，标记点定位的准确性直接影响识别的正确性，对桨叶编号的识别与区分具有重要的意义。

现有的标记点自动识别方法主要有两类：(1)环状编码标记点自动识别方法。首先，使用canny算子对图像进行边缘检测，根据限制条件计算封闭轮廓质心，用于过滤噪声和非编码标记点；其次，采用最小二乘椭圆拟合进行编码标记点定位，并提取编码标记点轮廓；最后，对分割出的编码标记点进行ALPC变换，利用变换后的图像特征进行解码。此类识别方法计算机量较大，在高速旋转下，用于直升机桨叶编号自动识别难于满足实时的要求。(2)数字标记点识别方法。数字标记点识别方法主要通过数字计算来实现标记点的识别，其识别过程简单、抗噪能力较强，可用于有一定变形标记的识别。此类方法其标记点需要特殊材质，对标记点的规格也有严格的规定，由于直升机桨叶气动性能要求，难于用于直升机桨叶编号的自动识别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速旋转下直升机桨叶编号的计算机视觉自动识别方法，使用中值滤波对图像进行处理，去除部分噪点；采用OSTU方法进行图像分割；采用最大连通域方法确定桨叶图像中的桨尖区域；利用标记点在桨尖区域外接矩形的相对位置，快速实现标记点的定位，进而利用标记点中心的邻域像素点信息快速实现桨叶编号的解码。

本发明的优点是，利用标记点在桨尖区域外接矩形的相对位置，不需复杂的标记点检测算法，只需标记点中心的邻域信息快速实现桨叶编号的解码，适应于高速旋转下直升机桨叶编号的自动识别，并具有较强的抗图像模糊能力和较高的实时性；也不需要特殊材质的标记点，适应性强。本发明提供的一种高速旋转下直升机桨叶编号的计算机视觉自动识别方法，解决了现有技术存在的问题，具有速度快，准确度高，适应性强，实时性高，以及抗运动产生图像模糊的优点，特别适合于高速旋转下直升机桨叶编号的自动识别。

本发明提供了一种高速旋转下的桨叶编号计算机视觉自动识别方法，包括以下步骤：

1、桨叶编码与桨尖图像采集，具体包括以下步骤：

(1.a)利用标记点对每片桨叶进行二进制编码，编码位数由桨叶数决定，当桨叶数目为n(2^b-1<n≤2^b,2≤b)时，则标记点个数为b，其中用白色标记点代表二进制1，黑色标记点代表二进制0，通过b位编码数对每一片桨叶进行二进制编码，根据不同桨叶的编号，分别将白色和黑色标记点按照编码的顺序，以等间距的方式粘贴在每片桨尖区域最小外接矩形水平中轴线上，实现每片桨叶的编码；

(1.b)利用工业相机、图像采集卡、光源、光电传感器和工业计算机构建计算机视觉系统；

(1.c)桨叶在运动过程中，利用计算机视觉系统采集每片桨叶的桨尖图像。

2、桨尖图像预处理，具体包括下述步骤：

(2.a)使用中值滤波对桨尖图像进行处理，去除噪点；