[发明专利]一种基于智能单目视觉的舞台摇头灯运动协调性分析方法

说明书

本发明公开了一种基于智能单目视觉的舞台摇头灯运动协调性分析方法，所述方法中硬件设备包括：一台用于采集舞台摇头灯在运动时视频数据的广角摄像头和一台计算机，所述方法为：广角摄像头输入的视频图像，通过目标检测深度神经网络、几何变换、边缘检测、全连接神经网络以及CNN回归网络算法，最终，获取灯头的运动偏角。本发明方法可以测试和分析的参数有：摇头灯灯头的指令执行延时时间、灯头运动曲线，灯头运动速度曲线、灯头运动加速度曲线等；对于灯具性能的开发和测试都具有重要作用。

技术领域

本发明涉及舞台灯检测技术领域，具体为一种基于智能单目视觉的舞台摇头灯运动协调性分析方法。

背景技术

运动同步性能是舞台摇头灯重要的技术指标之一。对于同一款式、同一批次的舞台摇头灯，需要在执行相同的多组运动指令的情况下完成完全一致的动作。而在设备研发和装配中，由于算法、元器件、装配方法等问题，容易引起灯头运动不完全一致的问题。这种运动不一致问题会直接导致灯具在演出现场出现灯光不协调等问题。在研发和装配的过程中，都需要尽量的使各个舞台摇头灯的灯头的运动保持一致。因此，需要有合适的运动同步性检测和分析方法来辅助开发和装配。

目前，在研发和实验过程中，主要是依靠安装在各个运动轴上的编码器来检测其运动参数，包括位置、速度和加速度数据。这种方法需要在设备内部添加新的检测部件，无法适用于大量装配中的测试评估。

在装配中，目前主要是由装配人员目测检查，无法准确检查同一批次的同步性能，更无法检测不同装配批次的同步性能。

本发明通过单目摄像机结合计算机视觉技术，同时跟踪和检测多台舞台摇头灯，测试并记录其运动参数，生成准确可靠的检测报告。并支持对多批次产品的性能测试与对比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于智能单目视觉的舞台摇头灯运动协调性分析方法，解决了现有性能检测方法的不方便、不精确等问题；具有成本低、精度高、非接触、无耗材等特点；有利于在舞台摇头灯的研发和生产中提高其设计和生产精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于智能单目视觉的舞台摇头灯运动协调性分析方法，所述方法中硬件设备包括：一台用于采集舞台摇头灯在运动时视频数据的广角摄像头和一台计算机，所述方法为：广角摄像头输入的视频图像，通过目标检测深度神经网络、几何变换、边缘检测、全连接神经网络以及CNN回归网络算法，最终，获取灯头的运动偏角。

作为本发明进一步的方案：具体包括如下步骤：

1)数据采集：通过广角摄像头拍摄多台被测的舞台摇头灯，得到舞台摇头灯接收控制指令后的运动视频；

2)检测每台舞台摇头灯的位置和图像：通过目标检测深度神经网络，找到每帧图像中的舞台摇头灯的位置，并截取每一个舞台摇头灯的图片；

3)寻找底座四角坐标：使用边缘检测算法，从步骤2)截取后的图片中寻找出底座四角的坐标；

4)寻找屏幕四角坐标：通过已有的底座四角的坐标，经过几何变换和边缘检测，寻找到屏幕四角的坐标；

5)获取底座偏角：通过底座四角的坐标和屏幕四角的坐标，使用全连接神经网络，得到底座的偏角；

6)灯头相对偏角：将步骤2)中获取的舞台摇头灯照片缩放到合适尺寸，并通过CNN回归网络，得到灯头相对偏角；

7)获取灯头偏角：最终通过步骤6)中灯头相对偏角和步骤5)中底座偏角相减，得到灯头相对于底座的偏角，分析舞台摇头灯的运动参数，方便对比与存储。

作为本发明进一步的方案：所述广角摄像头采用高分辨率高帧率广角摄像头。