[发明专利]基于嵌入式的几何特征与Zernike矩结合的圆心定位装置与方法

权利要求书

1.基于嵌入式的几何特征与Zernike矩结合的圆心定位装置，其特征在于，所述基于嵌入式的几何特征与Zernike矩结合的圆心定位装置包括钢索(1)、嵌入式开发板(2)、单目相机(3)、数据信号线(4)、圆形标志点(5)、挠性帆板(6)和支架横梁(7)，钢索(1)连接于支架横梁(7)的两端，钢索(1)的一端固定在单目相机(3)和嵌入式开发版(2)相固连的支架横梁(7)上，圆形标志点(5)位于挠性帆板(6)上方和单目相机(3)的正下方，挠性帆板(6)与支架横梁(7)固定连接，单目相机(3)通过数据信号线(4)与嵌入式开发板(2)相连。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式的几何特征与Zernike矩结合的圆心定位装置，其特征在于，所述嵌入式开发板(2)采用JetsonTX1。

3.根据权利要求1所述的基于嵌入式的几何特征与Zernike矩结合的圆心定位装置，其特征在于，所述挠性帆板(6)和支架横梁(7)的一端固定连接，且挠性帆板(6)可左右振动。

4.根据权利要求1所述的基于嵌入式的几何特征与Zernike矩相结合的圆心定位装置，其特征在于，所述单目相机(3)和嵌入式开发板(2)组成中心定位测量系统。

5.基于嵌入式的几何特征与Zernike矩结合的圆心定位方法，具体步骤为：

步骤一：首先将原图像经过Canny算子得到圆形边缘，再利用Sobel算子得到梯度方向和幅值，然后利用图像的梯度信息通过非极大值抑制的方法得到边缘点；

步骤二：利用半径约束的像素级边缘提取获得像素级边缘，对原图像利用图像分割方法去除图像中的孤立点和噪声，得到一个圆形区域，再利用质心法对圆形区域的圆心(C_x,C_y)和半径r进行计算，设P(x,y)为任一像素级边缘点，约束表达式如下：

取阈值判断是否保留为目标边缘点；

步骤三：结合粗定位的圆心和圆成像的理想边缘分布特征，利用分区的方法获取圆目标的单像素宽且连续的边缘；

步骤四：在步骤三获得连续的像素级边缘后，利用Zernike矩获得亚像素边缘；

步骤五：在亚像素边缘的基础上进行中心定位，采用最小二乘椭圆拟合来定位中心。