[发明专利]一种基于机器视觉的远距离高精度位移检测方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的远距离高精度位移检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a、在固定位置分别设置嵌入式电脑控制的相机和参照点光源，在监测区域设置待测点光源；

b、嵌入式电脑控制相机按设定的时间间隔采集监测目标区域的图像，并调用图像处理程序求解图像中点光源的高精度的亚像素坐标，对不同时刻图像中的点光源坐标进行比对处理求解待测点相对于参照点的位移；

c、图像处理程序利用参照点位置固定的原理，利用参照点作为待测点位移方向和尺度的参照基准，对待测点的像素坐标进行标定和修正，比较不同时刻待测点与参照点的位置变化，求出待测点的像素位移；

d、图像处理程序将像素位移量通过比例系数换算成实际位移量，得到该段时间内待测点实际位移的精确值。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的远距离高精度位移检测方法，其特征在于，所述的相机和参照点设置在位置固定的区域，根据参照点位置固定的特点，比较待测点相对于参照点的位置变化，实现测量的自动标定和修正。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的远距离高精度位移检测方法，其特征在于，在被测目标设置初始距离已知的两个待测点，将这两个待测点的实际距离与像素距离相除得到实际距离与像素距离换算的比例系数α。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的远距离高精度位移检测方法，其特征在于，图像采集设备为位置固定的长焦距高分辨率相机在不同时间点对监测目标区域图像进行采集，对比不同时刻待测点相对于参照点移动的像素距离，利用比例系数α将像素位移换算为实际的位移值。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的远距离高精度位移检测方法，其特征在于，参照点和待测点在图像中的位置由定心算法根据其图像数据的统计特性和分布特性进行求解，得到亚像素级别的待测点及参照点的位置坐标。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的远距离高精度位移检测方法，其特征在于，利用图像处理程序对拍摄的图像数据进行处理步骤包括：

S1、在位置固定区域安装参照点，在待测目标上安装距离已知的两个待测点；

S2、在固定位置安装相机，使相机镜头朝向待测目标，调整相机视野和焦距使其能够拍摄到参照点和待测目标所有待测点的图像，以此为标准定时拍摄图像数据发送给图像处理程序；同一时刻会对待测区域拍摄多张图像数据，最后对计算结果进行均值处理，以降低随机误差；

S3、使用图像处理算法对步骤二拍摄的数据进行处理。

7.根据权利要求6所述的基于机器视觉的远距离高精度位移检测方法，其特征在于，所述步骤S3的处理流程如下：

S3.1、将图像进行预处理：去除干扰因素、提升图像质量；

S3.2、使用识别算法初步计算光源的大致坐标和连通域，使用定心算法计算出每个测点的中心坐标的精确值，以参照点为基准建立坐标系，确定待测点的坐标；

S3.3、对同一时间点拍摄的多张图像进行光源坐标计算，计算平均值作为最终结果；

S3.4、计算本时间点图像中每个待测点与上一时间点待测点之间的像素偏移量，用比例系数进行换算，得到每个待测点实际的偏移方向和偏移量。