[发明专利]光条中心提取方法

权利要求书

1.一种光条中心提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对采集到的激光条图像进行连通域提取，得到包含光条区域的连通域；

采用Steger方法获取连通域中的激光条中心点的亚像素坐标，各中心点法向向量以及方向向量，所述方向向量为：海森矩阵最小特征值对应的特征向量；

步骤二、将所述连通域的两个端部分别记为第一端部和第二端部，分别获取第一端部和第二端部上的连通域边缘点坐标；

在单个边缘点的N邻域内搜索所述中心点，若存在中心点，将该中心点标记为候选点；N的取值小于光条的宽度值，宽度单位为像素；

遍历各边缘点，得到所有的候选点；

将第一端部边缘点得出的候选点记为第一候选点集，将第二端部边缘点得出的候选点记为第二候选点集；

步骤三、以第一候选点集内的任一点为起点、第二候选点集内的任一点为终点，根据带权图结构搜索起点到终点的所有路径；

所述带权图结构通过以下方式获得：

①查找单个中心点的8邻域内是否存在其他中心点；

②若不存在，对下一中心点进行步骤①；

若存在，则先建立该中心点与其他中心点的带权图结构，再对下一中心点进行步骤①；

直到遍历激光条上所有中心点，建立各个中心点之间的带权图结构；

所述带权图结构中边的权值为：边的两端中心点方向向量之间的夹角值；

步骤四、计算每条路径的总权值，所述总权重为路径中各条边权值的加和；

步骤五、分别遍历第一候选点集和第二候选点集中各点，以当前遍历点更新起点、终点，重复步骤三、四；得到不同起点、终点之间的多条路径及每条路径对应的总权重；

步骤六、将总权值最小的路径记为最优路径，最优路径中的候选点和中心点记为最终的光条中心点。

2.如权利要求1所述光条中心提取方法，其特征在于，步骤一中采用Steger方法获取连通域中的激光条中心点的亚像素坐标过程中，将高斯核的各阶偏导核均匀划分为4块区域，各区域之间无重叠，任选其中一个区域记为第一区域，对所述第一区域内的像点进行卷积运算，得出各像点的权值，记为权值I；再利用各阶偏导核的对称性得出其他三个区域内像点的权值。

3.如权利要求2所述光条中心提取方法，其特征在于，若当前区域的偏导核与第一区域的偏导核关于X方向对称，则当前区域像点的权值与权值I在X方向同号、在Y方向异号；反之，若当前区域的偏导核与第一区域的偏导核关于Y方向对称，则当前区域像点的权值与权值I在Y方向同号、在X方向异号。

4.如权利要求3所述光条中心提取方法，其特征在于，在单个像点(x,y)处高斯核的各阶偏导核分别为：

其中，W为光条的宽度，宽度单位为像素；则：g_y为X方向对称，则当前区域像点的权值与权值I在X方向同号、在Y方向异号；g_x关于Y方向对称，则当前区域像点的权值与权值I在Y方向同号、在X方向异号；g_xx和g_yy在X、Y向均对称，则当前区域像点的权值与权值I在X、Y方向均同号；g_xy在在X、Y向均不对称，则当前区域像点的权值与权值I在X、Y方向均异号。

5.如权利要求4所述光条中心提取方法，其特征在于，N≤3σ。

6.如权利要求1所述光条中心提取方法，其特征在于，N取值为8、16或32；遍历边缘点时，N的取值相同。

7.如权利要求1所述光条中心提取方法，其特征在于，在对采集到的激光条图像进行连通域提取之前，先进行图像预处理，包括：图像去噪、形态学处理和二值化处理。

8.如权利要求1所述光条中心提取方法，其特征在于，在步骤三中，记录图结构中每条边的长度信息；

单对起点和终点，仅查找一条总长度最短的路径；

在步骤四中，存储该路径的总权值。