[发明专利]一种基于图像处理的远距离高精度位移测量方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的远距离高精度位移测量方法，其特征在于，所述位移测量方法包括下列步骤：

S1、在被监测移动目标上安装监测标桩，在固定位置上安装带3个反光贴的参照标桩，通过高清摄像头拍摄同时含有监测标桩和参照标桩的图像，所述监测标桩设置有一个监测反光贴，所述参照标桩设置有第一、第二、第三参照反光贴；

S2、通过图像处理技术搜索提取图像中监测标桩和参照标桩上的反光贴的轮廓，使用轮廓定心算法计算每个反光贴的亚像素中心坐标；

S3、根据第一、第二、第三参照反光贴的中心坐标，计算第一、第二参照反光贴的水平像素距离Ph，计算第二、第三参照反光贴的竖直像素距离Pv，将水平像素距离Ph、竖直像素距离Pv与安装时设定的反光贴之间的实际距离相比，得出图像水平比例系数Sh和竖直比例系数Sv；

S4、计算监测反光贴相对于第一参照反光贴的水平方向和竖直方向的像素距离和实际距离；

S5、比较两幅不同时刻拍摄的照片中监测反光贴相对于第一参照反光贴的偏移量，计算得到监测目标移动的位移。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的远距离高精度位移测量方法，其特征在于，所述参照反光贴和第一、第二、第三监测反光贴的形状为矩形、十字形或圆形；所述参照反光贴和第一、第二、第三监测反光贴采用黄、绿、红或蓝色；所述高清摄像头使用彩色摄像头或灰度摄像头。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的远距离高精度位移测量方法，其特征在于，所述步骤S2过程如下：

对采集的初始图像进行二值化处理，针对监测反光贴以及第一、第二、第三参照反光贴的颜色进行通道过滤，使用开运算和闭运算消除周围噪声的干扰，去除的背景；

对监测反光贴以及第一、第二、第三参照反光贴的轮廓进行匹配；

使用矩方法进行三次差值拟合计算得到监测反光贴以及第一、第二、第三参照反光贴的亚像素中心坐标。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的远距离高精度位移测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，第一、第二参照反光贴的水平实际距离Dh，第二、第三参照反光贴的竖直实际距离Dv，计算得到水平比例系数竖直比例系数

5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的远距离高精度位移测量方法，其特征在于，通过定心算法得到亚像素级别的监测反光贴以及第一、第二、第三参照反光贴的中心坐标，对比不同时刻监测反光贴相对于第一反光贴移动的像素偏移量，利用水平比例系数Sh和竖直比例系数Sv将像素偏移量换算为实际的位移值；

在t1和t2时刻拍摄照片中，监测反光贴中心坐标分别为p1和p2，得到监测反光贴相对于第一参照反光贴的偏移量△d，偏移量公式为：△d＝p1-p2；

由水平比例系数Sh和相对偏移量△d，根据距离换算公式：△x＝△d*Sh得到目标移动的水平位移△x；

由竖直比例系数Sv和相对偏移量△d，根据距离换算公式：△y＝△d*Sv得到目标移动的竖直位移△y。