[发明专利]一种基于DSP实现的目标一维位置参数测量方法

权利要求书

1.一种基于DSP实现的目标一维位置参数测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，对目标表面的人工标记的标记半径进行设计；

步骤2，利用快速标记检测算法获得标记中心初值及对标记点进行二次搜索；

步骤3，利用系统标定算法对相机与导轨间的相对位姿进行标定，建立准确的参数对应关系；

步骤4：利用基于DSP的快速标记检测算法对人工标记进行快速检测。

2.如权利要求1所述的一种基于DSP实现的目标一维位置参数测量方法，其特征在于，步骤1的具体实现方法如下：

步骤1.1：根据测量系统参数，半径为R的圆，其在水平方向上的最大成像像素数为n_max，则：

其中，dx为水平方向上的像元尺寸；

标记圆的几何半径为：

根据n_max的取值范围和测量系统的参数可获得R的取值范围；

步骤1.2：设标记圆的中心坐标:为(X_i,Y₀,Z_i)，其成像椭圆的中心坐标为(x_i,y_i)，其中，X_i与Z_i的几何约束如下：

根据小孔成像模型，成像点横坐标x_i可表示为：

滑块的位置参数可由式(3)、(4)联立得到：

3.如权利要求1所述的一种基于DSP实现的目标一维位置参数测量方法，其特征在于，步骤2的具体实现方法如下：

步骤2.1：对顶场进行隔列扫描全图像1/4的部分，获得标记中心初值；

步骤2.2：提取红色标记点，利用YUV图像的V分量进行筛选，保留V分量大于12的像素点；

后续将YUV分量转换为RGB分量进行筛选，转换方式如下：

满足以下条件的像素点即为标记点：

(R＞50)(R＞2.5·G||R-G＞40)(R＞2.5·B||R-B＞40) (7)

步骤2.3：对标记点的X，Y坐标值取均值，即为标记中心Center₀初值(r₀,c₀)；

步骤2.4：根据标记中心初值确定顶场、底场的搜索区域，进行逐点扫描，对标记点进行二次搜索，

(1)顶场的搜索区域：以(r₀,c₀)为中心，半径为50像素的圆形区域；

(2)底场的搜索区域：以(r₀+576/2,c₀)为中心，半径为50像素的圆形区域；

步骤2.5：对标记点的坐标进行处理：

(1)顶场：设标记点坐标为(r_i,c_i)(行，列)，转换为(2·r_i-1,c_i)；

(2)底场：设标记点坐标为(r_i,c_i)(行，列)，转换为(2·(r_i-576/2),c_i)；

步骤2.6：对标记点列坐标进行畸变校正，取校正后的列坐标均值X₀。

4.如权利要求1所述的一种基于DSP实现的目标一维位置参数测量方法，其特征在于，步骤3的具体实现方法如下：

步骤3.1：利用高精度控制系统沿导轨方向控制滑块移动，保存标定图像并记录滑块的真实位置参数，真实位置参数可控制系统给出；

步骤3.2：根据标记检测算法计算所有图像的标记中心X坐标；

步骤3.3：根据{标记中心坐标，位置参数真值}集合及位置参数求解函数式，基于最小二乘法拟合出距离、导轨倾角等系统参数；

步骤3.4：根据拟合参数，得到位置参数求解的表达式。