[发明专利]一种基于主动光源的开口物体识别方法

权利要求书

1.一种基于主动光源的开口物体识别方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤1：设定开口物体的参数标准；所述开口物体为半径为r的圆形物体中，存在同心且半径同为r的楔形的空缺区域，该空缺区域密度为零，该位置光束透过率为100％，即该楔形空缺为此物体一个开口，存在上述开口的物体称为开口物体；

步骤2：对所述开口物体进行图像采集；

步骤3：对图像采集得到的开口物体截断光束进行图像处理，得到图像数据集；

步骤4：利用所述图像数据集训练图像识别模型，利用得到的模型识别图像中开口物体的开口角度大小以及开口方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于主动光源的开口物体识别方法，其特征在于，所述步骤1对物体参数标准设定包括：

步骤11：设定物体开口角个数的判断标准；所述开口角为开口物体上的楔形空缺；

在极坐标系内，设定半径为r，且无任何开口的圆形物体为无开口物体；有n个开口的物体为n开口物体；所述极坐标系极点为圆形物体圆心，极轴为水平方向；开口角，指在上述极坐标系中，开口物体的楔形开口角；

步骤12：在极坐标系内，以极坐标轴θ₀＝0°为参考轴，根据物体开口较参考轴偏移角度设定开口角度的判断标准；所述开口角度指在上述极坐标系中，开口物体的开口的角度大小；

对于极坐标系内半径为r的n开口物体，设定第i个开口终止边界坐标角θ_i与起始边界坐标角θ_i-1的差值θ_i-θ_i-1为该开口的开口角度；

步骤13：在极坐标系内，以θ₀＝0°为参考轴，根据物体开口方向较参考轴偏移角度设定开口方向角度的判断标准；所述开口方向角度指在上述极坐标系中，开口物体的开口角度朝向较极坐标轴θ₀＝0°偏移的角度；

对于极坐标系内半径为r的n开口物体，设定第i个开口起始边界坐标角θ_i-1与坐标轴θ₀＝0°的差值θ_i-1为该开口的口方向角度。

3.根据权利要求1所述的一种基于主动光源的开口物体识别方法，其特征在于，所述步骤2图像采集的系统包括主动光源、相机、数据采集模块以及数据处理模块；

所述主动光源提供主动入射光；

所述开口物体具有不同开口角数目、开口角度、以及开口方向角度的物体，位于主动光源后；入射光光轴垂直入射至开口物体表面中心，即极坐标原点处，部分入射光被物体非开口部分遮挡，部分入射光穿过物体开口位置并继续传播，继续传播的光束称之为截断光束，上述截断光束沿原光轴以及原传播方向继续传播；

所述相机用于接收由被开口物体截断后的光束强度图像，位于主动光源照射的开口物体后，截断光束垂直照射至该相机镜头中心；

所述数据采集模块用于批量储存相机拍摄得到的截断光束强度图像，上述截断光束强度图像体现开口物体的开口特征；

所述数据处理模块对储存的截断光束图像进行处理；

其中，主动光源和相机的响应范围包括可见光波段、近红外/红外波段。

4.根据权利要求1所述的一种基于主动光源的开口物体识别方法，其特征在于，所述步骤2中图像采集的系统由相机采集被开口物体截断后的主动光源强度图像，具体步骤如下：

步骤21：主动光源发出入射光束，照射到开口物体上；

步骤22：调整相机位置，利用自动化程序采集多组开口物体截断后的光束强度图像；

步骤23：更换不同开口物体，重复步骤21至步骤22；

步骤24：将相机采集图像批量储存以供后续图像处理与识别。

5.根据权利要求1所述的一种基于主动光源的开口物体识别方法，其特征在于，所述步骤3中图像处理的步骤是：

该系统位于数据采集后，由图像处理算法对采集图像进行增强、滤波、阈值分割的处理，其工作步骤如下：

步骤31：整合光路采集系统批量采集的截断光束强度图像；

步骤32：对采集图像进行图像增强处理；

步骤33：对采集图像进行图像滤波处理；

步骤34：对采集图像进行图像分割处理。