一种实时准确的线结构光条纹中心提取方法.pdf

第 22 卷 第 1 期 厦门理工学院学报 Vol． 22 No． 1
2014 年 2 月 Journa 7 ． 因此，现有的激光条纹中心提取方法大多无法同时保证算法实时性和准确性．
本文在分析已有方法的基础上，提出一种基于轮廓关键点和能量中心优化的条纹中心线精确提取方
法． 该方法首先利用轮廓点曲率提取轮廓关键点，然后根据轮廓关键点分段求取光带横截面法向量和
光带初始中心，最后利用能量中心优化方法精确提取光条中心线． 实验结果表明，本文方法快速、准
确，可满足自动焊接系统对实时性和准确性的要求．
1 线结构光条纹中心提取
在图像特征提取之前需要对图像进行二值化处理，本文采用差图像的方法提取光条［1］，并采用
［］
最大连通区域方法获取条纹区域，并采用 Sobel 方法提取条纹轮廓 2 ，提取效果如图 1 所示，其中
［收稿日期］ 2013 － 11 － 13 ［修回日期］ 2014 － 01 － 18
［基金项目］ 国家自然科学基金项目 (61103246，61273290); 福建省科技重大重点项目 (2012H6025)
［作者简介］ 郑鹭斌 (1975 － )，男，工程师，研究方向为智能控制、图像处理． E-mail:lbzheng@ xmut． edu． cn· 66 · 厦门理工学院学报 2014 年
图 1(a)为激光条纹原图像，图 1(b) 为经过差图像方法处理后的条纹区域图像，图 1(c) 是利用最大
连通区域方法和 sobel 方法提取轮廓边缘效果图．
（a） 激光条纹原图 （b） 差图像光条提取图 （c） 条纹轮廓提取图
图 1 线结构光条纹轮廓提取效果图
Contour extration results
1. 1 轮廓关键点提取及法向量计算
为了提高激光条纹中心线提取的速度，需要精简轮廓线上的点，为此，本文提出基于轮廓点曲率
分段的关键点提取方法．
1) 轮廓分段
［］
①计算每个轮廓点的变化率 r(P) 8 ，将所有的点设置为未标记．
设置阈值 和从 点出发的方向