[发明专利]一种教育玩具套件及其反光镜位置检测方法

权利要求书

1.一种教育玩具套件的反光镜位置检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，首先将平板电脑的底端安装于第二凹槽内，然后通过第四凹槽将头盔探测器安装于平板电脑的顶端；

步骤二，固定安装好后，通过平板电脑的前置摄像头采集图像；

步骤三，在前置摄像头采集的图像中提取出定位孔的位置图像；

步骤四，通过步骤三中提取出的位置图像，判断出定位孔的位置，由定位孔的位置判定平板电脑是否安装准确如果不准确执行所述步骤一至四的步骤，重新安装，直至测定安装准确为止，如果安装准确执行步骤五；

前置摄像头获得的正确图像中，定位孔应该位于图像的中心点位置；预先设定一个偏差阈值，只要定位孔的偏差小于等于偏差阈值即认为安装准确；如果图像中出现了定位孔，但是定位孔超过偏差阈值，则表示平板电脑没有正确安装；如果定位孔没有出现在图像中，则表示平板电脑或者头盔探测器没有正确安装；

所述步骤五，在图像中提取只含有槽线的位置图像，并且测定槽线长轴与X轴的夹角绝对值；

步骤六，由槽线长轴与X轴的夹角绝对值判定反光镜是否安装准确。

2.根据权利要求1所述的一种教育玩具套件的反光镜位置检测方法，其特征在于，所述步骤二的具体步骤为：

将平板电脑前置摄像头获取的图像定义为I_xy，I_xy＝f(x，y)；

其中，(x，y)表示图像像素点的位置坐标，f(x，y)表示图像的在(x，y)上的像素值；

由于摄像头采集的图像为彩色图片，因此f(x，y)＝(R_xy，G_xy，B_xy)；

其中，R_xy表示图像像素点在红色通道的色彩值，G_xy表示图像像素点在绿色通道的色彩值，B_xy表示图像像素点在蓝色通道的色彩值；

3.根据权利要求2所述的一种教育玩具套件的反光镜位置检测方法，其特征在于，所述步骤三的具体步骤为：

首先，把步骤二中采集得到的彩色图像转换为灰度图像，具体公式为：

Gray(x，y)＝0.2989×R_xy+0.5870×G_xy+0.1140×B_xy；

其中，Gray(x，y)表示灰度图像；

进一步地，定义一个模板矩阵用以提取定位孔，模板矩阵大小为(n+2)×(n+2)，并且模板矩阵是中间为n×n零矩阵、边界为1的方形矩阵，模板矩阵具体为：

其中，mask_(n+2)×(n+2)表示模板矩阵；

进一步地，把灰度图像与模板矩阵一起做卷积运算；

因为定位孔设置于第三凹槽的侧壁底侧，所以定位孔应该位于灰度图像的上半部分，在卷积运算的过程中只去灰度图像的上半部分与模板矩阵一起做运算即可；

卷积运算的具体公式为：

0≤s≤M_r+n+1；

0≤t≤M_c+n+1；

α=1(4n+4);]]>

其中，M_r表示图像的高度，M_c表示图像的宽度，C(s，t)表示卷积图像，n的具体数值由图像中定位孔的直径确定；

进一步地，从灰度图像中减去卷积图像得出差图像，再计算差图像的像素值，并对差图像进行二值化处理，具体公式为：

B(x,y)=1,Gray(x,y)-C(x,y)<-300,Gray(x,y)-C(x,y)≥-30;]]>

其中，B(x，y)表示差图像的二值化图像；

进一步地，采用形态学先验知识滤除非定位孔区域，得到只含有定位孔的图像。