[发明专利]用于车辙检测的结构光光条中心提取方法及装置

权利要求书

1.一种用于车辙检测的结构光光条中心提取方法，包括以下步骤：

步骤A：在采集的结构光光条图像中提取光条中心的感兴趣区域，得到光条中心图像，并对所述光条中心图像进行图像去噪；

步骤B：在所述光条中心图像中选取沿光条法线方向的相邻M列像素分别作为参考列，M为1、3、5或7，在所述光条中心图像上的参考列处选取参考窗，所述参考窗沿光条法线方向以其中一参考列的搜索起点为中心并具有长度L，获取所述参考窗内的每列参考列的灰度值作为相应参考列的参考列激光光条信号，并选取每列参考列灰度值最大位置处作为相应参考列的搜索起点；

步骤C：在所述光条中心图像中选取沿光条法线方向的相邻N列像素分别作为搜索列，其中N＝M，在所述光条中心图像上的搜索列处确定搜索窗，所述搜索窗沿光条法线方向的位置、尺寸和参考窗相同，获取所述搜索窗内的每列搜索列的灰度值作为相应搜索列的搜索列激光光条信号；

步骤D：利用信号相关法将N列搜索列激光光条信号与M列参考列激光光条信号一一相关，将得到的N个相关结果进行相加求极大值，得到相关最大值以及该相关最大值处对应的信号偏移量；其中，步骤D具体包括：

子步骤D1：将N列搜索列激光光条信号与M列参考列激光光条信号一一相关，按照以下公式分别得到相关最大时的N个相关结果：

其中L是参考窗长度，r_xy(l)是以x(q)为参考列，y(q)为搜索列进行相关的相关函数；

子步骤D2：将得到的N个相关结果进行相加，从和值的曲线中得到相关最大值作为第n列搜索列的相关最大值，该第n列搜索列的相关最大值处的信号偏移量为L-Py，其中L为参考窗沿光条法线方向的长度，Py为相关最大值处的坐标；

步骤E：将该信号偏移量作为第n列搜索列的光条中心沿光条法线方向上相对于搜索起点发生的位置偏移量，确定第n列搜索列的光条中心的位置，其中第n列搜索列位于所述N列搜索列的最中间列，n＝(N+1)/2；

步骤F：在所述光条中心图像中依次选取不同的相邻N列像素，重复步骤C至E的处理，直至确定所述光条中心图像中每个搜索列的光条中心的位置。

2.根据权利要求1所述的结构光光条中心提取方法，其特征在于，步骤E中，第n列搜索列的光条中心的位置为(n，k+L-Py)，其中，k表示M列参考列的搜索起点沿光条法线方向的坐标的算术平均值。

3.根据权利要求1所述的结构光光条中心提取方法，其特征在于，所述结构光光条中心提取方法还包括步骤G：

对步骤F中所获取的光条中心进行拟合得到光条中心曲线。

4.一种基于信号相关法的结构光光条中心提取装置，包括：

线激光器，用于向待测面投射结构光，在该待测面上形成结构光光条；

摄像设备，其光轴与结构光平面成一夹角，用于采集结构光光条图像；以及

图像处理设备，用于按照如权利要求1至3任意一项所述的结构光光条中心提取方法，对采集的所述结构光光条图像进行处理。

5.根据权利要求4所述的结构光光条中心提取装置，其特征在于：

所述图像处理设备为工控机，连接至所述线激光器和摄像设备，用于对所述线激光器和摄像设备进行控制，以及对采集的所述结构光光条图像进行处理；和/或

所述摄像设备为CCD相机。

6.一种车辙检测方法，包括以下步骤：

按照如权利要求1至3任意一项所述的结构光光条中心提取方法，确定光条中心图像的光条中心；

将确定的光条中心的坐标代入标定的光平面方程中，获取车辙的实测光条曲线。