[发明专利]基于激光清除异物装置的目标预测方法

权利要求书

1.一种基于激光清除异物装置的目标预测方法，其特征在于：该方法基于激光清除异物装置，该装置包括转台(1)、激光部件(2)、输入输出装置、控制系统、视觉传感器(8)；其中，转台(1)包括方位部件(9)和俯仰部件(10)，方位部件(9)安装在底座上方，俯仰部件(10)安装在方位部件(9)上方，激光部件(2)包括激光发射头(21)，激光发射头(21)和视觉传感器(8)安装在俯仰部件(10)上；

控制系统与视觉传感器(8)连接，调整视觉传感器(8)参数，视觉传感器(8)用于捕获异物点，将图像传给控制系统进行图像识别；控制系统分别与方位部件(9)、俯仰部件(10)相连，控制系统对图像识别的结果进行处理，驱动方位部件(9)、俯仰部件(10)进行方位和俯仰两自由度的转动，从而带动激光部件(2)和视觉传感器(8)转动；输入输出装置与控制系统连接，用于显示控制系统的控制界面和输入操作信息；

该方法包括以下步骤：

步骤一：视觉传感器实时采集包括目标在内的当前图像帧，并传给控制系统，在显示屏上实时显示图像；

步骤二：控制系统接收输入装置传入的跟踪命令后，进入跟踪状态；

步骤三：控制系统对当前的图像帧进行目标异物识别，得到异物缠绕点的图像坐标；

步骤四：控制系统将图像坐标信息解算成角度坐标，并将时间和角度坐标存储在一组预留的数组中；同时将角度坐标解算成转台命令，发送给转台进行跟踪；重复步骤三～四n次后，继续执行步骤五；

步骤五：通过存储的n组数据，建立运动学模型得到转台角度坐标系中俯仰角度的预测函数v(t)，将数据拟合成曲线，得到具体的函数参数；

步骤六：控制系统对当前图像进行图像处理和异物识别，得到异物缠绕点的图像坐标信息，解算成角度坐标，与预测的当前t₀时刻的俯仰角度坐标v(t₀)比较，当误差大于设定误差k时，返回步骤三；否则继续执行下一步；

步骤七：将步骤六图像识别得到的角度坐标解算成转台命令，发送给转台进行跟踪；

步骤八：控制系统判断视觉传感器是否接收到新的图像帧，如果是，重复步骤六到八；如果否，继续执行步骤九；

步骤九：根据预测函数v(t)预测异物缠绕点下一时刻存在的角度坐标，解算成转台命令后发送给转台，重复步骤八直至输入装置传入结束命令。

2.根据权利要求1所述的目标预测方法，其特征在于：步骤三和步骤六所述的目标异物识别方法为：

1)控制系统将相机捕捉到的像素值为n*m图像的灰度化；

2)将图像转化成byte数组的形式，得到一个n*m的图像矩阵，其中每一个元素A_ij对应该像素点的灰度值

3)获取图像中指定区域的图像信息，转换为图像识别矩阵，将矩阵表示的图像信息在相机平面的坐标系中分别进行x轴和y轴的投影；即对于图像识别矩阵中每一行、每一列求∑A_i，j，对该结果作曲线图，得到在x轴和y轴上的投影；

4)通过分析投影得到的曲线，得到波谷值对应的图像坐标，即异物缠绕点坐标(x₁，y₁)。

3.根据权利要求1所述的目标预测方法，其特征在于：步骤四中所述n次优选50次。