[发明专利]一种透明容器内物位机器视觉测量仪的物位高度标定方法

权利要求书

1.一种透明容器内物位机器视觉测量仪的物位高度标定方法,其特征在于：

包括物位计标定杆、可嵌入式编程的摄像机，其中物位计标定杆上画出(N+1×)2的大小均匀的黑白棋盘格，共N个内角点，以内角点位置作为标定高度，每个内角点的高度代表物位计的刻度；

还包括标定杆拍照、图像中的棋盘格内角点检测以及标定杆标定三个步骤，具体标定步骤如下：

A、将标定杆置于物位计位置，保持物位计和标定杆最低刻度位置一致，物位计和标定杆平行；

B、调整并固定摄像机，并对该标定杆拍照，对拍照后的标定杆图像进行棋盘格内角点检测，检测算法步骤如下：

a、裁剪图像，保留需要标定的标定杆图像，至少保留所有内角点及其邻域的图像，去除其他多余的图像；

b、对裁剪后的图像进行引导滤波预处理；

c、利用改进的SV角点检测算法进行内角点检测，具体方法是对处理后的图像遍历图像中每个像素点x(i,j)，找出满足如下条件的像素点：该点的d邻域，内像素点的像素方差大于某阈值，且该点d邻域不对称度ξ小于某阈值，不对称度公式并且满足自相似度公式ε∈(0,1)为阈值，这里所有参数阈值通过人为控制，使得检测到的点都在内角点附近；

d、通过上述步骤检测到的点都为疑似内角点，对于所有检测到的点按照之间距离小于d进行分类，这样可以得到N个类，每一类的点的像素坐标通过在该类内加权平均后的坐标作为该内角点的的像素坐标，权值与该点的不对称度相关，不对称度越大，权值越小，每个权值用表示；

C、液位高度标定：对于每个检测到的内角点像素值，取能表示物位高度的坐标，从小到大设为h₁,h₂,…,h_N，对应标定杆内角点高度分别为H₁,H₂,…,H_N，设图像中内角点高度与实际标定杆内角点高度的关系满足多项式关系，进行n次多项式拟合，拟合的多项式即为标定公式：

H＝a₀+a₁h+a₂h²+…+a_nhⁿ                                     (1)

具体拟合公式是通过优化以下公式获得多项式系数：

其中a＝(a₀,a₁,…a_n)，采用梯度下降或牛顿迭代、拟牛顿迭代、共轭梯度法、Levenberg-Marquadt迭代方法进行优化，对于检测到的物位的图像像素高度，通过公式(1)计算得到实际物位高度。