[发明专利]线结构光条纹中心提取方法

权利要求书

1.一种线结构光条纹中心提取方法，其特征在于，包括：

对摄像机采集的原始光带图的每一列像素灰度值进行拟合差分处理，得到拟合差分曲线；每一列图像像素灰度值拟合曲线呈近似高斯分布；

依次将所述原始光带图每一列像素的拟合差分值输入至预先构建的有限状态机中；所述有限状态机基于高斯曲线特性构建，用于检测所述拟合差分曲线中峰值最高的波峰、零点位置和峰值最低的波谷位置以得到与光条纹中心距离误差小于一个像素的像素点位置；

根据所述有限状态机输出的像素点位置进行光条纹中心亚像素级定位，得到所述原始光带图的光条纹中心。

2.根据权利要求1所述的线结构光条纹中心提取方法，其特征在于，所述有限状态机包括初始状态、具有触发条件的第一状态、第二状态和第三状态；当输入像素的差分信号强度值满足触发条件后从当前所处状态自动跳转至所述第一状态或所述第二状态或所述第三状态，同时更新相应状态的参数值；

所述第一状态包括分别用于存储所述拟合差分曲线波峰的信号强度值和像素位置的第一波峰参数和第二波峰参数；所述第二状态包括分别用于存储所述拟合差分曲线的最大波峰和最大波谷之间的零点的差分信号强度值和像素位置的第一零点参数和第二零点参数、所述零点前一个点的差分信号强度值的第三零点参数；所述第三状态包括分别用于存储所述拟合差分曲线波谷的信号强度值和像素位置的第一波谷参数和第二波谷参数。

3.根据权利要求2所述的线结构光条纹中心提取方法，其特征在于，所述当输入像素的差分信号强度值满足触发条件后从当前所处状态自动跳转至所述第一状态或所述第二状态或所述第三状态包括：

将当前列像素的拟合差分信号未输入所述有限状态机，所述有限状态机处于所述初始状态；

将当前列像素的拟合差分信号输入所述有限状态机，若所述当前列像素的当前像素的差分信号强度大于最小有效差分信号强度和所述第一波峰参数，则自动跳转至所述第一状态；若所述有限状态机当前所处状态为所述第一状态，所述当前像素的差分信号强度值小于0但大于所述最小有效差分信号强度值负值、且所述当前像素的上一个像素的差分信号强度大于0，则自动跳转至所述第二状态；若所述有限状态机当前所处状态为所述第一状态，所述当前像素的差分信号强度值小于或等于最小有效差分信号强度值负值、且所述当前像素的上一个像素的差分信号强度大于0，则自动跳转至所述第三状态，并用所述当前像素的像素位置和差分信号强度及上一个像素的差分信号强度更新所述第二状态的参数值；若所述有限状态机当前所处状态为所述第二状态，所述当前像素的差分信号强度值小于或等于最小有效差分信号强度值负值，则自动跳转至所述第三状态；若所述有限状态机当前所处状态为所述第三状态，所述当前像素的差分信号强度值小于所述拟合差分曲线波谷的信号强度值，则所述第三状态的参数值自动更新。

4.根据权利要求1所述的线结构光条纹中心提取方法，其特征在于，所述对摄像机采集的原始光带图的每一列像素灰度值进行拟合差分处理，得到拟合差分曲线包括：

采用FIR滤波器的Savitzky-Golay方法对所述原始光带图的每一列像素进行平滑去噪，得到滤波灰度曲线；

对所述滤波灰度曲线进行拟合差分运算，得到所述拟合差分曲线。

5.根据权利要求2所述的线结构光条纹中心提取方法，其特征在于，所述根据所述有限状态机输出的像素点位置进行光条纹中心亚像素级定位，得到所述原始光带图的光条纹中心包括：

获取所述有限状态机处理完当前列像素后各状态的参数值，并通过所述有限状态机各状态参数值判断所述当前列像素中是否存在光条纹中心；

若是，则根据所述有限状态机的第二状态的所述第一零点参数、所述第二零点参数、所述第三零点参数和所述零点前一个点的像素位置构建像素位置-差分信号强度一次直线，并以所述一次直线差分灰度值为0的点作为所述光条纹中心。