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题名激光光条中心线提取研究综述
被引量：23
- 1
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作者
冀振燕
宋晓军
付文杰
冯其波
吴梦丹
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机构
北京交通大学软件学院
北京交通大学理学院
东莞市诺丽电子科技有限公司
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出处
《测控技术》
2021年第6期1-8,共8页
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基金
国家自然科学基金重点项目(51935002)
东莞市引进创新科研团队项目(201536000600028)。
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文摘
激光光条中心线提取在视觉测量、三维重建等领域具有重要的作用。介绍了不同类型的中心线提取模型,并且回顾了这些模型的转变和创新。具体来说,根据模型采用的核心算法,将中心线提取模型分为传统提取模型和基于深度学习的提取模型;传统中心线提取模型又分为极值模型、灰度重心模型、曲线拟合模型、基于Hessian矩阵的Steger模型和可变方向模板模型;结尾从优缺点及其克服的问题等角度对比分析了不同类型的算法模型。分析表明传统激光光条中心线提取算法在图像的适应性和处理的实时性上有较为明显的不足,指出光条中心线提取模型的发展应逐渐偏向于灵活性、泛化性、实时性更强的深度学习领域。
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关键词
激光光条
中心线提取
灰度重心法
Steger算法
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Keywords
laser stripe
centerline extraction
gray-gravity method
Steger algorithm
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分类号
TP391.4
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名复杂背景下激光条纹中心亚像素提取方法
被引量：21
- 2
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作者
甘宏
张超
李林
罗文婷
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机构
福建农林大学交通与土木工程学院
福建省高速技术咨询有限公司
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出处
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期82-89,共8页
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基金
国家重点研发计划项目(2018YFB120181)
国家自然科学基金项目(51608123)
+1 种基金
福建省自然科学基金面上项目(2017J01682
2017J01475)~~
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文摘
针对激光条纹中心提取的复杂背景及噪声干扰问题,提出一种自适应双阈值分割方法及改进灰度权重模型。首先对光条图像的特征及噪声来源进行分析,并采用双边滤波进行图像预处理;然后通过图像灰度直方图计算双阈值,并采用双阈值分区域处理获取二值化图像,从而提取初始条纹中心及条纹宽度;最后利用改进灰度权重模型提取激光条纹亚像素中心。将双阈值分割方法及改进灰度权重模型与传统算法进行对比,结果表明:双阈值分割方法较极值法、大津法能更加准确完整地提取激光条纹区域。对比提取的亚像素中心残差值,改进灰度权重模型(0.23)较灰度重心法(0.71)、极值法(0.86)、高斯拟合法(0.86)具有更优结果。本文方法能有效避免复杂背景以及激光条纹法线方向噪声的影响,提高中心定位精度,具有较高的抗噪能力与稳健性,适用于复杂背景下快速、精确的光条中心提取。
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关键词
双阈值
复杂背景
图像分割
灰度重心法
亚像素中心
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Keywords
double threshold
complex background
image segmentation
gray-gravity method
sub-pixel center
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分类号
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TB872
[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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题名线结构光光条中心提取算法
被引量：14
- 3
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作者
曾超
王少军
卢红
孔聪
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机构
武汉理工大学机电工程学院
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出处
《中国图象图形学报》
CSCD
北大核心
2019年第10期1772-1780,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(51675393)
武汉理工大学研究生优秀学位论文培育基金项目(2017-YS-031)~~
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文摘
目的线结构光视觉测量是一种利用可控光源和数字图像的主动视觉测量方法,光条中心提取是线结构光视觉测量的关键技术,直接影响到线结构光视觉测量的精度。传统灰度重心法只在图像的横向或纵向上计算光条的灰度重心,没有考虑光条的法线方向,精度较低。本文提出一种改进的光条中心提取算法,以期实现光条中心的精确提取。方法在分析线结构光的光条灰度特性基础上,基于传统的灰度重心法,提出一种改进的两步提取算法。基于图像差分法从原始图像中分离出有效的线结构光光条,采用传统灰度重心法对光条中心进行粗提取;在粗提取的光条中心点处通过自定义的方向模板确定光条的法线方向,以粗提取的光条中心点为中心,沿法线方向采用灰度重心法进行二次提取,获取线结构光光条的中心。结果本文采用CCD相机、镜头、线激光器及辅助机构搭建线结构光视觉系统,采用提出的算法对线激光器投影产生的直线型光条、非连续光条和弯曲光条的中心进行提取。通过光条中心提取实验获取的光条中心线的走向与光条的走向大致相同,符合预期的光条中心线。本文将Steger法作为评价标准,分别计算本文算法、传统灰度重心法与Steger法提取的光条中心的偏差,通过对比实验可知,本文算法提取的光条中心的偏差更小,并且程序运行时间比Steger法减少了3 s以上。结论本文研究线结构光的光条中心提取算法,对传统灰度重心法进行改进,能够实现直线型光条、非连续光条和弯曲光条等不同形状光条的亚像素级中心提取,并且在保证较少的程序运行时间的同时,能够提高传统灰度重心法的光条中心提取精度。
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关键词
线结构光
亚像素级
灰度重心法
光条中心提取算法
方向模板
法线方向
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Keywords
line structured light
sub-pixel level
gray-gravity method
center extraction algorithm of light stripe
direction template
normal direction
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分类号
TP301.6
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名基于块匹配的激光条纹亚像素中心提取
被引量：6
- 4
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作者
潘硕
邵新杰
李晓磊
唐香珺
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机构
陆军工程大学石家庄校区车辆与电气工程系
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出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期814-819,共6页
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文摘
线结构光进行三维测量时获取的结构光图像易受噪声干扰,影响了光条中心提取精度,进而限制测量系统精度。为减少噪声干扰,提高光条中心坐标提取精度,提出了一种基于块匹配的光条中心提取方法。通过骨架细化算法初步提取光条像素中心,在每个像素中心周围生成包含其邻域信息的图像块,通过块匹配寻找结构光图像中的相似光条结构,求取具有相似结构的光条中心坐标均值作为最终坐标中心。通过仿真分析和实验验证,该算法能够有效抑制图像噪声影响,提高了光条中心提取精度。
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关键词
线结构光
光条中心
骨架细化
灰度重心
-
Keywords
line structured light
light stripe center
skeleton thinning algorithm
gray-gravity method
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分类号
TN247
[电子电信—物理电子学]
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名星敏感器灰度重心法质心定位系统误差分析及补偿算法
被引量：2
- 5
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作者
王海涌
宋振飞
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机构
北京航空航天大学宇航学院
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出处
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2016年第4期146-148,共3页
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文摘
灰度重心法对星敏感器星像点进行质心定位,存在周期性系统误差,且高斯半径越小,误差峰值越大。为了对该型误差进行补偿,以积分型高斯点扩散函数为理想模型,所生成的星像点作为参考灰度数据,在时域上对灰度重心法开展仿真分析,对系统误差进行曲面拟合,拟合结果经过一阶泰勒展开处理,获得了误差补偿模型。仿真结果表明补偿算法显著提高了质心定位精度,高斯半径小至0.35像素,补偿后的质心定位精度优于10-3像素。
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关键词
灰度重心法
质心定位
系统误差
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Keywords
gray-gravity method
centroid localization
system error
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分类号
V448.22
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名三角测距激光雷达的光斑定位算法研究
被引量：12
- 6
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作者
李高
何元烈
曾碧
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机构
广东工业大学计算机学院
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出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第11期1692-1697,共6页
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基金
广东省产学研合作专项资金项目(2014B090904080)
广东省应用型科技研发专项资金项目(2015B090922012)
东莞市产学研合作项目(2015509109107)
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文摘
为了降低激光雷达测距系统的光斑信号噪声,提高系统的测距精度,对属性距离加权平均滤波及灰度质心法进行改进,提出一种应用于激光雷达系统的改进算法。以曲率为属性的属性距离加权平均滤波在去噪的同时很好地突出了光斑的峰值点。通过多次迭代计算灰度质心的求质心方法,进一步地提高光斑中心的定位精度,还解决了一般平方加权质心法容易受到噪声影响的问题。在MATLAB仿真环境中对实际采集的数据进行处理,实验表明本文算法对于4μs的像素单元可以取得0.05 pix的定位精度,并具有较好的稳定性。
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关键词
机器人传感器
二维激光雷达
亚像素定位
属性距离加权平均滤波
平方加权质心法
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Keywords
robot sensor
2-D laser radar
sub pixel positioning
attribute distance weighted average filter
squareweighted gray-gravity method algorithm
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分类号
TP212.6
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名高斯加权的二维灰度重心法提取光条中心
被引量：17
- 7
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作者
严婷婷
李锋
王琦
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机构
江苏科技大学电子信息学院
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出处
《计算机工程与设计》
北大核心
2020年第12期3570-3574,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(61671221)。
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文摘
为解决摄像机采集的激光条纹图像出现的明显不均匀现象,提高光条中心提取的精度和实时性,提出一种改进的二维灰度重心法。对光条图像进行中值滤波,用阈值法处理滤波后的图像;采用灰度邻域属性法进行光条中心的粗提取,求出条纹各列的法向宽度值;利用高斯加权的二维灰度重心法提取激光条纹中心。实验结果表明,在复杂的背景下该方法提取光条中心的精度和实时性均优于传统的灰度重心法、方向模板法以及自适应二维灰度重心法。
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关键词
复杂背景
阈值
灰度邻域属性法
高斯加权
灰度重心法
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Keywords
complex background
threshold
gray neighborhood attribute method
Gaussian weighting
gray center of gravity method
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名基于改进灰度重心法的线结构光中心提取算法
被引量：1
- 8
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作者
夏鑫
付生鹏
夏仁波
赵吉宾
侯维广
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机构
中国科学院大学
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
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出处
《激光杂志》
CAS
北大核心
2024年第1期75-79,共5页
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基金
国家自然科学基金(No.51805527、52075532、91948203)。
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文摘
针对传统算法无法准确提取线结构光条中曲率变化较大区域中心线的缺陷,提出了一种基于改进灰度重心法的线结构光中心线提取算法。基于阈值法提取感兴趣区域和开闭运算滤除图像中的噪声点,获取质量相对较高的待处理图像;利用灰度重心法提取光条中心点,得到初始坐标并设置一个矩形计算区域,根据最小二乘法计算每个初始点的方向向量和法向量;在设定的矩形区域内计算初始点在其法线方向上的偏移量,得到精确的中心点坐标。实验结果表明:提出的算法能在线结构光中心中曲率变化较大区域精确提取中心线,提取精度均值为0.096 pixels,精度比率为44.2%,平均提取速度为0.082 s。
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关键词
线结构光中心线
改进灰度重心法
区域法向量
直线拟合
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Keywords
centerline of line structured light
improved gray gravity method
region normal vector
linear fitting
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分类号
TN249
[电子电信—物理电子学]
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题名基于双边最邻近搜索的光条中心线提取方法
被引量：3
- 9
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作者
易京亚
孙闯
苏金宇
赵天光
岑洎涛
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机构
季华实验室智能机器人工程研究中心
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出处
《激光杂志》
CAS
北大核心
2022年第12期174-178,共5页
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基金
广东省季华实验室基于电弧焊的标准化机器人单元项目(No.X190041TB190)。
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文摘
线激光三维扫描系统中,灰度重心法作为光条中心线提取常用算法,具有速度快,计算简单等特点,为提高灰度重心法定位精度,往往需要计算中心线局部法线方向,而现有局部法线计算方法引入大量复杂计算,不利于算法整体性能提升。为此,提出光条双边最邻近搜索方法,实现简单、快速的局部法向计算。该方法先通过光条梯度局部极大值获取光条双边缘;再对左右双边缘采用最邻近搜索算法快速获取局部法向;最后,根据局部法向逐行进行灰度重心法计算,获取各行激光中心点亚像素坐标。实验结果显示,该方法中心线提取均方根误差为0.00496 pixel,相较于传统的Steger算法以及灰度重心法,不仅具有更好的中心线提取精度,同时也具备优秀的提取速度。
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关键词
线激光
中心线提取
灰度重心法
最邻近搜索
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Keywords
line laser
center extraction
gray gravity center method
nearest neighbor search algorithm
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分类号
TN249
[电子电信—物理电子学]
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题名基于激光条带追踪的桥梁振动非接触测量方法
被引量：1
- 10
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作者
唐亮
吴桐
杜鹏
刘年
周志祥
戚小磊
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机构
重庆交通大学土木工程学院
深圳大学土木与交通工程学院
中铁二十二局集团第五工程有限公司
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出处
《工程科学与技术》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期135-145,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(51708068)
重庆交通大学研究生科创基金项目(2021B0004)。
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文摘
针对计算机视觉的结构位移测量方法存在对靶点要求高及光照依赖性强的问题,提出一种通过竖直投射激光条带于桥梁结构表面,追踪光带中心以分析桥梁振动的新方法。通过大功率线激光器投射激光线至梁底面或顶面,倾斜拍摄激光线连续影像,利用改进灰度重心法亚像素追踪图像上激光条带中心线位置的改变,几何换算得到桥梁振动位移时程曲线,进而分析获得桥梁结构的动力参数。对简支梁模型桥进行锤击强迫振动室内试验,利用SONY 4K摄像机进行影像采集,利用LVDT位移传感器和加速度传感器进行同步数据采集。分析结果表明:激光条带横截面光强近似服从高斯分布,通过改进灰度重心法可得到激光条带中心亚像素坐标,追踪连续影像条带中心位置改变,进而得到其振动位移时程曲线;以LVDT采集数据为参考,SONY摄像机所得动位移测量结果相对误差极值为3.17%;以加速度传感器为基准对模态分析结果进行比较,摄像机对前两阶频率识别的相对误差极值为1.81%,表明动位移测量与低阶模态参数识别都取得了理想的效果;不同于加速度传感器所得模态振型空间精度受限于传感器数量,本文方法所得模态振型空间精度可达像素级,且几乎无环境光照改变干扰试验结果。该方法为非接触测量识别桥梁自振特性提供了一条经济高效的思路。
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关键词
结构健康监测
非接触测量
激光条带
动力响应
灰度重心法
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Keywords
structural health monitoring
non-contact measurement
laser stripe
dynamic response
gray gravity method
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分类号
U446.3
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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