一种基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法
专利汇可以提供一种基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法，包括以下步骤：实时采集激光线照射在传输带石头上的图像；进行色彩空间模型转换；通道拉伸变换处理；通道增强处理； 模版 差分处理与提取 曲率 特征处理，计算激光的中心 位置 ，得到激光的单 像素 结果图；对单像素结果去除噪点；获取激光线的图像二维坐标；计算出 帧 与帧之间的距离，即为运动方向上的距离；将图像二维坐标对应的点转换为三维空间坐标；形成三维空间模型；进行空间点 云 滤波去除杂质；提取石头的高度和面积信息，设定 阈值 ，判断是否为目标形状的石头，并输出目标石头的坐标信息。本发明能够自动、准确提取生产线传送带上石头的形态信息，将目标尺寸石头的坐标信息实时输出。，下面是一种基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法专利的具体信息内容。
1.一种基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、调节相机参数，包括采集的对比度，相机曝光和增益，实时采集激光线照射在传输带石头上的图像；并记录图像对应的时刻信息，以及传输带固定的运动速度；
S2、采用多线程对采集的图像进行色彩空间模型转换，将RGB颜色空间转换至LAB颜色空间；
S3、对转换到LAB颜色空间的图像进行通道拉伸变换处理，将L分量拉伸至0至100，A分量拉伸至0至255，B分量拉伸至0至255；
S4、根据激光器发射激光的颜色进行不同处理，激光的颜色包括红、绿、蓝，在通道拉伸变换后的图像上，通过加权系数提取增强通道的结果；
S5、对通道增强处理后的图像，通过模版差分与提取曲率特征，计算激光的中心位置，得到激光的单像素结果图；
S6、对单像素结果图进行投影变换，并去除噪点；
S7、对去噪后的单像素结果图遍历，获取激光线的图像二维坐标(X，Y)；
S8、根据步骤S1获取到的图像对应的时刻信息，以及传输带固定的运动速度，计算出帧与帧之间的距离，即为运动方向上的距离；
S9、通过激光线变形规律和运动方向上的距离，将步骤S7中每一个图像二维坐标对应的点(X，Y)转换为三维空间坐标(X，Y，Z)；
S10、根据所有点的三维空间坐标，采用PCL点云库进行三维点云管理，形成三维空间模型；
S11、对三维空间模型中的三维点云，进行空间点云滤波去除杂质；
S12、根据三维空间模型提取石头的高度和面积信息，通过设定的阈值进行比较，判断是否为目标形状的石头，并输出目标石头的坐标信息。
2.根据权利要求1所述的基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法，其特征在于，步骤S4中进行通道增强处理的方法为：
根据不同激光颜色，增强通道提取的系数为：m0、m1，且m0+m1＝1；
对通道增强处理后的图像中的一点P(i，j)，对应LAB通道的值分别为l、a、b；则处理增强通道结果为：P′(i，j))＝m1*a+m2*b。
3.根据权利要求1所述的基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法，其特征在于，步骤S5中进行模板差分处理的方法为：
S51、对通道增强处理后的图像的m列进行模板差分，对该列的像素进行三阶后向差分，采用模版 (3 ，-1 ，-1，-1) ，对于当前点P(i，m) ，出发处理的公式为：
S52、对该列上所有的f(i，m)，按i递增的方向形成一维数组Fm，即差分曲线；
S53、对差分曲线Fm进行曲率变换，找到最大波峰峰值fmax和最大波谷峰值fmin，两点在Fm中下标分别为p、q；
S54、激光的中心位置为Indexm＝(p+q)/2；
S55、利用每一列的中心位置(Indexm，m)组成激光的单像素提取结果图。
4.根据权利要求1所述的基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法，其特征在于，步骤S6中进行投影变换的方法为：
S61、对M×N的单像素结果图进行Y方向上的投影，计算公式：
其中，f(i，j)表示单像素结果图的第i列第j行；
S62、通过对投影后的灰度值曲线搜索，找到激光线所在区域的左右边界Ymin和Ymax；
S63、将图像中纵坐标在0～Ymin和Ymax～N之间区域的灰度值全部置为零，去除噪点。
5.根据权利要求4所述的基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法，其特征在于，步骤S7中进行单像素结果图遍历获取图像二维坐标的方法为：
S71、对单像素结果图按列进行遍历，每列最多只有一个不为零的值；
S72、对第i列进行遍历时，记录不为零的值对应的行号为j；
S73、将(i，j)存入数组，继续下一列的遍历，直到将整幅图搜索完毕，则图像二维坐标获取完成。
6.根据权利要求1所述的基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法，其特征在于，步骤S8中计算帧与帧之间距离的方法为：
S81、系统采集的上一帧图像的时刻为T0，获取当前帧图像的时刻为T1，传输带轴的固定运动速度为V0；则运动方向上的距离为：Δd＝(T1-T0)*V0。
7.根据权利要求1所述的基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法，其特征在于，步骤S9中将二维坐标转换为三维空间坐标的方法为：
S91、激光安装与相机成θ角，当前激光线的标定值为Hbase，相机的像素解析度为Pixel，当前需要转换点的二维坐标为(x0，y0)，转换成功后的坐标为(X，Y，Z)；
S92、则当前点在运动方向上的坐标为X＝Δd；
S93、则当前点的坐标Y＝x0；
S94、则当前点的高度Z＝((Hbase-y0)*Pixel)/tanθ；
S95、(x0，y0)转换成功后的坐标为(X，Y，Z)。
8.根据权利要求1所述的基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法，其特征在于，步骤S12中提取石头的高度和面积信息，以及设定阈值进行比较判断的方法为：
S121、设定高度阈值Ht，筛选整个点云空间数据，当前点A坐标为(x0，y0，z0)；
S122、若z0大于Ht，则将点A的x0，y0存储在深度图M中，对应的灰度值为z0；若z0小于Ht，则不做处理；
S123、在深度图M中进行连通域检测，将连通域面积大于阈值St的面积块标记；
S124、将标记好的面积块的中心位置输出，并在三维点云上把对应的点加伪彩显示。
一种基于激光扫描的传输带石头在线分拣方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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