一种快速反应的横向限位和纠偏装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105590105A(43)申请公布日2016.05.18(21)申请号201610009441.7(22)申请日2016.01.07(71)申请人黎海纤地址315202浙江省宁波市镇海区荣骆路372号(72)发明人黎海纤(74)专利代理机构北京高航知识产权代理有限公司11530代理人赵永强(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图1页(54)发明名称一种快速反应的横向限位和纠偏装置(57)摘要本发明公开了一种快速反应的横向限位和纠偏装置，包括普通横向限位和纠偏装置和安装在横向限位和纠偏装置上的目标识别装置，识别装置包括建模模块、分段模块、合并模块和滤波模块。本发明通过在横向限位和纠偏装置上加装目标识别装置，能够有效增强横向限位和纠偏装置的自适应能力，横向限位和纠偏装置通过目标轮廓识别目标，识别过程中能有效滤除目标轮廓噪声，从而对目标做出正确识别，根据目标位置和形状进行限位和纠偏。CN105590105ACN105590105A权利要求书1/2页1.一种快速反应的横向限位和纠偏装置，包括普通横向限位和纠偏装置和安装在横向限位和纠偏装置上的目标识别装置，该横向限位和纠偏装置具有很强的自适应能力，目标识别装置能够根据目标轮廓对目标进行识别，其特征是，包括建模模块、分段模块、合并模块和滤波模块；其中，建模模块，用于建立目标轮廓的参数化方程：对于给定的目标轮廓G(t)，其弧长参数化方程表示为G(t)＝(x(t),y(t))，其中x(t)和y(t)分别表示轮廓点的坐标，t表示轮廓曲线方程的参数，且t∈[0,1]；含噪轮廓的弧长参数化方程表示为：GN(t)＝G(t)+N1(t)+N2(t)G(t)，其中加性噪声部分N1(t)＝N1(x1(t),y1(t))，乘性噪声部分N2(t)＝N2(x2(t),y2(t))；分段模块，用于对轮廓的分段：目标轮廓G(t)和含噪轮廓GN(t)所对应的曲率分别为k(t)和kN(t)；选宽度为D的窗函数W(n)，D∈{7，9}，对曲率kN(t)进行邻域平均，得到平均曲率k1N(t)，同时对窗口内的曲率值排序，选定中值曲率k2N(t)，将平均曲率k1N(t)和中值曲率k2N(t)差的绝对值与选定的阈值T1进行比较，根据比较结果决定含噪轮廓曲率k′N(t)，T1＝0.2，即：当|k1N(t)-k2N(t)|>T1时，k′N(t)＝k1N(t)否则，k′N(t)＝k2N(t)；由于曲率值较大的轮廓点通常反映了目标的显著特征，根据k′N(t)将轮廓中所有轮廓点划分为特征点或非特征点，设定可变权值TK，通过判断目标轮廓特征多少，自适应的决定TK，当|k′N(t)|<TK*max|k′N(t)|时，特征函数f(t)＝0否则，特征函数f(t)＝1。2.根据权利要求1所述的横向限位和纠偏装置，其特征还在于，合并模块：用于剔除由于噪声干扰产生的伪特征点，以及对无法形成连续区域的特征点和非特征点进行合并操作，从而得到有效的特征区域与非特征区域：选定一个起始点O，轮廓起始点向两侧延伸合并相邻的点，以该起始点类型作为该区域预设类型，向两侧延伸各S×μ0时停止，其中S为预设的最小长度，设S＝15，为O点处的实时曲率修正系数，代表O点的曲率半径，代表由上述窗函数得到的O点的平均曲率半径，实时曲率修正系数μ0用于根据不同点的曲率不同，自动修正延伸长度，能有效减小合并后的失真现象；分别计算两侧区域内相异点的个数N+1和N-1，若相异点的个数小于设定的该类型相异点最小个数，则该区域与预设类型相同，否则，与预设类型相反；再以两个停止点O+1和点O-1作为起始点重新开始计算，向外侧延伸S×μ0+1或S×μ0-1时停止，其中μ0+1和μ0-1分别代表点O+1和点O-1处的实时曲率修正系数，O+1两侧区域内相异点个数为N+2，O-1两侧区域内相异点个数为N-2，根据上述判定条件，依次确定各段轮廓类型，长度不足S的部分根据其与S的比例计算相异点个数，计入相应的特征区域；对相邻的同类型区域进行合并，得到连续的特征区域和非特征区域；滤波模块：乘性噪声由于和图像信号是相关的，随图像信号的变化而变化，采用维纳滤2CN105590105A权利要求书2/2页波来进行一级滤除，此时图像信息还包含有残余的乘性噪音，通过F滤波器F(x,y)＝q×exp(-(x2+y2)/β2进行二级滤除，其中q是将函数归一化的系数，即：∫∫q×exp(-(x2+y2)/β2)dxdy＝1，β为图像模板参数；乘性噪声滤除后，含噪目标轮廓的弧长参数化方程表示为GN(t)’＝G(t)+N1(t)；假设加22性噪声为高斯白噪声：xN(t)’＝x(t)+g1(t,σ)，yN(