一种物体边沿位置的检测装置及方法与流程

本发明涉及边缘检测，特别涉及一种物体边沿位置的检测装置及方法。

背景技术：

1、随着科技的不断发展进步，物体检测技术已成为研究热点之一，激光探测因具有测距精度高、稳定性高以及结构简单的优点，常用于物体检测技术中，通过将激光照射至物体表面，然后接收回射的激光，进而确定物体的距离信息以及角度信息；然而，现有物体检测技术常受限于激光束数量限制，在探测多像素物体时测距效率低下，且受限于激光功率的限制，激光测距的测量距离有限，超出测量距离的物体检测精度低下。

2、因此，本发明提供一种物体边沿位置的检测装置及方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种物体边沿位置的检测装置及方法，用以通过根据预设边缘检测算法确定物体图像中的物体边缘位置；根据预部署角度传感器获取夹角，确定物体所属的角度范围；基于预部署激光器对所述物体进行激光测距，结合预设角度阈值、角度范围以及所述物体边缘位置进行融合处理，确定物体的边沿位置；对物体的边沿位置进行数据校验，将检测结果进行可视化输出；有效解决了传统检测装置检测效率低下的问题，提高了物体检测精度以及检测效率。

2、本发明提供一种物体边沿位置的检测装置及方法，包括：

3、一方面，本发明提供一种物体边沿位置的检测装置，包括：

4、边缘位置模块，用于根据预设边缘检测算法确定物体图像中的物体边缘位置；

5、所属范围模块，用于根据预部署角度传感器获取物体与所述角度传感器的夹角，结合所述物体边缘位置，确定物体所属的角度范围；

6、边沿位置模块，用于基于预部署激光器对所述物体进行激光测距，确定物体基于预设检测点的距离数据，且结合预设角度阈值、角度范围以及所述物体边缘位置进行融合处理，确定物体的边沿位置；

7、校验输出模块，用于对物体的边沿位置进行数据校验，当数据校验通过后，确定物体边沿位置检测正确，并将检测结果进行可视化输出。

8、根据本发明提供的一种物体边沿位置的检测装置，边缘位置模块，包括：

9、图像预处理单元，用于获取物体图像，根据预设图像处理格式将所述物体图像输入opencv中，当监测到物体图像输入完成时，对所述物体图像进行图像预处理，获取得到一次物体图像；

10、图像梯度单元，用于根据预设边缘检测算法，获取sobel水平卷积核以及垂直卷积核对所述一次物体图像进行滤波处理，根据滤波结果确定一次物体图像的图像梯度幅值，其中，图像梯度幅值包括水平梯度值以及垂直梯度值。

11、根据本发明提供的一种物体边沿位置的检测装置，边缘位置模块，包括：

12、边缘一次处理单元，用于根据所述一次物体图像的图像梯度幅值，当监测到所述一次物体图像中存在像素点的水平梯度值以及垂直梯度值都小于邻域像素点的对应梯度幅值时，则将所述像素点进行一次剔除；

13、边缘二次处理单元，用于当监测到所述一次物体图像中存在像素点的图像梯度幅值大于对应设定高阈值时，判定所述像素点为一次物体图像的边缘像素点；

14、当监测到所述一次物体图像中存在像素点的图像梯度幅值小于对应设定低阈值时，则对所述像素点进行二次剔除；

15、当监测到所述一次物体图像中存在像素点的图像梯度幅值处于对应设定高阈值以及对应设定低阈值之间，且邻域像素点的图像梯度幅值大于对应设定高阈值时，则判定所述像素点为一次物体图像的边缘像素点；

16、根据所述边缘像素点，确定物体边缘位置。

17、根据本发明提供的一种物体边沿位置的检测装置，所属范围模块，包括：

18、传感器部署单元，用于根据物体检测需求，确定预部署角度传感器的类型以及第一预部署位置；

19、角度获取单元，用于根据第一预部署位置对所述角度传感器进行初始校准，当判定校准完成后，输出对所述物体进行角度测量的角度数据，确定所述物体与所述角度传感器之间的夹角；

20、角度分析单元，用于以所述角度传感器为原点，对物体检测区域进行角度范围划分，并根据所述物体边缘位置以及所述夹角，确定物体所属的角度范围。

21、根据本发明提供的一种物体边沿位置的检测装置，边沿位置模块，包括：

22、激光器部署模块，用于根据物体所属的角度范围，确定激光器的第二预部署位置；

23、调试模块，用于按照所述第二预部署位置安装激光器，并调试激光器，若激光器出射的激光光束的发散角大于衍射光栅的发散角，则调节凸透镜，并对激光光束进行扩束整形，当监测到激光光束在通过衍射光栅产生的激光子光束数量为预设激光子光束数量时，判定激光器部署完成；

24、激光接收模块，用于根据激光接收器接收各激光子光束照射至物体表面反射回来的激光子光束，对反射回来的各激光子光束对应的激光接收路径进行背景光噪声干扰滤波，当所述激光接收路径干扰滤波完成时，确定各激光子光束的相邻光斑间距；

25、激光接收判断模块，用于当监测到所述各激光子光束的相邻光斑间距与所述激光光束在通过衍射光栅时产生的激光子光束的相邻光斑间距一致时，判定激光接收工作正常。

26、根据本发明提供的一种物体边沿位置的检测装置，边沿位置模块，包括：

27、激光检测时间单元，用于获取所述物体边缘位置包含的边缘像素点的数量，若所述边缘像素点的数量不大于预设激光子光束数量时，控制所述预部署激光器对所述物体进行直接测距，获取预部署激光器出射激光光束的第一出射时间以及获取激光接收器接收激光子光束的第一平均接收时间，来确定第一激光检测时间；

28、否则，控制预部署激光器在水平方向以及垂直方向对所述物体进行激光测距，获取所述预部署激光器在各水平方向以及各垂直方向出射激光光束的第二出射时间集以及获取对应激光接收器接收激光子光束的第二平均接收时间，来确定第二激光检测时间；

29、物体距离检测单元，用于当激光检测时间不大于预设检测时间时，根据所述激光检测时间以及激光在空气中的传播速度，确定所述物体基于预设检测点的第一距离数据；

30、否则，获取激光器的预设激光脉冲调制信号，与所述激光接收器接收到的各激光子光束的接收信号进行混合处理，根据所述激光检测时间、激光在空气中的传播速度以及混合处理结果的信号频率，确定所述物体基于预设检测点的第二距离数据；

31、边沿位置单元，用于根据所述物体边缘位置，结合所述物体基于预设检测点的距离数据，确定物体的初始边沿位置；

32、边沿位置精度单元，用于根据预设角度阈值、角度范围、物体边缘位置以及所述物体基于预设检测点的距离数据，确定边沿位置的检测精度；

33、；

34、其中，f为边沿位置的检测精度；表示第i1个边缘像素点基于预设检测点的距离数据；表示当gj1大于maxgj1时，输出1；否则，输出0；gj1表示所述物体的第j1像素点的图像梯度幅值；maxgj1表示所述物体的第j1个像素点的邻域像素点的最大图像梯度幅值；y表示预设角度阈值；y1表示所述物体与所述预部署角度传感器之间的预设夹角；y2表示所述物体与所述预部署角度传感器之间的实际夹角；表示所述边缘像素点基于预设监测点的距离数据对边沿位置的检测精度的影响权重；表示所述夹角对边沿位置的检测精度的影响权重；n1表示边缘像素点的数量；m1表示物体图像的像素点数量；c表示激光在空气中的传播速度；ti1表示第i1个边缘像素点的激光检测时间；t表示预设激光检测时间；wi1表示第i1个边缘像素点进行激光测距时的信号频率；b为信号调制带宽；snr为混合处理结果的信噪比；(y01,y02)为角度范围；ln为对数函数符号；

35、当边沿位置的检测精度大于预设边沿位置精度时，判定所述物体的初始边沿位置与所述物体的边沿位置一致，进而将所述初始边沿位置作为所述物体的边沿位置；

36、否则，判定所述物体的初始边沿位置与所述物体的边沿位置存在误差，重新获取所述物体边缘位置，并对所述预设角度阈值根据误差率进行角度调节，确定所述物体的边沿位置。

37、根据本发明提供的一种物体边沿位置的检测装置，校验输出模块，包括：

38、数据校验单元，用于对物体的边沿位置进行数据校验，获取所述物体在物体检测区域内各时间段的边沿位置，当各时间段的边沿位置检测误差总和低于预设检测误差时，判定数据校验通过；

39、否则，判定数据校验失败，将对应时间段的边沿位置进行校验失败标注；

40、数据输出单元，用于周期性可视化输出物体的边沿位置，当监测到所述物体的边沿位置超出物体检测区域时，停止数据输出。

41、另一方面，本发明还提供一种物体边沿位置的检测方法，包括：

42、步骤1：根据预设边缘检测算法确定物体图像中的物体边缘位置；

43、步骤2：根据预部署角度传感器获取物体与所述角度传感器的夹角，结合所述物体边缘位置，确定物体所属的角度范围；

44、步骤3：基于预部署激光器对所述物体进行激光测距，确定物体基于预设检测点的距离数据，且结合预设角度阈值、角度范围以及所述物体边缘位置进行融合处理，确定物体的边沿位置；

45、步骤4：对物体的边沿位置进行数据校验，当数据校验通过后，确定物体边沿位置检测正确，并将检测结果进行可视化输出。

46、本发明提供的一种物体边沿位置的检测装置及方法，通过根据预设边缘检测算法确定物体图像中的物体边缘位置；根据预部署角度传感器获取夹角，确定物体所属的角度范围；基于预部署激光器对所述物体进行激光测距，结合预设角度阈值、角度范围以及所述物体边缘位置进行融合处理，确定物体的边沿位置；对物体的边沿位置进行数据校验，将检测结果进行可视化输出；解决了传统检测装置物体检测效率低下的问题，取得了提高物体检测精度以及检测效率的有益效果。

47、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

48、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种物体边沿位置的检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种物体边沿位置的检测装置，其特征在于，边缘位置模块，包括：

3.根据权利要求1所述的一种物体边沿位置的检测装置，其特征在于，边缘位置模块，包括：

4.根据权利要求1所述的一种物体边沿位置的检测装置，其特征在于，所属范围模块，包括：

5.根据权利要求1所述的一种物体边沿位置的检测装置，其特征在于，边沿位置模块，包括：

6.根据权利要求1所述的一种物体边沿位置的检测装置，其特征在于，边沿位置模块，包括：

7.根据权利要求1所述的一种物体边沿位置的检测装置，其特征在于，校验输出模块，包括：

8.一种物体边沿位置的检测方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种物体边沿位置的检测装置及方法。涉及边缘检测技术领域，其装置包括：根据预设边缘检测算法确定物体图像中的物体边缘位置；根据预部署角度传感器获取夹角，确定物体所属的角度范围；基于预部署激光器对所述物体进行激光测距，结合预设角度阈值、角度范围以及所述物体边缘位置进行融合处理，确定物体的边沿位置；对物体的边沿位置进行数据校验，将检测结果进行可视化输出；有效解决了传统检测装置检测效率低下的问题，提高了物体检测精度以及检测效率。

技术研发人员：杨牧,陆旭
受保护的技术使用者：钛玛科（北京）工业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23