CN110261928A - 一种非均匀光的逆反射体检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非均匀光的逆反射体检测方法，包括交通标志、道路交通标线、交通工具、高速CCD探测器、改进激光投影仪和信号处理模块；本发明通过改进激光投影仪通过调节高亮度的相干光源非均匀的改变视场中不同区域的照度，再利用高速CCD探测器实时采集图像传输至信号处理模块；信号处理模块根据所采集的图像像素点的灰度值调节改进激光投影仪对应的区域照度，增强灰度值大的像素区域照度，减弱灰度值小的区域照度，经过数次迭代后，对图像中较亮的区域进行局部纹理匹配和判定方法，检测出逆反射体。本发明提供的逆反射体检测方法及装置受光照变化的影响基本为零，增强了目标的显著性和鲁棒性，降低了背景的复杂度。

Description

一种非均匀光的逆反射体检测方法

技术领域

本发明属于反射体检测领域，涉及非均匀光的检测技术，具体是一种非均匀光的逆反射体检测方法。

背景技术

机器视觉就是指用机器代替人眼对目标进行测量、跟踪和识别等。通常在一些不适合人工视觉难以满足要求或人工作业的不安全工作环境；尤其在大批量工业化生产过程中，用机器视觉一方面大大提高生产效率和自动化程度，另一方面有效避免了人工视觉在检测产品质量偏差和误差。

当前，机器视觉在交通标识标志、道路交通标线、车牌、路政服饰的目标检测方法通常分为两类：一类，采用被动成像技术，此类方法功耗小，装置简单，但易受天气条件的影响，检测精度不高；另一类，采用主动成像技术，此类增强了目标的显著性，同时也增强了背景的复杂度。因此，探索一种成像质量高、目标特性显著、背景复杂度低的检测方法，实际意义突出。值得注意的是，交通标志、车牌、道路交通标线路政服饰均采用了逆反射材料，是典型的逆反射体。逆反射特性是指反射光沿入射光反方向传播，并保持在较小的立体角内。为实现这一目标提供了一种新思路。

激光投影仪是一种比较成熟的投影工具，包含有激光光源、聚光透镜、整形光学组件、透镜、数字微镜装置和投影镜头，其中DMD芯片包含成千上万的微镜，每个镜子代表一个最小量化区域，开或光的状态代表视场中的不同区域亮与暗。因此，激光投影仪在逆反射体检测方面有潜在的应用优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非均匀光的逆反射体检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种非均匀光的逆反射体检测方法，包括交通标志、道路交通标线、交通工具、高速CCD探测器、改进激光投影仪和信号处理模块；

该方法的具体步骤为：

步骤一：通过工作在可见光波段的改进激光投影仪照射一定的视场，所述改进激光投影仪通过调节高亮度的相干光源非均匀改变视场中不同区域的照度；

步骤二：利用高速CCD探测器实时采集图像传输至信号处理模块；

步骤三：所述信号处理模块依据所采集图像的像素点灰度值调节改进激光投影仪对应区域的照度，具体调节方法为：

S1：增强灰度值较大的像素区域照度，减弱灰度值较小的像素区域的照度；

S2：经过数次迭代后，对图像中较亮区域进行局部纹理匹配和判定方法，较亮区域指代灰度值大于平均灰度值的区域；局部纹理匹配及判定方法根据像素的灰度值高于设定灰度阈值区域和梯度值相等且高于设定梯度阈值围成的区域，确定为感兴趣区域，再根据模板匹配法检测出逆反射体，并标注出图像中位置信息。

进一步地，所述交通工具为小汽车。

进一步地，所述改进投影仪的内部结构包括激光光源、聚光透镜、由两片平行放置透镜组成的整形光学组件、第一DMD芯片、透镜、第二DMD芯片和投影镜头。

进一步地，所述激光光源产生高亮相干光通过聚光透镜，直接到达整形光学组件，再经过第一DMD芯片第一次处理，处理过后通过透镜进行第二次的第二DMD芯片处理，最后通过投影镜头照射视场。

进一步地，所述逆反射体具体可为逆反射材料制成的交通标志201、道路交通标识、车牌和服饰。

进一步地，所述步骤三S1中：

灰度值较大的像素区域和灰度值较小的像素区域的具体判定如下：

A：首先求出所采集整幅图像平均灰度值；

B：将灰度值高于平均灰度值像素区域标定为灰度值较大的像素区域；

C：将灰度值低于平均灰度值像素区域标定为灰度值较小的像素区域。

本发明的有益效果：

本发明通过工作于可见光波段的改进激光投影仪照射一定的视场；改进激光投影仪通过调节高亮度的相干光源非均匀的改变视场中不同区域的照度，再利用高速CCD探测器实时采集图像传输至信号处理模块；信号处理模块根据所采集的图像像素点的灰度值调节改进激光投影仪对应的区域照度，增强灰度值大的像素区域照度，减弱灰度值小的区域照度，经过数次迭代后，对图像中较亮的区域进行局部纹理匹配和判定方法，检测出逆反射体。本发明提供的逆反射体检测方法及装置受光照变化的影响基本为零，增强了目标的显著性和鲁棒性，降低了背景的复杂度。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为光的逆反射示意图；

图2为本发明逆反射体标识检测方法的原理图；

图3为本发明改进投影仪的内部结构原理图。

具体实施方式

一种非均匀光的逆反射体检测方法，包括交通标志201、道路交通标线202、交通工具203、高速CCD探测器204、改进激光投影仪205和信号处理模块；

该方法的具体步骤为：

步骤一：通过工作在可见光波段的改进激光投影仪205照射一定的视场，所述改进激光投影仪205通过调节高亮度的相干光源非均匀改变视场中不同区域的照度；

步骤二：利用高速CCD探测器204实时采集图像传输至信号处理模块；

步骤三：所述信号处理模块依据所采集图像的像素点灰度值调节改进激光投影仪205对应区域的照度，具体调节方法为：

S1：增强灰度值较大的像素区域照度，减弱灰度值较小的像素区域的照度；

S2：经过数次迭代后，对图像中较亮区域进行局部纹理匹配和判定方法，较亮区域指代灰度值大于平均灰度值的区域；局部纹理匹配及判定方法根据像素的灰度值高于设定灰度阈值区域和梯度值相等且高于设定梯度阈值围成的区域，确定为感兴趣区域，再根据模板匹配法检测出逆反射体，并标注出图像中位置信息。

进一步地，所述交通工具为小汽车。

进一步地，所述改进投影仪205的内部结构包括激光光源301、聚光透镜302、由两片平行放置透镜组成的整形光学组件303、第一DMD芯片304、透镜305、第二DMD芯片306和投影镜头307。

进一步地，所述激光光源301产生高亮相干光通过聚光透镜302，直接到达整形光学组件303，再经过第一DMD芯片304第一次处理，处理过后通过透镜305进行第二次的第二DMD芯片306处理，最后通过投影镜头307照射视场。

进一步地，所述逆反射体具体可为逆反射材料制成的交通标志201、道路交通标识、车牌和服饰。

进一步地，所述步骤三S1中：

灰度值较大的像素区域和灰度值较小的像素区域的具体判定如下：

A：首先求出所采集整幅图像平均灰度值；

B：将灰度值高于平均灰度值像素区域标定为灰度值较大的像素区域；

C：将灰度值低于平均灰度值像素区域标定为灰度值较小的像素区域。

本发明具体实施原理可表现为：如图1所示，光在逆反射材料上的传播，其中101为入射光，102为反射光，103为逆反射材料，104为逆反射材料中玻璃微珠结构放大图示；

入射光101照射在逆反射材料103上，反射光102沿着入射光路反方向传播，并保持在较小的立体角内，为本发明提供了一种思路。

如图2所示，一种非均匀光的逆反射体检测方法，包括交通标志201、道路交通标线202、交通工具203、高速CCD探测器204、改进激光投影仪205和信号处理模块；其中，交通工具203为小汽车；

该方法的具体步骤为：

步骤一：通过工作在可见光波段的改进激光投影仪205照射一定的视场，所述改进激光投影仪205通过调节高亮度的相干光源非均匀改变视场中不同区域的照度；

步骤二：利用高速CCD探测器204实时采集图像传输至信号处理模块；

步骤三：所述信号处理模块依据所采集图像的像素点灰度值调节改进激光投影仪205对应区域的照度，具体调节方法为：

S1：增强灰度值较大的像素区域照度，减弱灰度值较小的像素区域的照度；

S2：经过数次迭代后，对图像中较亮区域进行局部纹理匹配和判定方法，检测出逆反射体；

如图3所示，所述改进投影仪205的内部结构包括激光光源301、聚光透镜302、整形光学组件303、第一DMD芯片304、透镜305、第二DMD芯片306和投影镜头307；

激光光源301产生高亮相干光通过聚光透镜302，直接到达整形光学组件303，再经过第一DMD芯片304第一次处理，处理过后通过透镜305进行第二次的第二DMD芯片306处理，最后通过投影镜头307照射视场。

所述逆反射体具体可为逆反射材料制成的交通标志、道路交通标识、车牌和服饰。

一种非均匀光的逆反射体检测方法，在工作时通过工作于可见光波段的改进激光投影仪照射一定的视场；改进激光投影仪通过调节高亮度的相干光源非均匀的改变视场中不同区域的照度，再利用高速CCD探测器实时采集图像传输至信号处理模块；信号处理模块根据所采集的图像像素点的灰度值调节改进激光投影仪对应的区域照度，增强灰度值大的像素区域照度，减弱灰度值小的区域照度，经过数次迭代后，对图像中较亮的区域进行局部纹理匹配和判定方法，检测出逆反射体。本发明提供的逆反射体检测方法及装置受光照变化的影响基本为零，增强了目标的显著性和鲁棒性，降低了背景的复杂度。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种非均匀光的逆反射体检测方法，其特征在于，包括交通标志(201)、道路交通标线(202)、交通工具(203)、高速CCD探测器(204)、改进激光投影仪(205)和信号处理模块；

该方法的具体步骤为：

步骤一：通过工作在可见光波段的改进激光投影仪(205)照射一定的视场，所述改进激光投影仪(205)通过调节高亮度的相干光源非均匀改变视场中不同区域的照度；

步骤二：利用高速CCD探测器(204)实时采集图像传输至信号处理模块；

步骤三：所述信号处理模块依据所采集图像的像素点灰度值调节改进激光投影仪(205)对应区域的照度，具体调节方法为：

S1：增强灰度值较大的像素区域照度，减弱灰度值较小的像素区域的照度；

S2：经过数次迭代后，对图像中较亮区域进行局部纹理匹配和判定方法，较亮区域指代灰度值大于平均灰度值的区域；局部纹理匹配及判定方法根据像素的灰度值高于设定灰度阈值区域和梯度值相等且高于设定梯度阈值围成的区域，确定为感兴趣区域，再根据模板匹配法检测出逆反射体，并标注出图像中位置信息。

2.根据权利要求1所述的一种非均匀光的逆反射体检测方法，其特征在于，所述交通工具为小汽车。

3.根据权利要求1所述的一种非均匀光的逆反射体检测方法，其特征在于，所述改进投影仪(205)的内部结构包括激光光源(301)、聚光透镜(302)、由两片平行放置透镜组成的整形光学组件(303)、第一DMD芯片(304)、透镜(305)、第二DMD芯片(306)和投影镜头(307)。

4.根据权利要求3所述的一种非均匀光的逆反射体检测方法，其特征在于，所述激光光源(301)产生高亮相干光通过聚光透镜(302)，直接到达整形光学组件(303)，再经过第一DMD芯片(304)第一次处理，处理过后通过透镜(305)进行第二次的第二DMD芯片(306)处理，最后通过投影镜头(307)照射视场。

5.根据权利要求1所述的一种非均匀光的逆反射体检测方法，其特征在于，所述逆反射体具体可为逆反射材料制成的交通标志201、道路交通标识、车牌和服饰。

6.根据权利要求1所述的一种非均匀光的逆反射体检测方法，其特征在于，所述步骤三S1中：

灰度值较大的像素区域和灰度值较小的像素区域的具体判定如下：

A：首先求出所采集整幅图像平均灰度值；

B：将灰度值高于平均灰度值像素区域标定为灰度值较大的像素区域；

C：将灰度值低于平均灰度值像素区域标定为灰度值较小的像素区域。