本發(fā)明涉及攝影測量及圖像處理，尤其涉及一種雙刻度識別方法、系統(tǒng)及轉(zhuǎn)臺。

背景技術(shù)：

1、轉(zhuǎn)臺是一種復(fù)雜的光電一體的測量設(shè)備，用于提供高精度的目標(biāo)指向?；谵D(zhuǎn)動軸的數(shù)量，轉(zhuǎn)臺可以分為單軸轉(zhuǎn)臺，雙軸轉(zhuǎn)臺以及三軸轉(zhuǎn)臺和多軸轉(zhuǎn)臺。轉(zhuǎn)臺廣泛應(yīng)用于攝影測量，工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中。運動目標(biāo)的跟蹤測量，戰(zhàn)車艦船的末端防御系統(tǒng)等都需要用到轉(zhuǎn)臺

2、轉(zhuǎn)臺的精度直接影響到測量的精度和任務(wù)的成敗，為了提高轉(zhuǎn)臺的精度，一般都是通過提高機(jī)械加工精度，改進(jìn)轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)，使用高精度的編碼盤等方式來減少角度誤差。

3、在實際的測量任務(wù)中，為了獲得目標(biāo)的實際方位，需要先對轉(zhuǎn)臺進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定過程中，會使用一些合作標(biāo)志，通過這些標(biāo)志將轉(zhuǎn)臺角度和空間中的實際方位聯(lián)系起來。現(xiàn)在的轉(zhuǎn)臺標(biāo)定方法需要在距離轉(zhuǎn)臺一定距離的地方設(shè)置多個合作標(biāo)志，且每個合作標(biāo)志都需要獲得其三維坐標(biāo)，整體過程較為復(fù)雜，操作人員實時標(biāo)定的整體時間也比較長。

4、如果在轉(zhuǎn)臺上安裝刻度，通過攝影裝置拍攝刻度，就能獲得精確的轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)角度，能夠為轉(zhuǎn)臺的標(biāo)定提供良好的標(biāo)定基礎(chǔ)。

5、因此，需要提供一種雙刻度識別方法、系統(tǒng)及轉(zhuǎn)臺，能夠精確識別轉(zhuǎn)臺上的刻度，從而檢測轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)角度，為轉(zhuǎn)臺的標(biāo)定提供良好的標(biāo)定基礎(chǔ)。

6、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強對本技術(shù)的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明主要目的是克服無法精確高效獲得轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)角度的問題，提供一種雙刻度識別方法、系統(tǒng)及轉(zhuǎn)臺，能夠精確高效識別轉(zhuǎn)臺上的刻度，從而檢測轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)角度，為轉(zhuǎn)臺的標(biāo)定提供良好的標(biāo)定基礎(chǔ)。

2、為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明第一方面提供了一種雙刻度識別方法，包括以下步驟：

3、s1：拍攝刻度尺圖片，該刻度尺圖片包括主刻度尺和副刻度尺，主刻度尺包括多條主刻度線和多個第一刻度數(shù)字，多條主刻度線包括多條第一長刻度線、多條第一短刻度線；第一刻度數(shù)字標(biāo)識在第一長刻度線上，每兩條第一長刻度線之間設(shè)置多條第一短刻度線；副刻度尺包括多條副刻度線，多條副刻度線包括一條第二長刻度線、多條第二短刻度線，第二短刻度線均設(shè)置在第二長刻度線的同一側(cè)；

4、s2：識別第一刻度數(shù)字并檢測出刻度尺圖片中的直線段；

5、s3：篩選主刻度線和副刻度線；

6、s4：從主刻度線中篩選出第一長刻度線和第一短刻度線；從副刻度線中篩選出第二長刻度線和第二短刻度線；

7、s5：將第一長刻度線和第一刻度數(shù)字匹配，并計算第一短刻度線對應(yīng)的刻度，得到每條主刻度線對應(yīng)的刻度；

8、s6：給副刻度線編號，該編號為第二刻度數(shù)字；計算每個副刻度線與主刻度線的像素水平距離，找到像素水平距離之差最小的副刻度線和主刻度線；

9、s7：找到第二長刻度線對應(yīng)的主刻度線；

10、s8：根據(jù)主刻度線對應(yīng)的刻度、像素水平距離之差最小的副刻度線和主刻度線、第二長刻度線對應(yīng)的主刻度線獲得當(dāng)前刻度。

11、根據(jù)本發(fā)明一示例實施方式，每兩條主刻度線之間的距離相等；每兩條副刻度線之間的距離相等。

12、根據(jù)本發(fā)明一示例實施方式，步驟s5、步驟s6和步驟s7可以同時進(jìn)行。

13、根據(jù)本發(fā)明一示例實施方式，步驟s2中，通過光學(xué)字符識別模塊識別第一刻度數(shù)字、第二刻度數(shù)字。

14、根據(jù)本發(fā)明一示例實施方式，步驟s2中，所述檢測出刻度尺圖片中的直線段包括：

15、s221：對圖像進(jìn)行二值化；

16、s222：使用直線檢測算法檢測直線段。

17、根據(jù)本發(fā)明一示例實施方式，所述直線檢測算法包括lsd直線檢測算法或edline直線檢測算法。

18、根據(jù)本發(fā)明一示例實施方式，步驟s3中，篩選主刻度線和副刻度線之前，先從直線段中篩選出刻度線；

19、所述從直線段中篩選出刻度線包括：

20、刻度線包括主刻度線和副刻度線，刻度線在刻度尺圖片中為豎直設(shè)置；

21、獲取每條直線段兩端的坐標(biāo)，計算出每條直線段的角度，如果直線段的角度大于或等于指定角度閾值，則認(rèn)為該直線段為刻度線。

22、根據(jù)本發(fā)明一示例實施方式，步驟s3中，所述篩選出主刻度線和副刻度線包括：

23、采用k-means聚類算法篩選出主刻度線和副刻度線。

24、根據(jù)本發(fā)明一示例實施方式，所述采用k-means聚類算法篩選出主刻度線和副刻度線包括：

25、在圖像中主刻度線位于副刻度線的上方或下方；

26、找到刻度線的中點，根據(jù)刻度線的中點的縱坐標(biāo)采用k-means聚類算法將刻度線分為兩類。

27、根據(jù)本發(fā)明一示例實施方式，步驟s4中，通過刻度線的長度從主刻度線中篩選出第一長刻度線和第一短刻度線；通過刻度線的長度從副刻度線中篩選出第二長刻度線和第二短刻度線。

28、根據(jù)本發(fā)明一示例實施方式，步驟s8中，所述根據(jù)主刻度線對應(yīng)的刻度、像素水平距離之差最小的副刻度線和主刻度線、第二長刻度線對應(yīng)的主刻度線獲得當(dāng)前刻度采用公式5：

29、

30、其中，s表示當(dāng)前刻度，第1條第一長刻度線的刻度為s1，第2條第一長刻度線的刻度為s2，第3條第一長刻度線的刻度為s3，s1＜s2＜s3，第1條第一長刻度線s1和第2條第一長刻度線s2之間有n-1條第一短刻度線，s1j表示第1條第一長刻度線s1到第2條第一長刻度線s2之間的第j條第一短刻度線，id為副刻度線的編號，副刻度線的編號從第二長刻度線開始依次為0、1、2、3…、n。

31、作為本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供一種雙刻度識別系統(tǒng)，包括：通訊地連接的拍攝模塊和識別模塊；

32、拍攝模塊用于拍攝刻度尺圖片，該刻度尺圖片包括主刻度尺和副刻度尺，主刻度尺包括多條主刻度線和多個第一刻度數(shù)字，多條主刻度線包括多條第一長刻度線、多條第一短刻度線；副刻度尺包括多條副刻度線，多條副刻度線包括一條第二長刻度線、多條第二短刻度線，第二短刻度線均設(shè)置在第二長刻度線的同一側(cè)；

33、識別模塊用于識別第一刻度數(shù)字并檢測出刻度尺圖片中的直線段；篩選主刻度線和副刻度線；從主刻度線中篩選出第一長刻度線和第一短刻度線；從副刻度線中篩選出第二長刻度線和第二短刻度線；將第一長刻度線和第一刻度數(shù)字匹配，并計算第一短刻度線對應(yīng)的刻度；給副刻度線編號，該編號為第二刻度數(shù)字；計算每個副刻度線與主刻度線的像素水平距離，找到像素水平距離之差最小的副刻度線和主刻度線；找到第二長刻度線對應(yīng)的主刻度線；根據(jù)主刻度線對應(yīng)的刻度、像素水平距離之差最小的副刻度線和主刻度線、第二長刻度線對應(yīng)的主刻度線獲得當(dāng)前刻度。

34、作為本發(fā)明的第三個方面，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)臺，包括所述的雙刻度識別系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)軸、固定端、主刻度尺和副刻度尺；

35、主刻度尺設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸上、副刻度尺設(shè)置在固定端上或主刻度尺設(shè)置在固定端上、副刻度尺設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸上；

36、雙刻度識別系統(tǒng)的拍攝模塊與固定端固定連接。

37、本方案將兩個刻度尺設(shè)置在轉(zhuǎn)臺上，不需要高精度的機(jī)械編碼器，通過拍攝兩個刻度尺能夠精確高效識別轉(zhuǎn)臺上的刻度，從而檢測轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)角度，為轉(zhuǎn)臺的標(biāo)定提供良好的標(biāo)定基礎(chǔ)。