线激光光条中心确定方法、装置、设备及存储介质与流程

本公开涉及激光，尤其涉及一种线激光光条中心确定方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着科技的发展，线激光成像扫描仪的应用日益广泛。例如，将线激光成像扫描仪用于三维重建，其中，基于线激光成像扫描仪的三维重建的精度和效果取决于线激光光条中心的检测精度和鲁棒性。

2、目前，通常采用灰度重心法来确定线激光光条中心，具体的，将线激光图像的灰度值与像素坐标加权求和，计算得到亚像素级别的光条中心坐标。但通过上述方式不能够准确地确定线激光光条中心。

技术实现思路

1、本公开提供一种线激光光条中心确定方法、装置、设备及存储介质，以解决通过目前方式不能够准确地确定线激光光条中心的问题。

2、第一方面，本公开提供一种线激光光条中心确定方法，包括：

3、获取包含线激光光条的原始图像；

4、对原始图像中线激光光条的截面的截面数据进行求导，获得截面对应的一阶导数图像；

5、根据一阶导数图像，确定截面对应的中心提取窗口；

6、在中心提取窗口内，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标；

7、根据目标中心点的坐标，确定线激光光条的光条中心。

8、可选的，在中心提取窗口内，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标，包括：根据中心提取窗口内的灰度值和中心提取窗口内处于完全过曝状态时的灰度值，获取线激光光条在中心提取窗口内的曝光程度；根据曝光程度，确定目标能量权重；在中心提取窗口内，根据目标能量权重，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标。

9、可选的，目标能量权重包括第一权重，第一权重表示线激光光条在中心提取窗口内处于未过曝状态，在中心提取窗口内，根据目标能量权重，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标，包括：在中心提取窗口内，采用有限冲激响应-峰值方法确定截面对应的目标中心点的坐标。

10、可选的，在中心提取窗口内，采用有限冲激响应-峰值方法确定截面对应的目标中心点的坐标，包括：在中心提取窗口内，获取一阶导数的最小正值和最大负值；获取一阶导数图像中最小正值和最大负值的连接直线与一阶导数图像的横轴的交点，横轴为一阶导数图像中线激光光条的截面方向；确定截面对应的目标中心点的坐标为交点的坐标。

11、可选的，目标能量权重包括第二权重，第二权重表示线激光光条在中心提取窗口内处于完全过曝状态，在中心提取窗口内，根据目标能量权重，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标，包括：在中心提取窗口内，采用有限冲激响应-重心方法确定截面对应的目标中心点的坐标。

12、可选的，目标能量权重包括第三权重，第三权重表示线激光光条在中心提取窗口内处于半过曝状态，在中心提取窗口内，根据目标能量权重，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标，包括：采用有限冲激响应-峰值方法确定截面对应的第一中心点的坐标，以及采用有限冲激响应-重心方法确定截面对应的第二中心点的坐标；根据第三权重、第一中心点的坐标以及第二中心点的坐标，确定截面对应的目标中心点的坐标。

13、可选的，根据一阶导数图像，确定截面对应的中心提取窗口，包括：根据一阶导数图像，获取一阶导数的最大极值和最小极值；根据最大极值和最小极值，确定截面对应的中心提取窗口。

14、可选的，对原始图像中线激光光条的截面的截面数据进行求导，获得截面对应的一阶导数图像，包括：对原始图像进行预处理，得到预处理图像，预处理包括灰度处理、灰度阈值分割处理和高斯滤波处理中的至少一种；对预处理图像中线激光光条的截面的截面数据进行求导，获得截面对应的一阶导数图像。

15、可选的，对原始图像进行预处理，得到预处理图像，包括：对原始图像进行灰度处理，得到灰度处理后的图像；将灰度处理后的图像中小于灰度阈值的像素值设置为0，得到灰度阈值分割处理后的图像，灰度阈值是基于对受光单元进行不同数字增益下的暗噪声标定获得的暗噪声和数字增益的关系曲线确定的；根据标定的高斯卷积核内参数，对灰度阈值分割处理后的图像进行高斯滤波处理，得到预处理图像。

16、可选的，高斯卷积核内参数是通过以下方式标定的：获取参考图像，参考图像是将激光线打在理想朗伯物体表面获得的包含参考线激光光条的图像；沿参考线激光光条的截面方向对参考图像的像素数据进行高斯拟合，获取截面方向的像素数据对应的拟合高斯曲线的标准差的第一均值以及截面方向的像素数据对应的半高宽的第二均值；根据第一均值，获取高斯卷积核标准差；根据第二均值，获取高斯卷积核尺寸；根据高斯卷积核标准差和高斯卷积核尺寸，获得高斯卷积核内参数。

17、可选的，对原始图像中线激光光条的截面的截面数据进行求导，获得截面对应的一阶导数图像，包括：采用有限冲激响应一阶导滤波器，对原始图像中线激光光条的截面的截面数据进行求导，获得截面对应的一阶导数图像；有限冲激响应一阶导滤波器包括一阶导数核内系数和一阶导数核尺寸，一阶导数核内系数满足差分系数，一阶导数核尺寸是基于第二均值确定的。

18、第二方面，本公开提供一种线激光光条中心确定装置，包括：

19、获取模块，用于获取包含线激光光条的原始图像；

20、处理模块，用于对原始图像中线激光光条的截面的截面数据进行求导，获得截面对应的一阶导数图像；

21、第一确定模块，用于根据一阶导数图像，确定截面对应的中心提取窗口；

22、第二确定模块，用于在中心提取窗口内，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标；

23、第三确定模块，用于根据目标中心点的坐标，确定线激光光条的光条中心。

24、可选的，第二确定模块具体用于：根据中心提取窗口内的灰度值和中心提取窗口内处于完全过曝状态时的灰度值，获取线激光光条在中心提取窗口内的曝光程度；根据曝光程度，确定目标能量权重；在中心提取窗口内，根据目标能量权重，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标。

25、可选的，目标能量权重包括第一权重，第一权重表示线激光光条在中心提取窗口内处于未过曝状态，第二确定模块在用于在中心提取窗口内，根据目标能量权重，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标时，具体用于：在中心提取窗口内，采用有限冲激响应-峰值方法确定截面对应的目标中心点的坐标。

26、可选的，第二确定模块在用于在中心提取窗口内，采用有限冲激响应-峰值方法确定截面对应的目标中心点的坐标时，具体用于：在中心提取窗口内，获取一阶导数的最小正值和最大负值；获取一阶导数图像中最小正值和最大负值的连接直线与一阶导数图像的横轴的交点，横轴为一阶导数图像中线激光光条的截面方向；确定截面对应的目标中心点的坐标为交点的坐标。

27、可选的，目标能量权重包括第二权重，第二权重表示线激光光条在中心提取窗口内处于完全过曝状态，第二确定模块在用于在中心提取窗口内，根据目标能量权重，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标时，具体用于：在中心提取窗口内，采用有限冲激响应-重心方法确定截面对应的目标中心点的坐标。

28、可选的，目标能量权重包括第三权重，第三权重表示线激光光条在中心提取窗口内处于半过曝状态，第二确定模块在用于在中心提取窗口内，根据目标能量权重，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标时，具体用于：采用有限冲激响应-峰值方法确定截面对应的第一中心点的坐标，以及采用有限冲激响应-重心方法确定截面对应的第二中心点的坐标；根据第三权重、第一中心点的坐标以及第二中心点的坐标，确定截面对应的目标中心点的坐标。

29、可选的，第一确定模块具体用于：根据一阶导数图像，获取一阶导数的最大极值和最小极值；根据最大极值和最小极值，确定截面对应的中心提取窗口。

30、可选的，处理模块具体用于：对原始图像进行预处理，得到预处理图像，预处理包括灰度处理、灰度阈值分割处理和高斯滤波处理中的至少一种；对预处理图像中线激光光条的截面的截面数据进行求导，获得截面对应的一阶导数图像。

31、可选的，处理模块在用于对原始图像进行预处理，得到预处理图像时，具体用于：对原始图像进行灰度处理，得到灰度处理后的图像；将灰度处理后的图像中小于灰度阈值的像素值设置为0，得到灰度阈值分割处理后的图像，灰度阈值是基于对受光单元进行不同数字增益下的暗噪声标定获得的暗噪声和数字增益的关系曲线确定的；根据标定的高斯卷积核内参数，对灰度阈值分割处理后的图像进行高斯滤波处理，得到预处理图像。

32、可选的，该线激光光条中心确定装置还包括标定模块，用于通过以下方式标定高斯卷积核内参数：获取参考图像，参考图像是将激光线打在理想朗伯物体表面获得的包含参考线激光光条的图像；沿参考线激光光条的截面方向对参考图像的像素数据进行高斯拟合，获取截面方向的像素数据对应的拟合高斯曲线的标准差的第一均值以及截面方向的像素数据对应的半高宽的第二均值；根据第一均值，获取高斯卷积核标准差；根据第二均值，获取高斯卷积核尺寸；根据高斯卷积核标准差和高斯卷积核尺寸，获得高斯卷积核内参数。

33、可选的，处理模块具体用于：采用有限冲激响应一阶导滤波器，对原始图像中线激光光条的截面的截面数据进行求导，获得截面对应的一阶导数图像；有限冲激响应一阶导滤波器包括一阶导数核内系数和一阶导数核尺寸，一阶导数核内系数满足差分系数，一阶导数核尺寸是基于第二均值确定的。

34、第三方面，本公开提供一种电子设备，包括：处理器，以及与处理器通信连接的存储器；

35、存储器存储计算机执行指令；

36、处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以实现如本公开第一方面所述的线激光光条中心确定方法。

37、第四方面，本公开提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被执行时，实现如本公开第一方面所述的线激光光条中心确定方法。

38、第五方面，本公开提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被执行时实现如本公开第一方面所述的线激光光条中心确定方法。

39、本公开提供的线激光光条中心确定方法、装置、设备及存储介质，通过获取包含线激光光条的原始图像，对原始图像中线激光光条的截面的截面数据进行求导，获得截面对应的一阶导数图像；根据一阶导数图像，确定截面对应的中心提取窗口，在中心提取窗口内，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标；根据目标中心点的坐标，确定线激光光条的光条中心。本公开中，在原始图像中线激光光条的截面对应的中心提取窗口内，采用有限冲激响应方法确定截面对应的目标中心点的坐标，其中，中心提取窗口内的截面数据具有更高的信噪比，进而确定线激光光条的光条中心，能够更加准确地确定线激光光条的光条中心，同时能够保证计算复杂度较低、实时性较高以及在低信噪比的情况下具有较强的鲁棒性，对偏心高斯分布具有更高的适应性。