用于标识点位移测量的嵌入式实时检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于标识点位移测量的嵌入式实时检测方法和装置。该装置包括待测物和测量系统，所述待测物上设置有两个圆形标志点，所述测量系统包括高清相机，所述高清相机连接嵌入式图像采集系统，所述嵌入式图像采集系统通过无线通信连接服务器。该方法为：使用高清相机采集待测物相连的标志点图案的图像，并将采集到的图像经过USB接口传输至嵌入式处理系统中，运用数字图像处理技术计算出标志点图案中圆形标志中心点的像素坐标变化，根据像素位移与实际位移的比例系数，得出待测物在平面上实际的位移变化，最后将计算出的数据通过无线通讯的方式传输至服务器上。本发明专利技术安装方便，高精度，支持动态位移测量。

Embedded Real-time Detection Method and Device for Displacement Measurement of Identification Points

【技术实现步骤摘要】
用于标识点位移测量的嵌入式实时检测方法和装置
本专利技术涉及一种用于标识点位移测量的嵌入式实时检测方法和装置，属于光学测量

技术介绍
随着道路、桥梁等基础设施不断发展，对于道路、桥梁等运行状态检测技术所面临的问题也越来越复杂,而且对于测量结果如精度、速度、可靠性等都有较高的要求。目前国内关于路基沉降监测有许多方法，主要是以传统测量仪器（如沉降板、沉降仪等）为主，需要观测人员在现场进行长时间的监测，费工、费时，且观测精度受人为和气候因素影响较大。经过路基沉降测量技术的不断发展，光学视觉测量方式能够实现非接触、高精度，高稳定性的测量效果，但是目前视觉测量方式，一般需要借助计算机完成图像测量计算，由于计算机体积较大，且室外供电不便，无法在户外长时间进行测量工作，导致视觉测量方式无法在实际路基沉降测量中得到广泛使用。随着嵌入式设备的处理计算的性能不断提升，视觉测量计算工作能够在嵌入式设备上完成，这样可以使视觉测量设备的体积减小，功耗降低，为视觉测量设备进行户外路基沉降测量的实现提供了可行性。
技术实现思路
本专利技术公开了一种用于标识点位移测量的嵌入式实时检测方法和装置，安装方便，高精度，支持动态位移测量。上述的目的通过以下技术方案实现：用于标识点位移测量的嵌入式实时检测装置，包括待测物和测量系统，所述待测物上设置有两个圆形标志点，所述测量系统包括高清相机，所述高清相机连接嵌入式图像采集系统，所述嵌入式图像采集系统通过无线通信连接服务器。所述的用于标识点位移测量的嵌入式实时检测装置，所述嵌入式图像采集系统以ARM处理器为核心，并设计电源管理电路，HDMI显示接口电路，USB接口电路，接有wifi无线网卡。用上述装置进行标识点位移测量的实时检测方法，该方法为：使用高清相机采集待测物相连的标志点图案的图像，并将采集到的图像经过USB接口传输至嵌入式处理系统中，运用数字图像处理技术计算出标志点图案中圆形标志中心点的像素坐标变化，根据像素位移与实际位移的比例系数，得出待测物在平面上实际的位移变化，最后将计算出的数据通过无线通讯的方式传输至服务器上。所述的进行标识点位移测量的实时检测方法，所述运用数字图像处理技术计算出标志点图案中圆形标志中心点的像素坐标变化的具体方法是：采用标志点中心定位算法，对采集标志点图像使用高斯滤波，使用边缘提取算子对图像边缘曲线进行提取，然后对提取的边缘曲线经行筛选，筛选出圆形的标志，最后使用椭圆拟合算法，计算出圆形标志的中心的亚像素坐标。所述的进行标识点位移测量的实时检测方法，所述使用高清相机采集待测物相连的标志点图案的图像的过程中使用快速曝光设置，快速曝光设置首先快速定位圆形标志的位置，设定一个能包含圆形标志的矩形区域，根据选定区域中灰度值大小设定相机的曝光时间。所述的进行标识点位移测量的实时检测方法，所述像素位移与实际位移的比例系数是计算标志点中两个圆的圆心像素坐标，计算出两个圆的像素距离，与设计的实际距离对比，得出像素距离与实际距离的比例系数。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：（1）本专利技术测量装置操作简单方便。测量装置将图像采集与计算做成整体，使用已标定距离的标志点图像，无需相机外参标定工作操作能直接计算得到测量数据，简化测量过程。（2）测量稳定性较好。相比于传统的人工测量方式，使用数字图像处理技术，得到的测量结果一致性高，测量稳定。（3）实现实时测量功能。使用嵌入式技术能够实现图像数据实时采集，实时计算功能，能够直接得出测量结果。（4）支持动态测量。传统的人工测量无法测量出待测物的动态属性，本位移测量装置使用嵌入式系统能实时测量物体位移数据，根据相机帧率确定位移测量装置的动态测量属性。（5）易于组网测试。本位移测量装置支持无线数据传输，在多台设备同时测量时可以通过无线网络进行组网，减少物理连线的操作，同时测量装备的放置位置也不受连线的限制。附图说明图1为标志点图案示意图。图2为本专利技术装置嵌入式系统示意图。图3为位移检测装置工作示意图。其中，1为高清相机，2为嵌入式图像采集系统，3为无线通信设备，4为服务器，5为标志点图案，6为待测物。具体实施方式用于标识点位移测量的嵌入式实时检测装置，包括待测物和测量系统，所述待测物上设置有两个圆形标志点，所述测量系统包括高清相机，所述高清相机连接嵌入式图像采集系统，所述嵌入式图像采集系统通过无线通信连接服务器。所述的用于标识点位移测量的嵌入式实时检测装置，所述嵌入式图像采集系统以ARM处理器为核心，并设计电源管理电路，HDMI显示接口电路，USB接口电路，接有wifi无线网卡。用上述装置进行标识点位移测量的实时检测方法，该方法为：使用高清相机采集待测物相连的标志点图案的图像，并将采集到的图像经过USB接口传输至嵌入式处理系统中，运用数字图像处理技术计算出标志点图案中圆形标志中心点的像素坐标变化，根据像素位移与实际位移的比例系数，得出待测物在平面上实际的位移变化，最后将计算出的数据通过无线通讯的方式传输至服务器上。使用无线通讯方式传输测量数据，测量装置将测量的位移数据通过无线通讯方式传输至服务器中，数字图像处理技术的平面位移检测装置使得测量装置排布不受空间位置影响，并且为多台位移检测装置同时测量时数据传输提供便捷的数据传输方式。所述的进行标识点位移测量的实时检测方法，所述运用数字图像处理技术计算出标志点图案中圆形标志中心点的像素坐标变化的具体方法是：采用标志点中心定位算法，对采集标志点图像使用高斯滤波，使用边缘提取算子对图像边缘曲线进行提取，然后对提取的边缘曲线经行筛选，筛选出圆形的标志，最后使用椭圆拟合算法，计算出圆形标志的中心的亚像素坐标。所述的进行标识点位移测量的实时检测方法，所述使用高清相机采集待测物相连的标志点图案的图像的过程中使用快速曝光设置，快速曝光设置首先快速定位圆形标志的位置，设定一个能包含圆形标志的矩形区域，根据选定区域中灰度值大小设定相机的曝光时间。所述的进行标识点位移测量的实时检测方法，所述像素位移与实际位移的比例系数是计算标志点中两个圆的圆心像素坐标，计算出两个圆的像素距离，与设计的实际距离对比，得出像素距离与实际距离的比例系数。检测过程：根据待测物与相机之间的距离与相机视场大小两个因素，计算出标志点图案中两个圆形标志的直径大小以及两个圆形标志的圆心距离，将设计好的标志点图案与待测物固定，确保标志点图案能与待测物随动。将位移测量装置固定至稳定位置处，调整相机镜头位置，使得标志点图案处于相机视场中心位置，调整相机焦距使得标志点图案中的圆形标志在相机中成像清晰，调整相机曝光时间，使不能出现过爆点，固定好设备后，相机采集标志点图案的图像，计算出标志点图案中两个圆形标志的初始圆心像素坐标，计算出两个圆的圆心像素距离，计算出像素距离与实际距离的比例关系。根据测量需求调整相机采集频率，通过嵌入式系统对采集的图片实时处理计算，得出待测物的位移变化数据，并且将测量的数据保存在嵌入式系统中，嵌入式系统采用固定时间间隔向服务器发送测量数据。需要说明的是，上述实施例仅用来说明本专利技术的结构及其工作效果，而并不用作限制本专利技术的保护范围。本领域内的普通技术人员在不违背本专利技术思路及结构的情况下对上述实施例进行的调整或优化，仍应视作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于标识点位移测量的嵌入式实时检测装置，其特征在于：包括待测物和测量系统，所述待测物上设置有两个圆形标志点，所述测量系统包括高清相机，所述高清相机连接嵌入式图像采集系统，所述嵌入式图像采集系统通过无线通信连接服务器。

【技术特征摘要】
1.一种用于标识点位移测量的嵌入式实时检测装置，其特征在于：包括待测物和测量系统，所述待测物上设置有两个圆形标志点，所述测量系统包括高清相机，所述高清相机连接嵌入式图像采集系统，所述嵌入式图像采集系统通过无线通信连接服务器。2.根据权利要求1所述的用于标识点位移测量的嵌入式实时检测装置，其特征在于：所述嵌入式图像采集系统以ARM处理器为核心，并设计电源管理电路，HDMI显示接口电路，USB接口电路，接有wifi无线网卡。3.一种用上述装置进行标识点位移测量的实时检测方法，其特征在于：该方法为：使用高清相机采集待测物相连的标志点图案的图像，并将采集到的图像经过USB接口传输至嵌入式处理系统中，运用数字图像处理技术计算出标志点图案中圆形标志中心点的像素坐标变化，根据像素位移与实际位移的比例系数，得出待测物在平面上实际的位移变化，最后将计算出的数据通过无线通讯的方式传输至服务器上。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王澄非，徐莹隽，罗春浩，何小元，杨福俊，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32