一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,包括激光加工機(jī)床和與激光加工機(jī)床相連的目標(biāo)識(shí)別裝置,目標(biāo)識(shí)別裝置基于視覺(jué)特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別跟蹤,包括依次連接的懷疑目標(biāo)獲取模塊、顏色信息處理模塊、輪廓信息處理模塊、特征評(píng)估模塊,其中顏色信息處理模塊對(duì)所述原始楨圖像進(jìn)行從RGB顏色空間到HSV顏色空間的轉(zhuǎn)換并構(gòu)建所述懷疑目標(biāo)在HSV顏色空間的色調(diào)顏色模型,輪廓信息處理模塊用于對(duì)所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓進(jìn)行特征區(qū)域與非特征區(qū)域的區(qū)域類型劃分、對(duì)相鄰的同類型區(qū)域進(jìn)行合并,并選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑處理。本發(fā)明具有識(shí)別精度高、識(shí)別速度快的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及激光加工領(lǐng)域,具體涉及一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002] 相關(guān)技術(shù)中,在激光加工機(jī)床上采用雷達(dá)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤在定位精度和跟蹤成功 率上具備很大優(yōu)勢(shì),但僅從雷達(dá)獲取的距離信息上很難對(duì)目標(biāo)的特征進(jìn)行區(qū)分,尤其在目 標(biāo)被遮擋和多目標(biāo)情況下,很難實(shí)現(xiàn)目標(biāo)有效識(shí)別跟蹤。采用目標(biāo)的視覺(jué)信息(如顏色、輪 廓等)刻畫(huà)目標(biāo)特征,基于目標(biāo)視覺(jué)特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別跟蹤是解決上述問(wèn)題的有效途徑。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 針對(duì)上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床。
[0004] 本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005] -種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,包括激光加工機(jī)床和與激光加工機(jī)床相連的目 標(biāo)識(shí)別裝置,其特征是,所述激光加工機(jī)床包括:
[0006] 底座,所述底座上固定有一激光器和兩根立柱,其中所述的兩根立柱在遠(yuǎn)離底座 的一端連接一橫梁,并形成一龍門(mén);
[0007] X軸運(yùn)動(dòng)模組,所述X軸運(yùn)動(dòng)模組包括X軸伺服電機(jī)、X軸滾珠絲桿、X軸線性導(dǎo)軌、X 軸模組基座和X軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述X軸模組基座通過(guò)螺釘固定在橫梁上,所述X軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接;
[0008] Y軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Y軸運(yùn)動(dòng)模組包括Y軸伺服電機(jī)、Y軸滾珠絲桿、Y軸線性導(dǎo)軌、Y 軸模組基座和Y軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Y軸模組基座通過(guò)螺釘固定在底座上,所述Y軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接。
[0009] 優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0010] 旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭,所述旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭包括固定座,擺動(dòng)板,回轉(zhuǎn)工作臺(tái),以及相互連接的A 軸伺服電機(jī)和A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)、C軸伺服電機(jī)和C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī),其中所述固定座設(shè) 于Y軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)的回轉(zhuǎn)平面與擺動(dòng)板相連接,并可通過(guò)A軸伺服 電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板在豎直方向上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),所述C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)固定在擺動(dòng)板上,其回 轉(zhuǎn)平面與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)相連接,并可通過(guò)C軸伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在水平方向上進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)。
[0011]優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0012] Z軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Z軸運(yùn)動(dòng)模組包括Z軸伺服電機(jī)、Z軸滾珠絲桿、Z軸線性導(dǎo)軌、Z 軸模組基座和Z軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Z軸模組基座通過(guò)連接板固定在X軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述 Z軸運(yùn)動(dòng)托板設(shè)于Z軸線性導(dǎo)軌上,其面向Z軸模組基座的一側(cè)面上與Z軸滾珠絲桿用螺紋連 接,背離Z軸模組基座的一側(cè)面通過(guò)振鏡連接板設(shè)置有掃描振鏡;以及多個(gè)反射鏡,用于將 激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入掃描振鏡。
[0013] 優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置包括:
[0014] (I)懷疑目標(biāo)獲取模塊,用于在監(jiān)控視頻中識(shí)別懷疑目標(biāo)并讀取包含懷疑目標(biāo)的 原始楨圖像,其包括與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)連接的紅外電荷耦合器件,所述紅外電荷耦合器件將輸 出的圖像信號(hào)輸入到現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行是否存在懷疑目標(biāo)的判別處理;
[0015] (2)顏色信息處理模塊,其對(duì)所述原始楨圖像進(jìn)行從RGB顏色空間到HSV顏色空間 的轉(zhuǎn)換并構(gòu)建所述懷疑目標(biāo)在HSV顏色空間的色調(diào)顏色模型,轉(zhuǎn)換公式如下:
[0018] v=Max(r ,g,b)
[0019] 其中,(r,g,b)為原始楨圖像的像素點(diǎn)在RGB顏色空間的紅綠藍(lán)坐標(biāo)值,有效值范 圍均為(〇,I) ;h為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色相分量,S為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的飽和 度分量,V為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色調(diào)分量;
[0020] 色調(diào)顏色模型如下:
[0025]其中,函數(shù)S[d(Xl)-W]為像素 Ax1在第w個(gè)子空間區(qū)域內(nèi)的投影,w為特征空間的索 引,bw為各子空間的權(quán)重
是以像素 X。為中心在二維圖像中的核函數(shù);
[0026]優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置還包括:
[0027] (3)輪廓信息處理模塊,用于對(duì)所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓進(jìn)行特征區(qū)域與非特 征區(qū)域的區(qū)域類型劃分、對(duì)相鄰的同類型區(qū)域進(jìn)行合并,并選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并 后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑處理,所述實(shí)際輪廓內(nèi)的選定區(qū)域被判定為特征 區(qū)域的判定條件為:
[0031]其中,t表示所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓的輪廓點(diǎn),to為預(yù)設(shè)的位于所述選定區(qū)域 內(nèi)的起始輪廓點(diǎn),s為預(yù)設(shè)的延伸長(zhǎng)度,延伸長(zhǎng)度的值為選定區(qū)域的邊緣輪廓點(diǎn)到所述起始 輪廓點(diǎn)的距離,
為起始輪廓點(diǎn)處的用于修正所述延伸長(zhǎng)度S的實(shí)時(shí)曲率修 正系數(shù),
為起始輪廓點(diǎn)的曲率半徑
為由預(yù)設(shè)的寬度范圍為[3,5]的窗函數(shù)得 到的輪廓起始點(diǎn)的平均曲率半徑;f (t)為判定輪廓點(diǎn)是否為特征點(diǎn)的特征函數(shù),f (t ) = 1表 示該輪廓點(diǎn)為特征點(diǎn),f(t)=0表示該輪廓點(diǎn)為非特征點(diǎn),NfW=I表示選定區(qū)域內(nèi)所具有的 特征點(diǎn)的數(shù)目,Ny為設(shè)定的作為特征區(qū)域需要包括的特征點(diǎn)的數(shù)目,k' N(t)為由所述窗函數(shù) 對(duì)實(shí)際輪廓進(jìn)行鄰域平均而得到的實(shí)際輪廓曲率,max I k'N(t) I表示實(shí)際輪廓曲率的絕對(duì) 值的最大值,T為權(quán)值且T的取值范圍為[0.2,0.5 ];
[0032] (4)特征評(píng)估模塊,用于對(duì)處理過(guò)的顏色信息和輪廓信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的目標(biāo) 特征進(jìn)行比對(duì)匹配并計(jì)算匹配度,所述匹配度達(dá)到預(yù)設(shè)的匹配閾值時(shí)判定所述懷疑目標(biāo)為 跟蹤目標(biāo)并輸出判定結(jié)果;
[0033]優(yōu)選地,所述輪廓信息處理模塊包括對(duì)所有特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第一濾波器 和對(duì)所有非特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第二濾波器,所述第一濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所 有特征區(qū)域中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2,所述第二濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有非特征區(qū) 域中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2;根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有 效減小了合并后的失真現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。
[0034]本發(fā)明的有益效果為:
[0035] 1、采用顏色信息和輪廓信息相結(jié)合的方式描述跟蹤目標(biāo),對(duì)外界光照的變化具有 很強(qiáng)的魯棒性,避免了使用單一特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行描述,提高識(shí)別的精度;
[0036] 2、修正后的顏色空間轉(zhuǎn)化公式更加符合人類的視覺(jué)效果,能夠反映更豐富的信 息,便于實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別跟蹤,在色調(diào)顏色模型中引入空間權(quán)重劃分,多次濾波,使模型更為 科學(xué),實(shí)用性更強(qiáng);
[0037] 3、設(shè)置輪廓信息處理模塊,用于對(duì)所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓進(jìn)行特征區(qū)域與非 特征區(qū)域的區(qū)域類型劃分、對(duì)相鄰的同類型區(qū)域進(jìn)行合并,并選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合 并后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑處理,計(jì)算量并不復(fù)雜,平滑除噪效果好,考慮 了輪廓在不同類型區(qū)域之間的差異性,在抑制噪聲和保留細(xì)節(jié)之間取得很好的平衡,根據(jù) 不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效減小了合并后的失真現(xiàn)象,便于 更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明,但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限 制,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)以下附圖獲得 其它的附圖。
[0039] 圖1是本發(fā)明的目標(biāo)識(shí)別裝置模塊連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0041 ] 實(shí)施例1
[0042] 參見(jiàn)圖1,本實(shí)施例一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,包括激光加工機(jī)床和與激光 加工機(jī)床相連的目標(biāo)識(shí)別裝置,其特征是,所述激光加工機(jī)床包括:
[0043] 底座,所述底座上固定有一激光器和兩根立柱,其中所述的兩根立柱在遠(yuǎn)離底座 的一端連接一橫梁,并形成一龍門(mén);
[0044] X軸運(yùn)動(dòng)模組,所述X軸運(yùn)動(dòng)模組包括X軸伺服電機(jī)、X軸滾珠絲桿、X軸線性導(dǎo)軌、X 軸模組基座和X軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述X軸模組基座通過(guò)螺釘固定在橫梁上,所述X軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接;
[0045] Y軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Y軸運(yùn)動(dòng)模組包括Y軸伺服電機(jī)、Y軸滾珠絲桿、Y軸線性導(dǎo)軌、Y 軸模組基座和Y軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Y軸模組基座通過(guò)螺釘固定在底座上,所述Y軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接。
[0046] 優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0047]旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭,所述旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭包括固定座,擺動(dòng)板,回轉(zhuǎn)工作臺(tái),以及相互連接的A 軸伺服電機(jī)和A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)、C軸伺服電機(jī)和C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī),其中所述固定座設(shè) 于Y軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)的回轉(zhuǎn)平面與擺動(dòng)板相連接,并可通過(guò)A軸伺服 電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板在豎直方向上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),所述C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)固定在擺動(dòng)板上,其回 轉(zhuǎn)平面與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)相連接,并可通過(guò)C軸伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在水平方向上進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)。
[0048]優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0049] Z軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Z軸運(yùn)動(dòng)模組包括Z軸伺服電機(jī)、Z軸滾珠絲桿、Z軸線性導(dǎo)軌、Z 軸模組基座和Z軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Z軸模組基座通過(guò)連接板固定在X軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述 Z軸運(yùn)動(dòng)托板設(shè)于Z軸線性導(dǎo)軌上,其面向Z軸模組基座的一側(cè)面上與Z軸滾珠絲桿用螺紋連 接,背離Z軸模組基座的一側(cè)面通過(guò)振鏡連接板設(shè)置有掃描振鏡;以及多個(gè)反射鏡,用于將 激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入掃描振鏡。
[0050] 優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置包括:
[0051 ] (I)懷疑目標(biāo)獲取模塊,用于在監(jiān)控視頻中識(shí)別懷疑目標(biāo)并讀取包含懷疑目標(biāo)的 原始楨圖像,其包括與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)連接的紅外電荷耦合器件,所述紅外電荷耦合器件將輸 出的圖像信號(hào)輸入到現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行是否存在懷疑目標(biāo)的判別處理;
[0052] (2)顏色信息處理模塊,其對(duì)所述原始楨圖像進(jìn)行從RGB顏色空間到HSV顏色空間 的轉(zhuǎn)換并構(gòu)建所述懷疑目標(biāo)在HSV顏色空間的色調(diào)顏色模型,轉(zhuǎn)換公式如下:
[0056]其中,(r,g,b)為原始楨圖像的像素點(diǎn)在RGB顏色空間的紅綠藍(lán)坐標(biāo)值,有效值范 圍均為(〇,I) ;h為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色相分量,S為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的飽和 度分量,V為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色調(diào)分量;
[0057] 色調(diào)顏色模型如下:
[0062]其中,函數(shù)S[d(Xl)-W]為像素 Ax1在第w個(gè)子空間區(qū)域內(nèi)的投影,w為特征空間的索 引,bw為各子空間的權(quán)重,
是以像素 X。為中心在二維圖像中的核函數(shù);
[0063] 優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置還包括:
[0064] (3)輪廓信息處理模塊,用于對(duì)所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓進(jìn)行特征區(qū)域與非特 征區(qū)域的區(qū)域類型劃分、對(duì)相鄰的同類型區(qū)域進(jìn)行合并,并選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并 后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑處理,所述實(shí)際輪廓內(nèi)的選定區(qū)域被判定為特征 區(qū)域的判定條件為:
[0068]其中,t表示所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓的輪廓點(diǎn),to為預(yù)設(shè)的位于所述選定區(qū)域 內(nèi)的起始輪廓點(diǎn),s為預(yù)設(shè)的延伸長(zhǎng)度,延伸長(zhǎng)度的值為選定區(qū)域的邊緣輪廓點(diǎn)到所述起始 輪廓點(diǎn)的距離
為起始輪廓點(diǎn)處的用于修正所述延伸長(zhǎng)度s的實(shí)時(shí)曲率修 正系數(shù),
為起始輪廓點(diǎn)的曲率半徑,
為由預(yù)設(shè)的寬度范圍為[3,5]的窗函數(shù)得到 的輪廓起始點(diǎn)的平均曲率半徑;f (t)為判定輪廓點(diǎn)是否為特征點(diǎn)的特征函數(shù),f (t ) = 1表示 該輪廓點(diǎn)為特征點(diǎn),f (t )= 0表示該輪廓點(diǎn)為非特征點(diǎn),Nf w=i表示選定區(qū)域內(nèi)所具有的特 征點(diǎn)的數(shù)目,Ny為設(shè)定的作為特征區(qū)域需要包括的特征點(diǎn)的數(shù)目,k' N(t)為由所述窗函數(shù)對(duì) 實(shí)際輪廓進(jìn)行鄰域平均而得到的實(shí)際輪廓曲率,max I k'N(t) I表示實(shí)際輪廓曲率的絕對(duì)值 的最大值,T為權(quán)值且T的取值范圍為[0.2,0.5 ];
[0069] (4)特征評(píng)估模塊,用于對(duì)處理過(guò)的顏色信息和輪廓信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的目標(biāo) 特征進(jìn)行比對(duì)匹配并計(jì)算匹配度,所述匹配度達(dá)到預(yù)設(shè)的匹配閾值時(shí)判定所述懷疑目標(biāo)為 跟蹤目標(biāo)并輸出判定結(jié)果;
[0070] 其中,所述輪廓信息處理模塊包括對(duì)所有特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第一濾波器和 對(duì)所有非特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第二濾波器,所述第一濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有 特征區(qū)域中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2,所述第二濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有非特征區(qū)域 中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2;根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效 減小了合并后的失真現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。
[0071] 本實(shí)施例采用顏色信息和輪廓信息相結(jié)合的方式描述跟蹤目標(biāo),對(duì)外界光照的變 化具有很強(qiáng)的魯棒性,避免了使用單一特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行描述,提高識(shí)別的精度;修正后的顏 色空間轉(zhuǎn)化公式更加符合人類的視覺(jué)效果,能夠反映更豐富的信息,便于實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別跟 蹤,在色調(diào)顏色模型中引入空間權(quán)重劃分,多次濾波,使模型更為科學(xué),實(shí)用性更強(qiáng);設(shè)置輪 廓信息處理模塊,選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑 處理,考慮了輪廓在不同類型區(qū)域之間的差異性,在抑制噪聲和保留細(xì)節(jié)之間取得很好的 平衡,根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效減小了合并后的失真 現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別,其中設(shè)定丨的寬度為3,權(quán)值T的取值為0.2,識(shí)別精 度提高了 2 %,識(shí)別速度提高了 1 %。
[0072] 實(shí)施例2
[0073] 參見(jiàn)圖1,本實(shí)施例一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,包括激光加工機(jī)床和與激光 加工機(jī)床相連的目標(biāo)識(shí)別裝置,其特征是,所述激光加工機(jī)床包括:
[0074] 底座,所述底座上固定有一激光器和兩根立柱,其中所述的兩根立柱在遠(yuǎn)離底座 的一端連接一橫梁,并形成一龍門(mén);
[0075] X軸運(yùn)動(dòng)模組,所述X軸運(yùn)動(dòng)模組包括X軸伺服電機(jī)、X軸滾珠絲桿、X軸線性導(dǎo)軌、X 軸模組基座和X軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述X軸模組基座通過(guò)螺釘固定在橫梁上,所述X軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接;
[0076] Y軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Y軸運(yùn)動(dòng)模組包括Y軸伺服電機(jī)、Y軸滾珠絲桿、Y軸線性導(dǎo)軌、Y 軸模組基座和Y軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Y軸模組基座通過(guò)螺釘固定在底座上,所述Y軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接。
[0077]優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0078]旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭,所述旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭包括固定座,擺動(dòng)板,回轉(zhuǎn)工作臺(tái),以及相互連接的A 軸伺服電機(jī)和A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)、C軸伺服電機(jī)和C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī),其中所述固定座設(shè) 于Y軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)的回轉(zhuǎn)平面與擺動(dòng)板相連接,并可通過(guò)A軸伺服 電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板在豎直方向上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),所述C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)固定在擺動(dòng)板上,其回 轉(zhuǎn)平面與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)相連接,并可通過(guò)C軸伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在水平方向上進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)。
[0079]優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0080] Z軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Z軸運(yùn)動(dòng)模組包括Z軸伺服電機(jī)、Z軸滾珠絲桿、Z軸線性導(dǎo)軌、Z 軸模組基座和Z軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Z軸模組基座通過(guò)連接板固定在X軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述 Z軸運(yùn)動(dòng)托板設(shè)于Z軸線性導(dǎo)軌上,其面向Z軸模組基座的一側(cè)面上與Z軸滾珠絲桿用螺紋連 接,背離Z軸模組基座的一側(cè)面通過(guò)振鏡連接板設(shè)置有掃描振鏡;以及多個(gè)反射鏡,用于將 激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入掃描振鏡。
[0081 ]優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置包括:
[0082] (1)懷疑目標(biāo)獲取模塊,用于在監(jiān)控視頻中識(shí)別懷疑目標(biāo)并讀取包含懷疑目標(biāo)的 原始楨圖像,其包括與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)連接的紅外電荷耦合器件,所述紅外電荷耦合器件將輸 出的圖像信號(hào)輸入到現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行是否存在懷疑目標(biāo)的判別處理;
[0083] (2)顏色信息處理模塊,其對(duì)所述原始楨圖像進(jìn)行從RGB顏色空間到HSV顏色空間 的轉(zhuǎn)換并構(gòu)建所述懷疑目標(biāo)在HSV顏色空間的色調(diào)顏色模型,轉(zhuǎn)換公式如下:
[0086] v=Max(r ,g,b)
[0087] 其中,(r,g,b)為原始楨圖像的像素點(diǎn)在RGB顏色空間的紅綠藍(lán)坐標(biāo)值,有效值范 圍均為(〇,I) ;h為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色相分量,S為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的飽和 度分量,V為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色調(diào)分量;
[0088] 色調(diào)顏色模型如下:
[0093]其中,函數(shù)S[d(Xl)-W]為像素 Ax1在第w個(gè)子空間區(qū)域內(nèi)的投影,w為特征空間的索 引,bw為各子空間的權(quán)重:
是以像素 X。為中心在二維圖像中的核函數(shù);
[0094]優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置還包括:
[0095] (3)輪廓信息處理模塊,用于對(duì)所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓進(jìn)行特征區(qū)域與非特 征區(qū)域的區(qū)域類型劃分、對(duì)相鄰的同類型區(qū)域進(jìn)行合并,并選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并 后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑處理,所述實(shí)際輪廓內(nèi)的選定區(qū)域被判定為特征 區(qū)域的判定條件為:
[0099] 其中,t表示所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓的輪廓點(diǎn),to為預(yù)設(shè)的位于所述選定區(qū)域 內(nèi)的起始輪廓點(diǎn),s為預(yù)設(shè)的延伸長(zhǎng)度,延伸長(zhǎng)度的值為選定區(qū)域的邊緣輪廓點(diǎn)到所述起始 輪廓點(diǎn)的距離
:為起始輪廓點(diǎn)處的用于修正所述延伸長(zhǎng)度s的實(shí)時(shí)曲率修 正系數(shù),
:為起始輪廓點(diǎn)的曲率半徑:
為由預(yù)設(shè)的寬度范圍為[3,5]的窗函數(shù)得到 的輪廓起始點(diǎn)的平均曲率半徑;f (t)為判定輪廓點(diǎn)是否為特征點(diǎn)的特征函數(shù),f (t ) = 1表示 該輪廓點(diǎn)為特征點(diǎn),f (t )= 0表示該輪廓點(diǎn)為非特征點(diǎn),Nf w=i表示選定區(qū)域內(nèi)所具有的特 征點(diǎn)的數(shù)目,Ny為設(shè)定的作為特征區(qū)域需要包括的特征點(diǎn)的數(shù)目,k' N(t)為由所述窗函數(shù)對(duì) 實(shí)際輪廓進(jìn)行鄰域平均而得到的實(shí)際輪廓曲率,max I k'N(t) I表示實(shí)際輪廓曲率的絕對(duì)值 的最大值,T為權(quán)值且T的取值范圍為[0.2,0.5 ];
[0100] (4)特征評(píng)估模塊,用于對(duì)處理過(guò)的顏色信息和輪廓信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的目標(biāo) 特征進(jìn)行比對(duì)匹配并計(jì)算匹配度,所述匹配度達(dá)到預(yù)設(shè)的匹配閾值時(shí)判定所述懷疑目標(biāo)為 跟蹤目標(biāo)并輸出判定結(jié)果;
[0101]其中,所述輪廓信息處理模塊包括對(duì)所有特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第一濾波器和 對(duì)所有非特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第二濾波器,所述第一濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有 特征區(qū)域中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2,所述第二濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有非特征區(qū)域 中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2;根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效 減小了合并后的失真現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。
[0102]本實(shí)施例采用顏色信息和輪廓信息相結(jié)合的方式描述跟蹤目標(biāo),對(duì)外界光照的變 化具有很強(qiáng)的魯棒性,避免了使用單一特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行描述,提高識(shí)別的精度;修正后的顏 色空間轉(zhuǎn)化公式更加符合人類的視覺(jué)效果,能夠反映更豐富的信息,便于實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別跟 蹤,在色調(diào)顏色模型中引入空間權(quán)重劃分,多次濾波,使模型更為科學(xué),實(shí)用性更強(qiáng);設(shè)置輪 廓信息處理模塊,選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑 處理,考慮了輪廓在不同類型區(qū)域之間的差異性,在抑制噪聲和保留細(xì)節(jié)之間取得很好的 平衡,根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效減小了合并后的失真 現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別,其中設(shè)定
的寬度為4,權(quán)值T的取值為0.3,識(shí)別精 度提高了 1 %,識(shí)別速度提高了 2 %。
[0103] 實(shí)施例3
[0104] 參見(jiàn)圖I,本實(shí)施例一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,包括激光加工機(jī)床和與激光 加工機(jī)床相連的目標(biāo)識(shí)別裝置,其特征是,所述激光加工機(jī)床包括:
[0105] 底座,所述底座上固定有一激光器和兩根立柱,其中所述的兩根立柱在遠(yuǎn)離底座 的一端連接一橫梁,并形成一龍門(mén);
[0106] X軸運(yùn)動(dòng)模組,所述X軸運(yùn)動(dòng)模組包括X軸伺服電機(jī)、X軸滾珠絲桿、X軸線性導(dǎo)軌、X 軸模組基座和X軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述X軸模組基座通過(guò)螺釘固定在橫梁上,所述X軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接;
[0107] Y軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Y軸運(yùn)動(dòng)模組包括Y軸伺服電機(jī)、Y軸滾珠絲桿、Y軸線性導(dǎo)軌、Y 軸模組基座和Y軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Y軸模組基座通過(guò)螺釘固定在底座上,所述Y軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接。
[0108] 優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0109] 旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭,所述旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭包括固定座,擺動(dòng)板,回轉(zhuǎn)工作臺(tái),以及相互連接的A 軸伺服電機(jī)和A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)、C軸伺服電機(jī)和C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī),其中所述固定座設(shè) 于Y軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)的回轉(zhuǎn)平面與擺動(dòng)板相連接,并可通過(guò)A軸伺服 電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板在豎直方向上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),所述C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)固定在擺動(dòng)板上,其回 轉(zhuǎn)平面與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)相連接,并可通過(guò)C軸伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在水平方向上進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)。
[0110]優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括: Com] z軸運(yùn)動(dòng)模組,所述z軸運(yùn)動(dòng)模組包括z軸伺服電機(jī)、z軸滾珠絲桿、z軸線性導(dǎo)軌、z 軸模組基座和Z軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Z軸模組基座通過(guò)連接板固定在X軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述 Z軸運(yùn)動(dòng)托板設(shè)于Z軸線性導(dǎo)軌上,其面向Z軸模組基座的一側(cè)面上與Z軸滾珠絲桿用螺紋連 接,背離Z軸模組基座的一側(cè)面通過(guò)振鏡連接板設(shè)置有掃描振鏡;以及多個(gè)反射鏡,用于將 激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入掃描振鏡。
[0112] 優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置包括:
[0113] (1)懷疑目標(biāo)獲取模塊,用于在監(jiān)控視頻中識(shí)別懷疑目標(biāo)并讀取包含懷疑目標(biāo)的 原始楨圖像,其包括與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)連接的紅外電荷耦合器件,所述紅外電荷耦合器件將輸 出的圖像信號(hào)輸入到現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行是否存在懷疑目標(biāo)的判別處理;
[0114] (2)顏色信息處理模塊,其對(duì)所述原始楨圖像進(jìn)行從RGB顏色空間到HSV顏色空間 的轉(zhuǎn)換并構(gòu)建所述懷疑目標(biāo)在HSV顏色空間的色調(diào)顏色模型,轉(zhuǎn)換公式如下:
[0115]
[0117] v=Max(r ,g,b)
[0118] 其中,(r,g,b)為原始楨圖像的像素點(diǎn)在RGB顏色空間的紅綠藍(lán)坐標(biāo)值,有效值范 圍均為(〇,I) ;h為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色相分量,s為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的飽和 度分量,V為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色調(diào)分量;
[0119] 色調(diào)顏色模型如下:
[0124] 其中,函數(shù)S[d(Xl)-W]為像素 Ax1在第w個(gè)子空間區(qū)域內(nèi)的投影,w為特征空間的索 引,bw為各子空間的權(quán)重,
是以像素 X。為中心在二維圖像中的核函數(shù);
[0125] 優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置還包括:
[0126] (3)輪廓信息處理模塊,用于對(duì)所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓進(jìn)行特征區(qū)域與非特 征區(qū)域的區(qū)域類型劃分、對(duì)相鄰的同類型區(qū)域進(jìn)行合并,并選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并 后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑處理,所述實(shí)際輪廓內(nèi)的選定區(qū)域被判定為特征 區(qū)域的判定條件為:
[0130]其中,t表示所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓的輪廓點(diǎn),to為預(yù)設(shè)的位于所述選定區(qū)域 內(nèi)的起始輪廓點(diǎn),s為預(yù)設(shè)的延伸長(zhǎng)度,延伸長(zhǎng)度的值為選定區(qū)域的邊緣輪廓點(diǎn)到所述起始 輪廓點(diǎn)的距離
為起始輪廓點(diǎn)處的用于修正所述延伸長(zhǎng)度S的實(shí)時(shí)曲率修 正系數(shù),
為起始輪廓點(diǎn)的曲率半徑
為由預(yù)設(shè)的寬度范圍為[3,5]的窗函數(shù)得到 的輪廓起始點(diǎn)的平均曲率半徑;f (t)為判定輪廓點(diǎn)是否為特征點(diǎn)的特征函數(shù),f (t ) = 1表示 該輪廓點(diǎn)為特征點(diǎn),f (t )= O表示該輪廓點(diǎn)為非特征點(diǎn),Nf w=i表示選定區(qū)域內(nèi)所具有的特 征點(diǎn)的數(shù)目,Ny為設(shè)定的作為特征區(qū)域需要包括的特征點(diǎn)的數(shù)目,k' N(t)為由所述窗函數(shù)對(duì) 實(shí)際輪廓進(jìn)行鄰域平均而得到的實(shí)際輪廓曲率,max I k'N(t) I表示實(shí)際輪廓曲率的絕對(duì)值 的最大值,T為權(quán)值且T的取值范圍為[0.2,0.5 ];
[0131] (4)特征評(píng)估模塊,用于對(duì)處理過(guò)的顏色信息和輪廓信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的目標(biāo) 特征進(jìn)行比對(duì)匹配并計(jì)算匹配度,所述匹配度達(dá)到預(yù)設(shè)的匹配閾值時(shí)判定所述懷疑目標(biāo)為 跟蹤目標(biāo)并輸出判定結(jié)果;
[0132] 其中,所述輪廓信息處理模塊包括對(duì)所有特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第一濾波器和 對(duì)所有非特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第二濾波器,所述第一濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有 特征區(qū)域中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2,所述第二濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有非特征區(qū)域 中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2;根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效 減小了合并后的失真現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。
[0133] 本實(shí)施例采用顏色信息和輪廓信息相結(jié)合的方式描述跟蹤目標(biāo),對(duì)外界光照的變 化具有很強(qiáng)的魯棒性,避免了使用單一特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行描述,提高識(shí)別的精度;修正后的顏 色空間轉(zhuǎn)化公式更加符合人類的視覺(jué)效果,能夠反映更豐富的信息,便于實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別跟 蹤,在色調(diào)顏色模型中引入空間權(quán)重劃分,多次濾波,使模型更為科學(xué),實(shí)用性更強(qiáng);設(shè)置輪 廓信息處理模塊,選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑 處理,考慮了輪廓在不同類型區(qū)域之間的差異性,在抑制噪聲和保留細(xì)節(jié)之間取得很好的 平衡,根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效減小了合并后的失真
現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別,其中設(shè)定 的寬度為5,權(quán)值T的取值為0.4,識(shí)別精 度提高了 2 %,識(shí)別速度提高了 3 %。
[0134] 實(shí)施例4
[0135] 參見(jiàn)圖1,本實(shí)施例一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,包括激光加工機(jī)床和與激光 加工機(jī)床相連的目標(biāo)識(shí)別裝置,其特征是,所述激光加工機(jī)床包括:
[0136] 底座,所述底座上固定有一激光器和兩根立柱,其中所述的兩根立柱在遠(yuǎn)離底座 的一端連接一橫梁,并形成一龍門(mén);
[0137] X軸運(yùn)動(dòng)模組,所述X軸運(yùn)動(dòng)模組包括X軸伺服電機(jī)、X軸滾珠絲桿、X軸線性導(dǎo)軌、X 軸模組基座和X軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述X軸模組基座通過(guò)螺釘固定在橫梁上,所述X軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接;
[0138] Y軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Y軸運(yùn)動(dòng)模組包括Y軸伺服電機(jī)、Y軸滾珠絲桿、Y軸線性導(dǎo)軌、Y 軸模組基座和Y軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Y軸模組基座通過(guò)螺釘固定在底座上,所述Y軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接。
[0139] 優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0140] 旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭,所述旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭包括固定座,擺動(dòng)板,回轉(zhuǎn)工作臺(tái),以及相互連接的A 軸伺服電機(jī)和A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)、C軸伺服電機(jī)和C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī),其中所述固定座設(shè) 于Y軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)的回轉(zhuǎn)平面與擺動(dòng)板相連接,并可通過(guò)A軸伺服 電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板在豎直方向上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),所述C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)固定在擺動(dòng)板上,其回 轉(zhuǎn)平面與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)相連接,并可通過(guò)C軸伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在水平方向上進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)。
[0141] 優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0142] Z軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Z軸運(yùn)動(dòng)模組包括Z軸伺服電機(jī)、Z軸滾珠絲桿、Z軸線性導(dǎo)軌、Z 軸模組基座和Z軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Z軸模組基座通過(guò)連接板固定在X軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述 Z軸運(yùn)動(dòng)托板設(shè)于Z軸線性導(dǎo)軌上,其面向Z軸模組基座的一側(cè)面上與Z軸滾珠絲桿用螺紋連 接,背離Z軸模組基座的一側(cè)面通過(guò)振鏡連接板設(shè)置有掃描振鏡;以及多個(gè)反射鏡,用于將 激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入掃描振鏡。
[0143] 優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置包括:
[0144] (1)懷疑目標(biāo)獲取模塊,用于在監(jiān)控視頻中識(shí)別懷疑目標(biāo)并讀取包含懷疑目標(biāo)的 原始楨圖像,其包括與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)連接的紅外電荷耦合器件,所述紅外電荷耦合器件將輸 出的圖像信號(hào)輸入到現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行是否存在懷疑目標(biāo)的判別處理;
[0145] (2)顏色信息處理模塊,其對(duì)所述原始楨圖像進(jìn)行從RGB顏色空間到HSV顏色空間 的轉(zhuǎn)換并構(gòu)建所述懷疑目標(biāo)在HSV顏色空間的色調(diào)顏色模型,轉(zhuǎn)換公式如下:
[0148] v=Max(r ,g,b)
[0149] 其中,(r,g,b)為原始楨圖像的像素點(diǎn)在RGB顏色空間的紅綠藍(lán)坐標(biāo)值,有效值范 圍均為(〇,I) ;h為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色相分量,s為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的飽和 度分量,V為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色調(diào)分量;
[0150] 色調(diào)顏色模型如下:
[0152] 此樸
[0155] 其中,函數(shù)S[d(Xl)-W]為像素 Ax1在第w個(gè)子空間區(qū)域內(nèi)的投影,w為特征空間的索 引,bw為各子空間的權(quán)重:
是以像素 X。為中心在二維圖像中的核函數(shù);
[0156] 優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置還包括:
[0157] (3)輪廓信息處理模塊,用于對(duì)所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓進(jìn)行特征區(qū)域與非特 征區(qū)域的區(qū)域類型劃分、對(duì)相鄰的同類型區(qū)域進(jìn)行合并,并選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并 后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑處理,所述實(shí)際輪廓內(nèi)的選定區(qū)域被判定為特征 區(qū)域的判定條件為:
[0161] 其中,t表示所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓的輪廓點(diǎn),to為預(yù)設(shè)的位于所述選定區(qū)域 內(nèi)的起始輪廓點(diǎn),s為預(yù)設(shè)的延伸長(zhǎng)度,延伸長(zhǎng)度的值為選定區(qū)域的邊緣輪廓點(diǎn)到所述起始 輪廓點(diǎn)的距離,
為起始輪廓點(diǎn)處的用于修正所述延伸長(zhǎng)度S的實(shí)時(shí)曲率修 正系數(shù)
為起始輪廓點(diǎn)的曲率半徑,
為由預(yù)設(shè)的寬度范圍為[3,5]的窗函數(shù)得到 的輪廓起始點(diǎn)的平均曲率半徑;f (t)為判定輪廓點(diǎn)是否為特征點(diǎn)的特征函數(shù),f (t ) = 1表示 該輪廓點(diǎn)為特征點(diǎn),f (t )= 0表示該輪廓點(diǎn)為非特征點(diǎn),Nf w=i表示選定區(qū)域內(nèi)所具有的特 征點(diǎn)的數(shù)目,Ny為設(shè)定的作為特征區(qū)域需要包括的特征點(diǎn)的數(shù)目,k' N(t)為由所述窗函數(shù)對(duì) 實(shí)際輪廓進(jìn)行鄰域平均而得到的實(shí)際輪廓曲率,max I k'N(t) I表示實(shí)際輪廓曲率的絕對(duì)值 的最大值,T為權(quán)值且T的取值范圍為[0.2,0.5 ];
[0162] (4)特征評(píng)估模塊,用于對(duì)處理過(guò)的顏色信息和輪廓信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的目標(biāo) 特征進(jìn)行比對(duì)匹配并計(jì)算匹配度,所述匹配度達(dá)到預(yù)設(shè)的匹配閾值時(shí)判定所述懷疑目標(biāo)為 跟蹤目標(biāo)并輸出判定結(jié)果;
[0163] 其中,所述輪廓信息處理模塊包括對(duì)所有特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第一濾波器和 對(duì)所有非特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第二濾波器,所述第一濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有 特征區(qū)域中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2,所述第二濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有非特征區(qū)域 中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2;根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效 減小了合并后的失真現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。
[0164] 本實(shí)施例采用顏色信息和輪廓信息相結(jié)合的方式描述跟蹤目標(biāo),對(duì)外界光照的變 化具有很強(qiáng)的魯棒性,避免了使用單一特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行描述,提高識(shí)別的精度;修正后的顏 色空間轉(zhuǎn)化公式更加符合人類的視覺(jué)效果,能夠反映更豐富的信息,便于實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別跟 蹤,在色調(diào)顏色模型中引入空間權(quán)重劃分,多次濾波,使模型更為科學(xué),實(shí)用性更強(qiáng);設(shè)置輪 廓信息處理模塊,選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑 處理,考慮了輪廓在不同類型區(qū)域之間的差異性,在抑制噪聲和保留細(xì)節(jié)之間取得很好的 平衡,根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效減小了合并后的失真 現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別,其中設(shè)定的寬度為5,權(quán)值T的取值為0.5,識(shí)別精 度提高了 2 %,識(shí)別速度提高了 2.5 %。
[0165] 實(shí)施例5
[0166] 參見(jiàn)圖1,本實(shí)施例一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,包括激光加工機(jī)床和與激光 加工機(jī)床相連的目標(biāo)識(shí)別裝置,其特征是,所述激光加工機(jī)床包括:
[0167] 底座,所述底座上固定有一激光器和兩根立柱,其中所述的兩根立柱在遠(yuǎn)離底座 的一端連接一橫梁,并形成一龍門(mén);
[0168] X軸運(yùn)動(dòng)模組,所述X軸運(yùn)動(dòng)模組包括X軸伺服電機(jī)、X軸滾珠絲桿、X軸線性導(dǎo)軌、X 軸模組基座和X軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述X軸模組基座通過(guò)螺釘固定在橫梁上,所述X軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接;
[0169] Y軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Y軸運(yùn)動(dòng)模組包括Y軸伺服電機(jī)、Y軸滾珠絲桿、Y軸線性導(dǎo)軌、Y 軸模組基座和Y軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Y軸模組基座通過(guò)螺釘固定在底座上,所述Y軸運(yùn)動(dòng)托 板設(shè)于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接。
[0170]優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0171] 旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭,所述旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭包括固定座,擺動(dòng)板,回轉(zhuǎn)工作臺(tái),以及相互連接的A 軸伺服電機(jī)和A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)、C軸伺服電機(jī)和C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī),其中所述固定座設(shè) 于Y軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)的回轉(zhuǎn)平面與擺動(dòng)板相連接,并可通過(guò)A軸伺服 電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板在豎直方向上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),所述C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)固定在擺動(dòng)板上,其回 轉(zhuǎn)平面與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)相連接,并可通過(guò)C軸伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在水平方向上進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)。
[0172] 優(yōu)選地,所述激光加工機(jī)床還包括:
[0173] Z軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Z軸運(yùn)動(dòng)模組包括Z軸伺服電機(jī)、Z軸滾珠絲桿、Z軸線性導(dǎo)軌、Z 軸模組基座和Z軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Z軸模組基座通過(guò)連接板固定在X軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述 Z軸運(yùn)動(dòng)托板設(shè)于Z軸線性導(dǎo)軌上,其面向Z軸模組基座的一側(cè)面上與Z軸滾珠絲桿用螺紋連 接,背離Z軸模組基座的一側(cè)面通過(guò)振鏡連接板設(shè)置有掃描振鏡;以及多個(gè)反射鏡,用于將 激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入掃描振鏡。
[0174] 優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置包括:
[0175] (1)懷疑目標(biāo)獲取模塊,用于在監(jiān)控視頻中識(shí)別懷疑目標(biāo)并讀取包含懷疑目標(biāo)的 原始楨圖像,其包括與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)連接的紅外電荷耦合器件,所述紅外電荷耦合器件將輸 出的圖像信號(hào)輸入到現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行是否存在懷疑目標(biāo)的判別處理;
[0176] (2)顏色信息處理模塊,其對(duì)所述原始楨圖像進(jìn)行從RGB顏色空間到HSV顏色空間 的轉(zhuǎn)換并構(gòu)建所述懷疑目標(biāo)在HSV顏色空間的色調(diào)顏色模型,轉(zhuǎn)換公式如下:
[0179] v=Max(r ,g,b)
[0180] 其中,(r,g,b)為原始楨圖像的像素點(diǎn)在RGB顏色空間的紅綠藍(lán)坐標(biāo)值,有效值范 圍均為(〇,I) ;h為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色相分量,S為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的飽和 度分量,V為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色調(diào)分量;
[0181] 色調(diào)顏色模型如下:
[0186]其中,函數(shù)S[d(Xl)-W]為像素 Ax1在第w個(gè)子空間區(qū)域內(nèi)的投影,w為特征空間的索 引,bw為各子空間的權(quán)重:
是以像素 X。為中心在二維圖像中的核函數(shù);
[0187]優(yōu)選地,所述目標(biāo)識(shí)別裝置還包括:
[0188] (3)輪廓信息處理模塊,用于對(duì)所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓進(jìn)行特征區(qū)域與非特 征區(qū)域的區(qū)域類型劃分、對(duì)相鄰的同類型區(qū)域進(jìn)行合并,并選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并 后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑處理,所述實(shí)際輪廓內(nèi)的選定區(qū)域被判定為特征 區(qū)域的判定條件為:
[0192] 其中,t表示所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓的輪廓點(diǎn),to為預(yù)設(shè)的位于所述選定區(qū)域 內(nèi)的起始輪廓點(diǎn),s為預(yù)設(shè)的延伸長(zhǎng)度,延伸長(zhǎng)度的值為選定區(qū)域的邊緣輪廓點(diǎn)到所述起始 輪廓點(diǎn)的距離
為起始輪廓點(diǎn)處的用于修正所述延伸長(zhǎng)度s的實(shí)時(shí)曲率修 正系數(shù)
為起始輪廓點(diǎn)的曲率半徑
為由預(yù)設(shè)的寬度范圍為[3,5]的窗函數(shù)得到 的輪廓起始點(diǎn)的平均曲率半徑;f (t)為判定輪廓點(diǎn)是否為特征點(diǎn)的特征函數(shù),f (t ) = 1表示 該輪廓點(diǎn)為特征點(diǎn),f (t )= 0表示該輪廓點(diǎn)為非特征點(diǎn),Nf w=i表示選定區(qū)域內(nèi)所具有的特 征點(diǎn)的數(shù)目,Ny為設(shè)定的作為特征區(qū)域需要包括的特征點(diǎn)的數(shù)目,k' N(t)為由所述窗函數(shù)對(duì) 實(shí)際輪廓進(jìn)行鄰域平均而得到的實(shí)際輪廓曲率,max I k'N(t) I表示實(shí)際輪廓曲率的絕對(duì)值 的最大值,T為權(quán)值且T的取值范圍為[0.2,0.5 ];
[0193] (4)特征評(píng)估模塊,用于對(duì)處理過(guò)的顏色信息和輪廓信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的目標(biāo) 特征進(jìn)行比對(duì)匹配并計(jì)算匹配度,所述匹配度達(dá)到預(yù)設(shè)的匹配閾值時(shí)判定所述懷疑目標(biāo)為 跟蹤目標(biāo)并輸出判定結(jié)果;
[0194] 其中,所述輪廓信息處理模塊包括對(duì)所有特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第一濾波器和 對(duì)所有非特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第二濾波器,所述第一濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有 特征區(qū)域中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2,所述第二濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有非特征區(qū)域 中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2;根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效 減小了合并后的失真現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。
[0195] 本實(shí)施例采用顏色信息和輪廓信息相結(jié)合的方式描述跟蹤目標(biāo),對(duì)外界光照的變 化具有很強(qiáng)的魯棒性,避免了使用單一特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行描述,提高識(shí)別的精度;修正后的顏 色空間轉(zhuǎn)化公式更加符合人類的視覺(jué)效果,能夠反映更豐富的信息,便于實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別跟 蹤,在色調(diào)顏色模型中引入空間權(quán)重劃分,多次濾波,使模型更為科學(xué),實(shí)用性更強(qiáng);設(shè)置輪 廓信息處理模塊,選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并后的特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑 處理,考慮了輪廓在不同類型區(qū)域之間的差異性,在抑制噪聲和保留細(xì)節(jié)之間取得很好的 平衡,根據(jù)不同點(diǎn)的曲率不同,延伸長(zhǎng)度相應(yīng)地自動(dòng)適應(yīng)性改變,有效減小了合并后的失真 現(xiàn)象,便于更準(zhǔn)確對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別,其中設(shè)定
·的寬度為4,權(quán)值T的取值為0.3,識(shí)別精 度提高了2.5%,識(shí)別速度提高了3.5%。
[0196]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是,以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)本發(fā)明保 護(hù)范圍的限制,盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解,可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí) 質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,包括激光加工機(jī)床和與激光加工機(jī)床相連的目標(biāo) 識(shí)別裝置,其特征是,所述激光加工機(jī)床包括: 底座,所述底座上固定有一激光器和兩根立柱,其中所述的兩根立柱在遠(yuǎn)離底座的一 端連接一橫梁,并形成一龍門(mén); X軸運(yùn)動(dòng)模組,所述X軸運(yùn)動(dòng)模組包括X軸伺服電機(jī)、X軸滾珠絲桿、X軸線性導(dǎo)軌、X軸模 組基座和X軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述X軸模組基座通過(guò)螺釘固定在橫梁上,所述X軸運(yùn)動(dòng)托板設(shè) 于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接; Y軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Y軸運(yùn)動(dòng)模組包括Y軸伺服電機(jī)、Y軸滾珠絲桿、Y軸線性導(dǎo)軌、Y軸模 組基座和Y軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Y軸模組基座通過(guò)螺釘固定在底座上,所述Y軸運(yùn)動(dòng)托板設(shè) 于X軸線性導(dǎo)軌上,并與X軸滾珠絲桿螺紋連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,其特征是,所述激光加工機(jī) 床還包括: 旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭,所述旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)頭包括固定座,擺動(dòng)板,回轉(zhuǎn)工作臺(tái),以及相互連接的A軸伺 服電機(jī)和A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)、C軸伺服電機(jī)和C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī),其中所述固定座設(shè)于Y 軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述A軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)的回轉(zhuǎn)平面與擺動(dòng)板相連接,并可通過(guò)A軸伺服電 機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板在豎直方向上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),所述C軸中空回轉(zhuǎn)減速機(jī)固定在擺動(dòng)板上,其回轉(zhuǎn) 平面與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)相連接,并可通過(guò)C軸伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在水平方向上進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,其特征是,所述激光加工機(jī) 床還包括: Z軸運(yùn)動(dòng)模組,所述Z軸運(yùn)動(dòng)模組包括Z軸伺服電機(jī)、Z軸滾珠絲桿、Z軸線性導(dǎo)軌、Z軸模 組基座和Z軸運(yùn)動(dòng)托板,其中所述Z軸模組基座通過(guò)連接板固定在X軸運(yùn)動(dòng)托板上,所述Z軸 運(yùn)動(dòng)托板設(shè)于Z軸線性導(dǎo)軌上,其面向Z軸模組基座的一側(cè)面上與Z軸滾珠絲桿用螺紋連接, 背離Z軸模組基座的一側(cè)面通過(guò)振鏡連接板設(shè)置有掃描振鏡;以及多個(gè)反射鏡,用于將激光 器發(fā)出的激光束導(dǎo)入掃描振鏡。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,其特征是,所述目標(biāo)識(shí)別裝 置包括: (1) 懷疑目標(biāo)獲取模塊,用于在監(jiān)控視頻中識(shí)別懷疑目標(biāo)并讀取包含懷疑目標(biāo)的原始 楨圖像,其包括與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)連接的紅外電荷耦合器件,所述紅外電荷耦合器件將輸出的 圖像信號(hào)輸入到現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行是否存在懷疑目標(biāo)的判別處理; (2) 顏色信息處理模塊,其對(duì)所述原始楨圖像進(jìn)行從RGB顏色空間到HSV顏色空間的轉(zhuǎn) 換并構(gòu)建所述懷疑目標(biāo)在HSV顏色空間的色調(diào)顏色模型,轉(zhuǎn)換公式如下: v=Max(r ,g,b)其中,(r,g,b)為原始楨圖像的像素點(diǎn)在RGB顏色空間的紅綠藍(lán)坐標(biāo)值,有效值范圍均 為(〇,1);h為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色相分量,s為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的飽和度分 量,v為像素點(diǎn)在HSV顏色空間中的色調(diào)分量; 色調(diào)顏色模型如下:其中,函數(shù)Md(Xl)-w]為像素 AXl在第w個(gè)子空間區(qū)域內(nèi)的投影,w為特征空間的索弓丨, bw為各子空間的權(quán)重是以像素 X。為中心在二維圖像中的核函數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,其特征是,所述目標(biāo)識(shí)別裝 置還包括: (3)輪廓信息處理模塊,用于對(duì)所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓進(jìn)行特征區(qū)域與非特征區(qū) 域的區(qū)域類型劃分、對(duì)相鄰的同類型區(qū)域進(jìn)行合并,并選取不同參數(shù)的濾波器對(duì)合并后的 特征區(qū)域與非特征區(qū)域分別進(jìn)行平滑處理,所述實(shí)際輪廓內(nèi)的選定區(qū)域被判定為特征區(qū)域 的判定條件為:其中,t表示所述原始楨圖像的實(shí)際輪廓的輪廓點(diǎn),to為預(yù)設(shè)的位于所述選定區(qū)域內(nèi)的 起始輪廓點(diǎn),S為預(yù)設(shè)的延伸長(zhǎng)度,延伸長(zhǎng)度的值為選定區(qū)域的邊緣輪廓點(diǎn)到所述起始輪廓 點(diǎn)的距離為起始輪廓點(diǎn)處的用于修正所述延伸長(zhǎng)度S的實(shí)時(shí)曲率修正系 數(shù),為起始輪廓點(diǎn)的曲率半徑,為由預(yù)設(shè)的寬度范圍為[3,5]的窗函數(shù)得到的 輪廓起始點(diǎn)的平均曲率半徑;f (t)為判定輪廓點(diǎn)是否為特征點(diǎn)的特征函數(shù),f (t ) = 1表示該 輪廓點(diǎn)為特征點(diǎn),f(t)=0表示該輪廓點(diǎn)為非特征點(diǎn),Nfw=i表示選定區(qū)域內(nèi)所具有的特征 點(diǎn)的數(shù)目,Ny為設(shè)定的作為特征區(qū)域需要包括的特征點(diǎn)的數(shù)目,k' N(t)為由所述窗函數(shù)對(duì)實(shí) 際輪廓進(jìn)行鄰域平均而得到的實(shí)際輪廓曲率,max| k'N(t)|表示實(shí)際輪廓曲率的絕對(duì)值的 最大值,T為權(quán)值且T的取值范圍為[0.2,0.5 ]; (4)特征評(píng)估模塊,用于對(duì)處理過(guò)的顏色信息和輪廓信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)定的目標(biāo)特征 進(jìn)行比對(duì)匹配并計(jì)算匹配度,所述匹配度達(dá)到預(yù)設(shè)的匹配閾值時(shí)判定所述懷疑目標(biāo)為跟 足示目標(biāo)并輸出判定結(jié)果。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高識(shí)別性能的激光加工機(jī)床,其特征是,所述輪廓信息處 理模塊包括對(duì)所有特征區(qū)域進(jìn)行平滑處理的第一濾波器和對(duì)所有非特征區(qū)域進(jìn)行平滑處 理的第二濾波器,所述第一濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有特征區(qū)域中的最小延伸長(zhǎng)度的 1/2,所述第二濾波器的置信區(qū)間的長(zhǎng)度為所有非特征區(qū)域中的最小延伸長(zhǎng)度的1/2。
【文檔編號(hào)】B23K26/08GK105921886SQ201610525719
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】韋醒妃