一种非接触移动目标位移检测方法

摘要

本发明提出一种非接触移动目标位移检测方法，利用二值随机编码图像靶标及随机矩阵的互相关特性实现位移检测。固连于被测对象并随之移动的靶标上印有二值随机编码图像，其编码值对应于一个二值随机矩阵(称为靶标矩阵)。在不同时刻以固定的光轴及视角对靶标区域进行拍摄，每次所得的靶标局部图像经译码后为靶标矩阵的一个子矩阵(称为检测矩阵)。不同时刻检测矩阵与靶标矩阵的互相关函数峰值的偏移量与被测对象的位移距离成正比，由此关系实现检测。由随机矩阵互相关函数的特性可知，该方法的检测精度高、抗干扰能力强、对图像质量要求低，适合不同观测距离下的长期在线自动检测。

主权项

一种非接触的移动目标位移检测方法，其特征在于按下述方法制作二值随机编码图像靶标：(1)在靶标平面上确定纵、横方向，沿纵向和横向将靶标平面均匀划分为N₁×N₂个高度h×宽度w的矩形码元阵列，当N₂＝1时码元为高度h而宽度任意的单列码元序列，(2)依照0.5∶0.5的概率生成一个N₁×N₂的二值随机矩阵D(n₁，n₂)，当N₂＝1时该矩阵用具有N₁个元素的二值随机序列D(n₁)表示，(3)依照矩阵D(n₁，n₂)中每一位的值将码元阵列中相应的码元染色，得到二维图像靶标，当N₂＝1时，依照序列D(n₁)中每一位的值将单列码元中相应的码元染色，得到单列图像靶标；然后，按以下方法之一实现检测：方法一步骤一：将N₂＝1的单列图像靶标固定在被测对象上，靶标纵向沿被测对象移动方向，选定主光轴和视角使靶标纵向平行于拍摄图像纵向，步骤二：在检测开始的t₁时刻拍摄图像，经常规处理后分割出检测图像，步骤三：依照码元颜色由检测图像解码得到检测序列D_T(m₁)，步骤四：求D_T(m₁)与D(n₁)互相关峰值的偏移量，记作k_y1，步骤五：在时刻t₂重复以上步骤二至四，得到偏移量k_y2，步骤六：靶标纵向与主光轴之间安装夹角α_y，则(t₁，t₂)时间段内靶标沿其纵向的位移量为：d_y2＝h·(k_y2‑k_y1)·sinα_y；方法二步骤一：将二维图像靶标固定在被测对象上，靶标的纵横方向分别平行于被测对象移动的纵横方向，选定主光轴和视角使拍摄图像的纵横方向与靶标的纵横方向平行，步骤二：在检测开始的t₁时刻拍摄图像，经常规处理后分割出检测图像，步骤三：依照码元颜色由检测图像解码得到检测矩阵D_T(m₁，m₂)，步骤四：求D_T(m₁，m₂)与D(n₁，n₂)互相关峰值的偏移量，记作(k_y1，k_x1)，步骤五：在时刻t₂重复以上步骤二至四，得到偏移量(k_y2，k_x2)，步骤六：靶标纵向和横向与主光轴之间夹角分别为(α_y，α_x)，则(t₁，t₂)时间段内靶标沿其纵向的位移量为：d_y2＝h·(k_y2‑k_y1)·sinα_y，横向的位移量为d_x2＝h·(k_x2‑k_x1)·sinα_x。