1.一种集装箱锁孔粗定位和跟踪方法,其特征在于具体方法如下:
步骤1:使用安装在吊具上的工业摄像机采集一系列用于训练的集装箱图像,该图像的宽度为W0,高度为H0,单位为像素,每张图片只包含集装箱的一侧,即只包含2个锁孔;
步骤2:手动提取部分集装箱图像中的锁孔区域作为正样本posi(i=1,2,…N),图像其他区域为负样本negj(j=1,2,…M),正负样本图像没有重合部分,N、M表示正负样本的数量;
步骤3:首先对正负样本图像归一化到高度为height,宽度为width,然后提取其HOG特征,最后使用SVM分类器训练HOG特征;
步骤4:初始化检测区域C,(xc,yc)表示检测区域C左上角的坐标,Wc和Hc分别表示该区域的宽度和高度,xc=0,yc=0,Wc=W0,Hc=H0;
步骤5:使用安装在吊具上的工业摄像机实时采集待检测集装箱的图像,将检测区域C所对应的子图像放入HOG描述子的多尺度检测函数中进行处理,得到近似锁孔图像区域Ra(a=1,2,…n),n表示检测到的近似锁孔图像区域的数量;
步骤6:计算近似锁孔图像区域的面积,并将图像按照面积大小排序,获得面积最大的前3个近似锁孔图像区域 k=1,2,3;
步骤7:计算图像区域 k=1,2,3,两两之间中心点在垂直方向上的距离和连线的角度:Dij=|yi-yj| (1)
式中,(xi,yi),(xj,yj)分别表示第i个图像区域 中心点和第j个图像区域 中心点的坐标,Dij表示第i个图像区域 中心点和第j个图像区域 中心点在垂直方向上的距离,αij表示第i个图像区域 中心点和第j个图像区域 中心点的连线与水平方向的夹角,i=1,2,3,j=1,2,3且i≠j;
保留满足条件Dij≤T且|αij-90°|≤ε的两个图像区域,分别命名为R1和R2,若是第一次执行步骤5到步骤7,则R1和R2是粗定位得到的集装箱锁孔位置;否则,R1和R2是跟踪得到的集装箱锁孔位置,其中T表示垂直距离阈值,ε表示夹角阈值;
步骤8:根据步骤7得到的锁孔图像区域R1,R2,更新检测区域C:
xc=min(x1,x2)-max(w1,w2)/2 (3)
yc=min(y1,y2)-max(h1,h2)/2 (4)
Wc=max(x1+w1,x2+w2)-min(x1,x2)+max(w1,w2) (5)Hc=max(y1+h1,y2+h2)-min(y1,y2)+max(h1,h2) (6)式中,(x1,y1)表示锁孔图像区域R1左上角坐标,w1和h1表示锁孔图像区域R1的宽度和高度,(x2,y2)表示锁孔图像区域R2左上角坐标,w2和h2表示锁孔图像区域R2的宽度和高度,min和max分别表示求最小值和最大值;
步骤9:重复步骤5~8,则可实现集装箱锁孔位置的跟踪检测;否则,直接退出,最后得到的R1和R2即为最终的集装箱锁孔位置。
2.根据权利要求1所述的一种集装箱锁孔粗定位和跟踪方法:其特征在于步骤3)中使用SVM分类器训练HOG特征的具体步骤如下:步骤3.1:将正负样本图像划分成多个cell(p*p像素),统计每个cell的梯度方向直方图,然后把q*q个cell组合成更大的block,block内所有cell的特征为该block的HOG特征;
步骤3.2:设置SVM分类器,用获取的正负样本的HOG特征向量进行训练,得到分类器的参数并以此设置HOG描述子。