CN108876844B - 一种光线检测方法和装置、计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光线检测方法和装置、计算机可读存储介质，所述光线检测方法包括：获取光线平面的屏幕投影图像，所述屏幕投影图像为一条光带；计算光带的以下至少之一属性：长度、宽度和弧度，并将计算出的属性与预先设置的阈值进行比较，以检测所述光线平面是否合格。本申请通过将光线平面的屏幕投影图像的以下至少之一属性：长度、宽度和弧度与预设的阈值进行比较，能够非常简便快速地检测出所述光线平面是否合格。
Description
技术领域
本发明涉及光线检测技术领域，特别涉及一种光线检测方法和装置、计算机可读存储介质。
背景技术
近年来，定位服务的相关技术和产业正在向室内发展，特别是在虚拟现实(Virtual Reality，VR)和增强现实(Augmented Reality，AR)领域，定位技术已经成为VR和AR交互的基础。现有的VR和AR领域的定位技术包括：红外光学定位、激光定位、超声定位及可见光定位。为了增加用户的使用体验，还需要配合手柄或手套等设备将用户在现实中的动作传输至虚拟世界之中，并与之进行交互，例如射箭、画画等。
使用激光定位通常需要通过光学元件，例如透镜、一字镜等，将线性激光转化为激光平面。当激光经过光学元件投射在空间中产生畸变和光晕时，会影响定位精度和定位距离，但是，激光平面无法通过肉眼分辨，因此，需要一种检测激光平面的方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光线检测方法和装置、计算机可读存储介质，能够简便快速地检测出光线平面是否合格。
为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种光线检测方法，包括：
获取光线平面的屏幕投影图像，所述屏幕投影图像为一条光带；
计算光带的以下至少之一属性：长度、宽度和弧度，并将计算出的属性与预先设置的阈值进行比较，以检测所述光线平面是否合格。
进一步地，所述方法之前还包括：
通过光线发射器发射线性光线至光学元件，形成所述光线平面；
将所述光线平面投影至屏幕上，形成所述光线平面的屏幕投影图像。
进一步地，所述光线为激光，所述光学元件为一字镜。
进一步地，通过用摄像头拍摄所述屏幕投影图像获取所述光线平面的屏幕投影图像，所述摄像头为红外摄像头，所述红外摄像头为直接的红外摄像头或拆除红外滤光片后的可见光摄像头。
进一步地，所述方法还包括：
将所述屏幕投影图像转换为灰度图像，并将灰度图像中各个像素点的灰度值与预设的灰度阈值进行比较，得到大于或等于预设的灰度阈值的各个像素点。
进一步地，将所述光带的长度定义为：所述光带最左端到所述光带最右端跨越的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数；将所述光带的宽度定义为：所述光带占用的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数除以所述光带的长度。
进一步地，所述方法还包括：将所述光带拟合成直线方程；
将所述光带的弧度定义为：以所述光带中偏离拟合出的直线最远的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方为基础，累加所述光带上每一个X轴位置对应的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方和。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如以上任一项所述的光线检测方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种光线检测装置，包括获取模块和比较模块，其中：
获取模块，用于获取光线平面的屏幕投影图像，所述屏幕投影图像为一条光带；
比较模块，用于计算光带的以下至少之一属性：长度、宽度和弧度，并将计算出的属性与预先设置的阈值进行比较，以检测所述光线平面是否合格。
进一步地，所述光线检测装置还包括成像模块，其中：
成像模块，用于通过光线发射器发射线性光线至光学元件，形成所述光线平面；将所述光线平面投影至屏幕上，形成所述光线平面的屏幕投影图像。
进一步地，所述光线为激光，所述光学元件为一字镜。
进一步地，获取模块通过用摄像头拍摄所述屏幕投影图像获取所述光线平面的屏幕投影图像，所述摄像头为红外摄像头，所述红外摄像头为直接的红外摄像头或拆除红外滤光片后的可见光摄像头。
进一步地，比较模块还用于：
将所述屏幕投影图像转换为灰度图像，并将灰度图像中各个像素点的灰度值与预设的灰度阈值进行比较，得到大于或等于预设的灰度阈值的各个像素点。
进一步地，比较模块将所述光带的长度定义为：所述光带最左端到所述光带最右端跨越的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数；将所述光带的宽度定义为：所述光带占用的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数除以所述光带的长度。
进一步地，比较模块还用于：将所述光带拟合成直线方程；
比较模块将所述光带的弧度定义为：以所述光带中偏离拟合出的直线最远的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方为基础，累加所述光带上每一个X轴位置对应的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方和。
进一步地，所述比较模块还用于：
将所述屏幕投影图像转换为灰度图像，并将灰度图像中各个像素点的灰度值与预设的灰度阈值进行比较，得到大于或等于预设的灰度阈值的各个像素点；
所述比较模块将所述光带的长度定义为：所述光带最左端到所述光带最右端跨越的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数；将所述光带的宽度定义为：所述光带占用的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数除以所述光带的长度。
本发明的技术方案，具有如下有益效果：
本发明提供的光线检测方法和装置、计算机可读存储介质，通过将光线平面的屏幕投影图像的以下至少之一属性：长度、宽度和弧度与预设的阈值进行比较，能够非常简便快速地检测出所述光线平面是否合格。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的一种光线检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的一种光线平面的屏幕投影图像示意图；
图3为本发明实施例的一种光线检测装置的结构示意图；
图4为本发明实施例的另一种光线检测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
参照图1，本发明实施例提供了一种光线检测方法，包括如下步骤：
步骤101：获取光线平面的屏幕投影图像，所述屏幕投影图像为一条光带；
本实施例中，所述方法之前还包括：
通过光线发射器发射线性光线至光学元件，形成光线平面；
将光线平面投影至屏幕上，形成所述屏幕投影图像。
本实施例中，所述光线可以为红外线或可见光。
进一步地，所述光线可以为激光。
本实施例中，所述光学元件可以为一字镜或其它光学元件。
本实施例中，所述获取光线平面的屏幕投影图像的方法为：用摄像头拍摄所述屏幕投影图像。
需要说明的是，当所述光线为激光时，所述摄像头可以为红外摄像头。所述红外摄像头可以为直接的红外摄像头或拆除红外滤光片后的可见光摄像头。所述拆除红外滤光片的方法可以为手动拆除或者通过使用单片机驱动拆除红外滤光片。具体如何使用单片机驱动拆除红外滤光片为本领域技术人员的公知常识，此处不再赘述。
当使用激光定位时，在定位基站上设置一个或两个激光平面发射器，每个激光平面发射器包括一个线激光发射器和对应的光学元件，线激光发射器将线激光发射到光学元件(例如：一字镜)上，形成一个激光平面。
为避免环境中的可见光、红外光等的干扰，将定位基站放在一个暗盒中，暗盒内放置一个拆除了红外滤光片的摄像头，用摄像头拍摄激光平面的图像。
步骤102：计算光带的以下至少之一属性：长度、宽度和弧度，并将计算出的属性与预先设置的阈值进行比较，以检测所述光线平面是否合格。
需要说明的是，如果所述光带的长度短于预先设置的长度阈值，则所述光线平面的长度不合格，此时说明一字镜的品质问题，不能将线激光扩展成对应长度的激光平面，反之，所述光线平面的长度合格；如果所述光带的宽度宽于预先设置的宽度阈值，则所述光线平面的宽度不合格，说明激光发射器存在问题，例如，将光斑打的比较大，反之，所述光线平面的宽度合格；如果所述光带的弧度大于或等于预先设置的弧度阈值，则所述光线平面的弧度不合格，说明激光发射器或一字镜的安装存在误差，例如：两者之间不是绝对垂直，反之，所述光线平面的弧度合格；如果所述光线平面的以下任一属性：长度、宽度和弧度不合格，则所述光线平面不合格。
本实施例中，所述方法还包括：
将所述屏幕投影图像转换为灰度图像，并将灰度图像中各个像素点的灰度值与预设的灰度阈值进行比较，得到大于或等于预设的灰度阈值的各个像素点。本实施例中，所述将所述屏幕投影图像转换为灰度图像，具体包括：
如果镜头输出彩色图像，屏幕像素点以RGB565或其它的彩色模式(例如RGB888，RGB332，RGB555，RGB666等)编码，通过颜色编码解算得到摄像机拍摄的图像中每个像素点的红绿蓝饱和度，根据每个像素点的红绿蓝饱和度求得灰度值；如果镜头输出灰度图像，则直接使用。
需要说明的是，RGB565的意思是在16位整型数中，低5位对应蓝色的高5位，高5位对应红的高5位，中间6位对应绿的高6位。RGB888，俗称16M真彩色，在连续的三个字节中分别存放红绿蓝三个8位数。其它的彩色模式的含义与RGB565、RGB888的含义类似，此处不再赘述。
本实施例中，将所述光带的长度定义为：所述光带最左端到所述光带最右端跨越的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数。
本实施例中，将所述光带的宽度定义为：所述光带占用的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数除以所述光带的长度。
本实施例中，所述方法还包括：将所述光带拟合成直线方程；
将所述光带的弧度定义为：以所述光带中偏离拟合出的直线最远的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方为基础，累加所述光带上每一个X轴位置对应的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方和。
需要说明的是，此处可用最小二乘法、霍夫变换、取光带两端点直接连线的方法，将所述光带拟合成直线方程。具体的拟合方法为现有技术，此处不再赘述。
图2为本发明实施例的一种光线平面的屏幕投影图像示意图。如图2所示，其中的阴影部分为光带，直线即为根据所述光带拟合成的直线。
需要说明的是，本发明中光带的长度、宽度和弧度的定义方法也可以使用现有技术中其它的长度、宽度和弧度的定义方法，并不局限于本发明所述的光带的长度、宽度和弧度的定义方法。但是，使用本发明所述的光带的长度、宽度和弧度的定义方法在计算时，更加简便快速。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如以上任一项所述的光线检测方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种光线检测装置，所述光线检测装置包括处理器及存储器，其中：
所述处理器用于执行存储器中存储的光线检测程序，以实现如以上任一项所述的光线检测方法的步骤。
参照图3，本发明实施例还提供了一种光线检测装置，包括获取模块301和比较模块302，其中：
获取模块301，用于获取光线平面的屏幕投影图像，所述屏幕投影图像为一条光带；
比较模块302，用于计算光带的以下至少之一属性：长度、宽度和弧度，并将计算出的属性与预先设置的阈值进行比较，以检测所述光线平面是否合格。
参照图4，本实施例中，所述光线检测装置还包括成像模块303，其中：
成像模块303，用于通过光线发射器发射线性光线至光学元件，形成光线平面；将光线平面投影至屏幕上，形成所述屏幕投影图像。
本实施例中，所述光线可以为红外线或可见光。
进一步地，所述光线可以为激光。
本实施例中，所述光学元件可以为一字镜或其它光学元件。
本实施例中，所述获取模块301具体用于：用摄像头拍摄所述光线平面的屏幕投影图像。
需要说明的是，当所述光线为激光时，所述摄像头可以为红外摄像头。所述红外摄像头可以为直接的红外摄像头或拆除红外滤光片后的可见光摄像头。所述拆除红外滤光片的方法可以为手动拆除或者通过使用单片机驱动拆除红外滤光片。具体如何使用单片机驱动拆除红外滤光片为本领域技术人员的公知常识，此处不再赘述。
当使用激光定位时，在定位基站上设置一个或两个激光平面发射器，每个激光平面发射器包括一个线激光发射器和对应的光学元件，线激光发射器将线激光发射到光学元件(例如：一字镜)上，形成一个激光平面。为避免环境中的可见光、红外光等的干扰，将定位基站放在一个暗盒中，暗盒内放置一个拆除了红外滤光片的摄像头，用摄像头拍摄激光平面的图像。
需要说明的是，如果所述光带的长度短于预先设置的长度阈值，则所述光线平面的长度不合格，此时说明一字镜的品质问题，不能将线激光扩展成对应长度的激光平面，反之，所述光线平面的长度合格；如果所述光带的宽度宽于预先设置的宽度阈值，则所述光线平面的宽度不合格，说明激光发射器存在问题，例如，将光斑打的比较大，反之，所述光线平面的宽度合格；如果所述光带的弧度大于或等于预先设置的弧度阈值，则所述光线平面的弧度不合格，说明激光发射器或一字镜的安装存在误差，例如：两者之间不是绝对垂直，反之，所述光线平面的弧度合格；如果所述光线平面的以下任一属性：长度、宽度和弧度不合格，则所述光线平面不合格。
本实施例中，所述比较模块302还用于：
将所述屏幕投影图像转换为灰度图像，并将灰度图像中各个像素点的灰度值与预设的灰度阈值进行比较，得到大于或等于预设的灰度阈值的各个像素点。本实施例中，所述比较模块302的将所述屏幕投影图像转换为灰度图像，具体包括：
如果镜头输出彩色图像，屏幕像素点以RGB565或其它的彩色模式(例如RGB888，RGB332，RGB555，RGB666等)编码，通过颜色编码解算得到摄像机拍摄的图像中每个像素点的红绿蓝饱和度，根据每个像素点的红绿蓝饱和度求得灰度值；如果镜头输出灰度图像，则直接使用。
需要说明的是，RGB565的意思是在16位整型数中，低5位对应蓝色的高5位，高5位对应红的高5位，中间6位对应绿的高6位。RGB888，俗称16M真彩色，在连续的三个字节中分别存放红绿蓝三个8位数。其它的彩色模式的含义与RGB565、RGB888的含义类似，此处不再赘述。
本实施例中，所述比较模块302将所述光带的长度定义为：所述光带最左端到所述光带最右端跨越的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数。
本实施例中，所述比较模块302将所述光带的宽度定义为：所述光带占用的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数除以所述光带的长度。
本实施例中，所述比较模块302还用于：将所述光带拟合成直线方程；
所述比较模块302将所述光带的弧度定义为：以所述光带中偏离拟合出的直线最远的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方为基础，累加所述光带上每一个X轴位置对应的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方和。
需要说明的是，所述比较模块302可用最小二乘法、霍夫变换、取光带两端点直接连线的方法，将所述光带拟合成直线方程。具体的拟合方法为现有技术，此处不再赘述。
图2为本发明实施例的一种光线平面的屏幕投影图像示意图。如图2所示，其中的阴影部分为光带，直线即为根据所述光带拟合成的直线。
需要说明的是，本发明中所述比较模块302也可以使用现有技术中其它的长度、宽度和弧度的定义方法定义所述光带的长度、宽度和弧度，所述光带的长度、宽度和弧度的定义方法并不局限于本发明所述的光带的长度、宽度和弧度的定义方法。但是，使用本发明所述的光带的长度、宽度和弧度的定义方法在计算时，更加简便快速。
本发明通过将光线平面的屏幕投影图像的以下至少之一属性：长度、宽度和弧度与预设的阈值进行比较，能够非常简便快速地检测出光线平面是否合格。具体地，在暗盒中使用红外摄像头拍摄光线平面的屏幕投影图像，将摄像头画面量化成灰度图像，扫描画面上的像素点，将灰度值高于阈值的点记录并分析其长度、宽度和/或弧度信息，与预先设置的长度、宽度和/或弧度阈值进行比较，超出限制即为不合格光线平面。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种光线检测方法，其特征在于，包括：
通过光线发射器发射线性光线至光学元件，形成光线平面；
将所述光线平面投影至屏幕上，形成所述光线平面的屏幕投影图像；所述屏幕投影图像为一条光带；
通过用摄像头拍摄所述屏幕投影图像获取所述光线平面的屏幕投影图像；
计算光带的以下至少之一属性：长度、宽度和弧度，并将计算出的属性与预先设置的阈值进行比较，以检测所述光线发射器或所述光学元件是否合格；当所述光带的长度短于预先设置的长度阈值时，所述光学元件不合格；当所述光带的宽度宽于预先设置的宽度阈值时，所述光线发射器不合格；当所述光带的弧度大于或等于预先设置的弧度阈值时，所述光线发射器或光学元件的安装存在误差；
所述方法还包括：将所述屏幕投影图像转换为灰度图像，并将灰度图像中各个像素点的灰度值与预设的灰度阈值进行比较，得到大于或等于预设的灰度阈值的各个像素点；
将所述光带的长度定义为：所述光带最左端到所述光带最右端跨越的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数；将所述光带的宽度定义为：所述光带占用的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数除以所述光带的长度；
所述方法还包括：将所述光带拟合成直线方程；将所述光带的弧度定义为：以所述光带中偏离拟合出的直线最远的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方为基础，累加所述光带上每一个X轴位置对应的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方和。
2.根据权利要求1所述的光线检测方法，其特征在于，所述光线为激光，所述光学元件为一字镜。
3.根据权利要求1所述的光线检测方法，其特征在于，所述摄像头为红外摄像头，所述红外摄像头为直接的红外摄像头或拆除红外滤光片后的可见光摄像头。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至3中任一项所述的光线检测方法的步骤。
5.一种光线检测装置，其特征在于，包括成像模块、获取模块和比较模块，其中：
成像模块，用于通过光线发射器发射线性光线至光学元件，形成光线平面；将光线平面投影至屏幕上，形成屏幕投影图像，所述屏幕投影图像为一条光带；
获取模块，用于通过用摄像头拍摄所述屏幕投影图像获取所述光线平面的屏幕投影图像；
比较模块，用于计算光带的以下至少之一属性：长度、宽度和弧度，并将计算出的属性与预先设置的阈值进行比较，以检测所述光线发射器或所述光学元件是否合格；当所述光带的长度短于预先设置的长度阈值时，所述光学元件不合格；当所述光带的宽度宽于预先设置的宽度阈值时，所述光线发射器不合格；当所述光带的弧度大于或等于预先设置的弧度阈值时，所述光线发射器或光学元件的安装存在误差；所述比较模块还用于：
将所述屏幕投影图像转换为灰度图像，并将灰度图像中各个像素点的灰度值与预设的灰度阈值进行比较，得到大于或等于预设的灰度阈值的各个像素点；
所述比较模块将所述光带的长度定义为：所述光带最左端到所述光带最右端跨越的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数；将所述光带的宽度定义为：所述光带占用的大于或等于预设的灰度阈值的像素点个数除以所述光带的长度；
所述比较模块还用于：将所述光带拟合成直线方程；所述比较模块将所述光带的弧度定义为：以所述光带中偏离拟合出的直线最远的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方为基础，累加所述光带上每一个X轴位置对应的大于或等于预设的灰度阈值的像素点的偏移距离的平方和。
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