1.一种基于单目相机的挖掘机履带宽度的测量方法,其特征在于,包括:S1、利用单目相机从上往下对挖掘机履带进行拍摄采集履带图像;
S2、对所述履带图像进行预处理以滤除噪声;
S3、利用训练好的履带板检测模型对所述履带图像进行识别,在所述履带图像中用目标框框出履带板,得到目标框集合;
S4、从所述目标框集合筛选出与履带板匹配度最高的目标框,根据所述目标框得到履带板的像素宽度;
S5、利用训练好的螺栓检测模型在所述目标框框出的图像区域中识别出螺栓并输出螺栓目标框,根据所述螺栓目标框框出的图像区域得到螺栓的像素宽度;
S6、已知螺栓的物理宽度为,履带板的物理宽度为;
其中,目标框的筛选过程包括:
S4.1、以目标框的短边为中心线向两侧分别拓展30个像素,得到两个矩形的边缘检测区域;
S4.2、在所述边缘检测区域内识别出n条候选直线段集合,从所述n条候选直线段中筛选出拟合度最高的直线段作为履带板的竖边;
S4.3、重复步骤S4.1-S4.2,得到所有目标框对应的履带板的竖边;
S4.4、计算每个目标框对应的履带板的两个竖边的拟合度的平均值,将平均值最高的目标框作为目标框。
2.如权利要求1所述的基于单目相机的挖掘机履带宽度的测量方法,其特征在于,步骤S4.2中,筛选拟合度最高的直线段的过程包括:计算每一条直线段的长度、直线段与目标框短边之间的夹角、以及直线段中点与目标框竖边之间的距离;
将长度且夹角>5°的直线段从集合中删除,表示边缘检测区域的高度;若删除不符合要求的直线段后,该直线段集合为空集,则表明该目标框的定位误差过大,将该目标框从目标框集合R中删除;
若删除不符合要求的直线段后,该直线段集合不为空集,则计算集合中剩余直线段的拟合度,、、为调节因子,取值分别为1、0.8、0.2;
将拟合度最高的直线段作为该目标框的履带板的竖边。
3.如权利要求1所述的基于单目相机的挖掘机履带宽度的测量方法,其特征在于,步骤S5具体包括:以螺栓目标框的四条边界为基准向外各扩充10个像素得到矩形区域X;
在所述矩形区域X内提取出螺栓的六条直线段,分别计算六条直线段中两两之间的夹角;
若夹角<5°,则判定这两条直线段为相互平行,共得到三对平行直线段;
分别计算每一对平行直线段的中点之间的距离、、,对应的螺栓的像素宽度为;
螺栓最终的像素宽度为履带板上的两个螺栓的像素宽度的平均值。
4.如权利要求1所述的基于单目相机的挖掘机履带宽度的测量方法,其特征在于,对所述履带图像的预处理包括双边滤波处理,双边滤波处理的公式为:,
,
其中,表示当前被卷积的像素点坐标,表示范围像素点坐标,函数表示像素点的原始像素值,函数g表示滤波处理后输出的像素值;表示经过两个高斯函数计算出的值,、表示平滑参数。
5.如权利要求1所述的基于单目相机的挖掘机履带宽度的测量方法,其特征在于,所述履带板检测模型为yolov8模型、Faster-RCNN模型、SSD模型。
6.一种基于单目相机的挖掘机履带宽度的测量系统,其特征在于,采用如权利要求1-5任一项所述的基于单目相机的挖掘机履带宽度的测量方法,该测量系统包括:采集模块,包括单目相机和光源,用于从上往下拍摄挖掘机履带的图像;
图像去噪模块,用于对采集到的履带图像进行去噪处理;
分析计算模块,用于利用训练好的履带板检测模型对所述履带图像进行识别,在所述履带图像中用目标框框出履带板,得到目标框集合;从所述目标框集合筛选出与履带板匹配度最高的目标框,根据所述目标框得到履带板的像素宽度;利用训练好的螺栓检测模型在所述目标框框出的图像区域中识别出螺栓并输出螺栓目标框,根据所述螺栓目标框框出的图像区域得到螺栓的像素宽度;已知螺栓的物理宽度为,履带板的物理宽度为。
7.一种计算机设备,其特征在于,包括:
处理器;
存储器,用于存储可执行指令;
其中,所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令,并执行所述可执行指令以实现如权利要求1至5中任一项所述的基于单目相机的挖掘机履带宽度的测量方法。