一种三轴转台运行状态稳定性视觉检测方法与流程

本发明涉及图像处理，具体涉及一种三轴转台运行状态稳定性视觉检测方法。

背景技术：

1、电动三轴转台主要为惯性元件或导航系统提供精确的空间坐标定位、精密的角速率等测试基准，其中惯性测试转台对精度和稳态性要求极高，部分参数的精度要求在级别，在航空航天、导弹飞行模拟等领域广泛应用。但转台在以较低的速度运行时，系统会表现出不平稳或不稳定的状态，即低速爬行，低速运转的死区非线性特性对于精度影响极大，严重影响了转台设备的性能。

2、现有检测三轴转台运行稳定性时，通过分析三轴转台在低速运行状态下每个转台框在相邻两帧图像中的转动平稳性来检测三轴转台运行稳定性，然而随着三轴转台长时间的运行，可能会导致三轴转台运行不稳定，通过分析转台框在相邻两帧图像中的转动平稳性来检测三轴转台运行稳定性的结果会不准确。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种三轴转台运行状态稳定性视觉检测方法。

2、本发明的一种三轴转台运行状态稳定性视觉检测方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种三轴转台运行状态稳定性视觉检测方法，该方法包括以下步骤：

4、获取三轴转台在低速运行状态下各个转台框的转动视频，所述转动视频包含若干帧图像；

5、根据转动视频内相邻帧图像中转台框区域的面积变化、转台框区域的横纵坐标变化，得到每个转动视频中每帧图像对应的转动平稳性；

6、根据转台框转动一圈时对应帧图像的转动平稳性的波动变化情况，得到每个转台框转动一圈时的第一稳定性；根据转台框转动多圈时的第一稳定性波动情况，得到每个转台框转动多圈时的第二稳定性；

7、对三轴转台的所有转台框的第二稳定性进行加权融合，判断三轴转台在低速运行状态下的稳定情况。

8、进一步地，所述根据转动视频内相邻帧图像中转台框区域的面积变化、转台框区域的横纵坐标变化，得到每个转动视频中每帧图像对应的转动平稳性，包括的具体步骤如下：

9、对于任意一个转动视频，获取转动视频中相邻帧图像之间转台框区域的面积差异，获取转动视频中相邻帧图像之间转台框区域的所有像素点的平均纵坐标差异，获取转动视频中相邻帧图像之间转台框区域的所有像素点的平均横坐标差异；

10、根据面积差异、平均纵坐标差异及平均横坐标差异，得到转动视频的相邻帧图像内第一帧图像对应的转动角度差异；

11、根据转动视频内相邻帧图像对应的转动角度差异的变化，得到每个转动视频中每帧图像对应的转动平稳性。

12、进一步地，所述根据面积差异、平均纵坐标差异及平均横坐标差异，得到转动视频的相邻帧图像内第一帧图像对应的转动角度差异，包括的具体步骤如下：

13、将所述面积差异、所述平均纵坐标差异、所述平均横坐标差异进行融合，得到转动视频的相邻帧图像内第一帧图像对应的转动角度差异；

14、所述转动角度差异的获取方法为：将任意一个转动视频，记为目标转动视频；

15、

16、式中，为目标转动视频的第帧图像中转台框区域的像素点数量，为目标转动视频的任意一帧图像中像素点的数量，为目标转动视频的第帧图像中转台框区域的像素点数量，为取绝对值，为目标转动视频的第帧图像中转台框区域的所有像素点的纵坐标均值，为目标转动视频的所有帧图像中转台框区域的像素点的最大纵坐标，为目标转动视频的第帧图像中转台框区域的所有像素点的纵坐标均值，为目标转动视频的第帧图像中转台框区域的所有像素点的横坐标均值，为目标转动视频的所有帧图像中转台框区域的像素点的最大横坐标，为目标转动视频的第帧图像中转台框区域的所有像素点的横坐标均值，为目标转动视频中第帧图像对应的转动角度差异。

17、进一步地，所述根据转动视频内相邻帧图像对应的转动角度差异的变化，得到每个转动视频中每帧图像对应的转动平稳性，包括的具体步骤如下：

18、将目标转动视频中第帧图像对应的转动角度差异、第帧图像对应的转动角度差异的差值绝对值，记为第一差异变化，将第一差异变化的反比例值，作为目标转动视频中第帧图像对应的转动平稳性，所述目标转动视频为任意一个转动视频。

19、进一步地，所述根据转台框转动一圈时对应帧图像的转动平稳性的波动变化情况，得到每个转台框转动一圈时的第一稳定性，包括的具体步骤如下：

20、获取转台框转动一圈时对应的帧图像数量，记为；将转台框转动一圈时第帧图像对应的转动平稳性、第帧图像对应的转动平稳性的差值绝对值，记为转台框转动一圈时的一个转动平稳性差异，，获取转台框转动一圈时的所有转动平稳性差异的累加值，获取转台框转动一圈时所有帧图像对应的转动平稳性的方差；

21、根据转台框转动一圈时的所有转动平稳性差异的累加值、转台框转动一圈时所有帧图像对应的转动平稳性的方差，得到每个转台框转动一圈时的第一稳定性。

22、进一步地，所述每个转台框转动一圈时的第一稳定性的具体获取方法如下：

23、将所述累加值、所述方差进行融合，得到转台框转动一圈时的第一稳定性，所述累加值、所述方差与所述第一稳定性呈反比关系，所述第一稳定性为归一化后的值；

24、所述转台框转动一圈时的第一稳定性的获取方法为：将任意一个转台框，记为目标转台框；

25、

26、式中，为目标转台框转动一圈时对应的帧图像数量，为目标转台框转动一圈时第帧图像对应的转动平稳性，为目标转台框转动一圈时第帧图像对应的转动平稳性，为取绝对值，为目标转台框转动一圈时所有帧图像对应的转动平稳性的方差，为目标转台框转动一圈时的第一稳定性，为以自然常数为底的指数函数，本实施例采用模型来呈现反比例关系及归一化处理，为模型的输入，实施者可根据实际情况设置反比例函数及归一化函数。

27、进一步地，所述根据转台框转动多圈时的第一稳定性波动情况，得到每个转台框转动多圈时的第二稳定性，包括的具体步骤如下：

28、获取目标转台框转动圈时所有第一稳定性的方差，所述目标转台框为任意一个转台框，为预设的第一数值，将所述目标转台框转动圈时所有第一稳定性的方差的反比例值，作为目标转台框转动圈时的第二稳定性。

29、进一步地，所述对三轴转台的所有转台框的第二稳定性进行加权融合，判断三轴转台在低速运行状态下的稳定情况，包括的具体步骤如下：

30、

31、式中，为三轴转台的第一个转台框的第二稳定性，为三轴转台的第二个转台框的第二稳定性，为三轴转台的第三个转台框的第二稳定性，为三轴转台的稳定性指标，为预设的第二数值，为预设的第三数值，为预设的第四数值，所述第一个转台框是三轴转台最外轴的转台框，所述第二个转台框是三轴转台中间轴的转台框，所述第三个转台框是三轴转台最内轴的转台框，所述，；

32、根据三轴转台的稳定性指标的大小，判断三轴转台在低速运行状态下的稳定情况。

33、进一步地，所述根据三轴转台的稳定性指标的大小，判断三轴转台在低速运行状态下的稳定情况，包括的具体步骤如下：

34、若三轴转台的稳定性指标大于预设的第一阈值，三轴转台在低速运行状态下是稳定的，若三轴转台的稳定性指标小于或等于预设的第一阈值，三轴转台在低速运行状态下不是稳定的。

35、进一步地，所述转台框区域的面积的具体获取方法如下：

36、将每帧图像输入到语义分割网络中，输出得到转台框区域，获取每帧图像中转台框区域的像素点数量，将像素点数量作为帧图像中转台框区域的面积。

37、本发明的技术方案的有益效果是：本发明在获取到三轴转台在低速运行状态下各个转台框的转动视频后，通过分析转动视频内相邻帧图像中转台框区域的面积变化、转台框区域的横纵坐标变化，得到每个转动视频中每帧图像对应的转动平稳性，转动平稳性描述转动框在相邻两帧图像的时间间隔内，转动框的转动平稳性，进一步分析转台框转动一圈时对应帧图像的转动平稳性的波动变化情况，得到每个转台框转动一圈时的第一稳定性，并分析转台框转动多圈时的第一稳定性波动情况，得到每个转台框的第二稳定性，最终对三轴转台的所有转台框的第二稳定性进行加权融合，判断三轴转台在低速运行状态下的稳定情况，提高了三轴转台在低速运行状态下稳定性检测的准确性。