1.一种基于机器视觉的炮孔位置动态测量方法,其特征在于,所述方法包括:S1、在掌子面中间区域布置至少一个参考标靶,并测量所述参考标靶的坐标,在待测炮孔中心布置测量标靶,布置机器视觉采集设备用于采集所述参考标靶和测量标靶的图像;S2、响应于炮孔位置测量指令,所述机器视觉采集设备向所述测量标靶发送受控指示灯开启命令,并采集所述测量标靶受控指示灯开启时的第一图像;S3、所述机器视觉采集设备向所述测量标靶发送受控指示灯关闭命令,并采集所述测量标靶受控指示灯关闭时的第二图像;S4、根据所述第一图像和所述第二图像确定所述测量标靶的初步位置;S5、保持所述测量标靶的受控指示灯关闭,开启所述机器视觉采集设备的红外照明灯,采集第三图像,根据所述初步位置在所述第三图像中确定待测标靶,计算所述待测标靶和各所述参考标靶的相对位置关系;S6、根据各所述参考标靶的相对位置关系和各所述参考标靶的坐标确定所述测量标靶的坐标,得到待测炮孔位置。
2.根据权利要求1所述的炮孔位置动态测量方法,其特征在于,根据所述第一图像和所述第二图像确定所述测量标靶的初步位置,包括:对所述第一图像和所述第二图像分别进行二值化处理,将两幅二值化图像对应像素的灰度值求差值,得到只包含所述测量标靶的受控指示灯图案,计算所述受控指示灯图案的形心得到所述测量标靶的初步位置。
3.根据权利要求1所述的炮孔位置动态测量方法,其特征在于,所述根据所述初步位置在所述第三图像中确定待测标靶,计算所述待测标靶和各所述参考标靶的相对位置关系,包括:将第三图像中距离所述初步位置最近的标靶确定为待测标靶,计算所述待测标靶的图案形心得到所述待测标靶的中心坐标(Y 0 ,H 0 ),其中,Y 0 是待测标靶的形心水平坐标值,H 0 是待测标靶的形心竖向坐标值;在所述第三图像中确定各所述参考标靶,计算各所述参考标靶图案形心得到各所述参考标靶的中心坐标(Y i ,H i ),其中,Y i 是第i个参考标靶的形心水平坐标值,H i 是第i个参考标靶的形心竖向坐标值;根据所述待测标靶的中心坐标与各所述参考标靶的中心坐标的差值得到所述测量标靶与各所述参考标靶的相对位置关系:ΔYi=Y 0 -Y i ,ΔHi=H 0 -H i 。
4.根据权利要求3所述的炮孔位置动态测量方法,其特征在于,所述测量标靶的坐标(Y,H)计算为:其中,(Y 0i ,H 0i )是S1中测量得到的第i个参考标靶的坐标,所述参考标靶的坐标通过全站仪测量,n是参考标靶总数。
5.根据权利要求3所述的炮孔位置动态测量方法,其特征在于,所述在所述第三图像中确定各所述参考标靶,包括:所述机器视觉采集设备向各所述参考标靶发送上报编号命令,以获取各所述参考标靶的编号和坐标;所述机器视觉采集设备根据所述参考标靶的编号向所述参考标靶发送受控指示灯开启命令,并采集所述参考标靶受控指示灯开启时的第四图像;所述机器视觉采集设备向所述参考标靶发送受控指示灯关闭命令,并采集所述参考标靶受控指示灯关闭时的第五图像;根据所述第四图像和所述第五图像确定所述参考标靶的初步位置;根据各所述参考标靶的初步位置在所述第三图像中确定各所述参考标靶。
6.根据权利要求1所述的炮孔位置动态测量方法,其特征在于,在步骤S1中布置至少两台机器视觉采集设备,将其中一台机器视觉采集设备设置为主站,余下设置为从站;所述主站的功能包括:接收炮孔位置测量指令,控制标靶的受控指示灯开启、关闭,同步信息给从站,以及控制从站协同采集受控指示灯开启或关闭状态下的图像,并接收各从站上报数据;所述从站的功能包括:响应于主站控制指令协同采集受控指示灯开启或关闭状态下的图像,接收主站同步信息,以及向主站上报数据。
7.根据权利要求1所述的炮孔位置动态测量方法,其特征在于,所述炮孔位置测量指令由所述测量标靶向所述机器视觉采集设备发起。
8.一种基于机器视觉的炮孔位置动态测量系统,其特征在于,所述系统包括机器视觉采集设备和受控式机器视觉无线标靶;所述受控式机器视觉无线标靶具有受控指示灯,所述受控指示灯响应于机器视觉采集设备的指令开启或关闭;所述机器视觉采集设备包括工业相机及镜头模组、红外照明灯模组、工控主板、LORA无线通讯模块和电源模块;所述工业相机及镜头模组、红外照明灯模组、LORA无线通讯模块均与工控主板连接,所述电源模块为整个设备供电;所述机器视觉采集设备通过LORA无线通讯模块与所述无线标靶或其他机器视觉采集设备建立无线通信;所述系统被配置为实现如权利要求1-7任一项所述的炮孔位置动态测量方法。
9.根据权利要求8所述的一种基于机器视觉的炮孔位置动态测量系统,其特征在于,所述受控式机器视觉无线标靶还包括反光靶面、无线通讯模块、控制主板、按键模块和电源模块;所述反光靶面反射机器视觉采集设备红外照明光,用于采集设备获取图像;所述无线通讯模块用于与机器视觉采集设备建立无线通信,接收机器视觉采集设备的指令;所述控制主板用于对接收到的指令进行解析,并发送至对应模块执行;所述按键模块用于向机器视觉采集设备发送炮孔位置测量指令;所述电源模块为各模块供电。
10.根据权利要求9所述的一种基于机器视觉的炮孔位置动态测量系统,其特征在于,所述受控式机器视觉无线标靶还包括状态灯,所述状态灯在标靶进入待测状态时显示为第一显示方式,在标靶处于测量状态时显示为第二显示方式;所述标靶在接收到机器视觉采集设备的受控指示灯开启或关闭指令,或者向机器视觉采集设备发送炮孔位置测量指令时进入测量状态。