本发明涉及摄影测量及图像处理，尤其涉及一种圆盘双刻度识别方法、系统及转台。
背景技术：
1、转台是一种复杂的光电一体的测量设备，用于提供高精度的目标指向。基于转动轴的数量，转台可以分为单轴转台，双轴转台以及三轴转台和多轴转台。转台广泛应用于摄影测量，工业生产和科学研究中。运动目标的跟踪测量，战车舰船的末端防御系统等都需要用到转台
2、转台的精度直接影响到测量的精度和任务的成败，为了提高转台的精度，一般都是通过提高机械加工精度，改进转台的结构，使用高精度的编码盘等方式来减少角度误差。
3、在实际的测量任务中，为了获得目标的实际方位，需要先对转台进行标定。标定过程中，会使用一些合作标志，通过这些标志将转台角度和空间中的实际方位联系起来。现在的转台标定方法需要在距离转台一定距离的地方设置多个合作标志，且每个合作标志都需要获得其三维坐标，整体过程较为复杂，操作人员实时标定的整体时间也比较长。
4、如果在转台上安装刻度，通过摄影装置拍摄刻度，就能获得精确的转台旋转角度，能够为转台的标定提供良好的标定基础。如果用一个刻度指示线对准刻度尺，还需要计算刻度指示线和其他刻度线的距离，容易产生较大误差。
5、因此，需要提供一种圆盘双刻度识别方法、系统及转台，能够精确识别转台上的刻度，从而检测转台旋转角度，为转台的标定提供良好的标定基础。
6、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本发明主要目的是克服无法精确高效获得转台旋转角度的问题，提供一种圆盘双刻度识别方法、系统及转台，能够精确高效识别转台上的刻度，从而检测转台旋转角度，为转台的标定提供良好的标定基础。
2、为实现上述的目的，本发明第一方面提供了一种圆盘双刻度识别方法，包括以下步骤：
3、s1：拍摄刻度尺图片，该刻度尺图片包括位于外圈的环形主刻度尺和位于内圈的环形副刻度尺，环形主刻度尺包括多条主刻度线和多个第一刻度数字，多条主刻度线包括多条第一长刻度线、多条第一短刻度线；第一刻度数字标识在第一长刻度线上，每两条第一长刻度线之间设置多条第一短刻度线；环形副刻度尺包括多条副刻度线，多条副刻度线包括一条第二长刻度线、多条第二短刻度线，第二短刻度线均设置在第二长刻度线的同一侧；主刻度线和副刻度线交于圆盘的圆心；
4、s2：识别第一刻度数字并检测出刻度尺图片中的直线段；根据直线段与第二长刻度线的夹角去除非主刻度线和非副刻度线；
5、s3：区分主刻度线和副刻度线；
6、s4：从主刻度线中筛选出第一长刻度线和第一短刻度线；从副刻度线中筛选出第二长刻度线和第二短刻度线；
7、s5：将第一长刻度线和第一刻度数字匹配，并计算第一短刻度线对应的刻度，得到每条主刻度线对应的刻度；
8、s6：给副刻度线编号，该编号为第二刻度数字；计算每个副刻度线与主刻度线的夹角，找到夹角之差最小的副刻度线和主刻度线；
9、s7：找到第二长刻度线对应的主刻度线；
10、s8：根据主刻度线对应的刻度、夹角之差最小的副刻度线和主刻度线、第二长刻度线对应的主刻度线获得当前刻度。
11、根据本发明一示例实施方式，每两条主刻度线之间的夹角相等；每两条副刻度线之间的夹角相等。
12、根据本发明一示例实施方式，每两条副刻度线之间的夹角小于每两条主刻度线之间的夹角。
13、根据本发明一示例实施方式，步骤s5、步骤s6和步骤s7可以同时进行。
14、根据本发明一示例实施方式，步骤s2中，通过光学字符识别模块识别第一刻度数字。
15、根据本发明一示例实施方式，步骤s2中，所述检测出刻度尺图片中的直线段包括：
16、s221：对图像进行二值化；
17、s222：使用直线检测算法检测直线段。
18、根据本发明一示例实施方式，所述直线检测算法包括lsd直线检测算法或edline直线检测算法。
19、根据本发明一示例实施方式，步骤s2中，所述根据直线段与第二长刻度线的夹角去除非主刻度线和非副刻度线包括：
20、第二长刻度线在刻度尺图片中为水平设置；
21、获取每条直线段两端的坐标，计算出每条直线段的角度，如果直线段的角度大于或等于指定角度阈值，则认为该直线段为非主刻度线和非副刻度线。
22、根据本发明一示例实施方式，步骤s3中，所述区分主刻度线和副刻度线包括：
23、采用k-means聚类算法区分主刻度线和副刻度线。
24、根据本发明一示例实施方式，所述采用k-means聚类算法区分主刻度线和副刻度线包括：
25、刻度尺图像中设水平方向为横坐标，竖直方向为纵坐标，找到所有直线段的中点，根据中点与圆盘的圆心的距离或中点在横坐标方向的位置，采用k-means聚类算法将直线段分为两类。
26、根据本发明一示例实施方式，步骤s4中，通过刻度线的长度从主刻度线中筛选出第一长刻度线和第一短刻度线；通过刻度线的长度从副刻度线中筛选出第二长刻度线和第二短刻度线。
27、根据本发明一示例实施方式，步骤s8中，所述根据主刻度线对应的刻度、夹角之差最小的副刻度线和主刻度线、第二长刻度线对应的主刻度线获得当前刻度采用公式5：
28、
29、其中，s表示当前刻度，第1条第一长刻度线的刻度为s1，第2条第一长刻度线的刻度为s2，第3条第一长刻度线的刻度为s3，s1＜s2＜s3，第1条第一长刻度线s1和第2条第一长刻度线s2之间有n-1条第一短刻度线，s1j表示第1条第一长刻度线s1到第2条第一长刻度线s2之间的第j条第一短刻度线，id为夹角之差最小的副刻度线的编号，副刻度线的编号从第二长刻度线开始依次为0、1、2、3…、n，n为大于1的自然数。
30、作为本发明的第二个方面，本发明提供一种双刻度识别系统，包括：通讯地连接的拍摄模块和识别模块；
31、拍摄模块用于拍摄刻度尺图片，该刻度尺图片包括位于外圈的环形主刻度尺和位于内圈的环形副刻度尺，环形主刻度尺包括多条主刻度线和多个第一刻度数字，多条主刻度线包括多条第一长刻度线、多条第一短刻度线；第一刻度数字标识在第一长刻度线上，每两条第一长刻度线之间设置多条第一短刻度线；环形副刻度尺包括多条副刻度线，多条副刻度线包括一条第二长刻度线、多条第二短刻度线，第二短刻度线均设置在第二长刻度线的同一侧；主刻度线和副刻度线交于圆盘的圆心；
32、识别模块用于识别第一刻度数字并检测出刻度尺图片中的直线段；根据直线段与第二长刻度线的夹角去除非主刻度线和非副刻度线；区分主刻度线和副刻度线；从主刻度线中筛选出第一长刻度线和第一短刻度线；从副刻度线中筛选出第二长刻度线和第二短刻度线；将第一长刻度线和第一刻度数字匹配，并计算第一短刻度线对应的刻度；给副刻度线编号，该编号为第二刻度数字；计算每个副刻度线与主刻度线的夹角，找到夹角之差最小的副刻度线和主刻度线；找到第二长刻度线对应的主刻度线；根据主刻度线对应的刻度、夹角之差最小的副刻度线和主刻度线、第二长刻度线对应的主刻度线获得当前刻度。
33、作为本发明的第三个方面，本发明提供一种转台，包括所述的双刻度识别系统、旋转轴、固定端、环形主刻度尺和环形副刻度尺；
34、环形主刻度尺设置在旋转轴上、环形副刻度尺设置在固定端上或环形主刻度尺设置在固定端上、环形副刻度尺设置在旋转轴上；
35、双刻度识别系统的拍摄模块与环形副刻度尺位置固定。使得第二长刻度线在刻度尺图片中的位置不变。
36、本方案将两个刻度尺设置在转台上，不需要高精度的机械编码器，通过拍摄两个刻度尺能够精确高效识别转台上的刻度，从而检测转台旋转角度，为转台的标定提供良好的标定基础。
1.一种圆盘双刻度识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的圆盘双刻度识别方法，其特征在于，每两条主刻度线之间的夹角相等；每两条副刻度线之间的夹角相等。
3.根据权利要求2所述的圆盘双刻度识别方法，其特征在于，每两条副刻度线之间的夹角小于每两条主刻度线之间的夹角。
4.根据权利要求1所述的圆盘双刻度识别方法，其特征在于，步骤s2中，所述根据直线段与第二长刻度线的夹角去除非主刻度线和非副刻度线包括：
5.根据权利要求4所述的圆盘双刻度识别方法，其特征在于，步骤s3中，所述区分主刻度线和副刻度线包括：
6.根据权利要求5所述的圆盘双刻度识别方法，其特征在于，所述采用k-means聚类算法区分主刻度线和副刻度线包括：
7.根据权利要求1所述的圆盘双刻度线识别方法，其特征在于，步骤s4中，通过刻度线的长度从主刻度线中筛选出第一长刻度线和第一短刻度线；通过刻度线的长度从副刻度线中筛选出第二长刻度线和第二短刻度线；第一长刻度线长于第一短刻度线，第二长刻度线长于第二短刻度线。
8.根据权利要求1所述的圆盘双刻度线识别方法，其特征在于，步骤s8中，所述根据主刻度线对应的刻度、夹角之差最小的副刻度线和主刻度线、第二长刻度线对应的主刻度线获得当前刻度采用公式5：
9.一种圆盘双刻度识别系统，其特征在于，包括：通讯地连接的拍摄模块和识别模块；
10.一种转台，其特征在于，包括：权利要求9所述的圆盘双刻度识别系统、旋转轴、固定端、环形主刻度尺和环形副刻度尺；
