[發明專利]利用激光標志點實現圖像快速匹配的方法和裝置無效
| 申請號： | 200810057304.6 | 申請日： | 2008-01-31 |
| 公開（公告）號： | CN101231751A | 公開（公告）日： | 2008-07-30 |
| 發明（設計）人： | 吳威;張淑軍;周忠;趙沁平 | 申請（專利權）人： | 北京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06T7/00 | 分類號： | G06T7/00 |
| 代理公司： | 北京科迪生專利代理有限責任公司 | 代理人： | 賈玉忠;盧紀 |
| 地址： | 100083*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 利用 激光 標志 實現 圖像 快速 匹配 方法 裝置 | ||
1.利用激光標志點實現圖像快速匹配的方法，其特征在于步驟如下：
(1)攝像機標定：通過對兩個攝像機分別進行標定求得兩個攝像機的內外參數；
(2)進行目標圖像采集：兩個攝像機在同一個硬件觸發信號控制下同步采集目標物體的圖像，分別得到圖像ImL和ImR；
(3)帶激光標志點的目標圖像采集：打開激光源，向目標物體發射激光，兩個攝像機同步采集帶激光標志點的目標圖像，得到帶激光標志點的兩個圖像Im1和Im2，其中激光標志點在兩個圖像上對應的圖像點分別記作P1和P2；
(4)計算特征點坐標：對步驟(2)和步驟(3)得到的兩組圖像Im1和ImL及Im2和ImR分別求差值，得到P1和P2的圖像坐標；
(5)設定匹配入口進行圖像匹配：以P1和P2作為匹配的入口，通過P1和P2確定一個匹配的搜索區域，進而加速對圖像上其他特征點的搜索速度，實現圖像的快速匹配。
2.利用激光標志點實現圖像快速匹配的方法，其特征在于：所述的步驟(5)通過P1和P2確定一個匹配的搜索區域，實現快速匹配的方法如下：
(1)在圖像ImL中，將P1右側相鄰的點記為Q1，以Q1為中心創建一個大小為λ的窗口，用窗口內鄰域像素的灰度值分布來表征該像素點Q1的灰度值Gr(Q1)；
(2)在圖像ImR中，將P2右側相鄰的點記為Q2，以Q2為中心創建同樣大小的一個窗口，用窗口內鄰域像素的灰度值分布來表征Q2的灰度值Gr(Q2)；
(3)比較Gr(Q1)和Gr(Q2)，若二者的差值在閾值θ內，則(Q1，Q2)為一對匹配點；否則，繼續判斷Q2右側的像素點，直到找到與Q1匹配的點，將此點記作Q2；
(4)用Q1代替P1，用Q2代替P2，重復步驟(1)-(3)，則可找到圖像ImL中初始點P1右側相同y坐標的所有的點在圖像ImR中的匹配點；
(5)用同樣方法搜索ImL中初始點P1左側相同y坐標的所有點在ImR中的匹配點；
(6)再用同樣方法沿y軸自上而下搜索匹配點，這樣即可得到兩幅圖像ImL和ImR中所有的匹配點，實現了圖像匹配。
3.根據權利要求1所述的利用激光標志點實現圖像快速匹配的方法，其特征在于：所述的兩個攝像機的光學參數完全相同，且兩個攝像機水平放置，主軸平行。
4.根據權利要求1所述的利用激光標志點實現圖像快速匹配的方法，其特征在于：所述的兩個攝像機均能通過硬件外觸發信號進行同步圖像采集。
5.根據權利要求1所述的利用激光標志點實現圖像快速匹配的方法，其特征在于：所述步驟(3)的激光光源采用普通的激光點光源，最簡單的情況下，可采用激光筆實現。
6.一種利用激光標志點實現圖像快速匹配的裝置，其特征在于：包括第一攝像機C1、第二攝像機C2、激光源L和與上述兩個攝像機相連接的主機PC，激光源L放置在上述兩個攝像機基線的中心位置，激光源L的出射口與兩個攝像機的鏡頭在同一個平面上，激光源L射出的激光能夠打在目標物體上，形成一標志點，兩個攝像機通過主機PC發出的同一個外觸發信號對帶有此標志點的目標物體進行同步圖像采集，并將采集的目標圖像送至主機PC進行計算和處理，實現圖像的快速匹配。
7.根據權利要求5所述的利用激光標志點實現圖像快速匹配的裝置，其特征在于：所述的第一攝像機和第二攝像機的光學參數完全相同，且兩個攝像機水平放置，主軸平行。
8.根據權利要求1所述的利用激光標志點實現圖像快速匹配的方法，其特征在于：所述的兩個攝像機均能通過硬件外觸發信號進行同步圖像采集。
9.根據權利要求5所述的利用激光標志點實現圖像快速匹配的裝置，其特征在于：所述的激光源上有開關，可以控制是否發射激光。
10.根據權利要求5所述的利用激光標志點實現圖像快速匹配的裝置，其特征在于：所述的激光光源采用普通的激光點光源，最簡單的情況下，可用激光筆實現。
11.根據權利要求5所述的利用激光標志點實現圖像快速匹配的裝置，其特征在于：所述的主機實現圖像的快速匹配的過程如下：
(1)攝像機標定：通過對兩個攝像機分別進行標定求得兩個攝像機的內外參數；
(2)進行目標圖像采集：兩個攝像機在同一個硬件觸發信號控制下同步采集目標物體的圖像，分別得到圖像ImL和ImR；
(3)帶激光標志點的目標圖像采集：打開激光源，向目標物體發射激光，兩個攝像機同步采集帶激光標志點的目標圖像，得到帶激光標志點的兩個圖像Im1和Im2，其中激光標志點在兩個圖像上對應的圖像點分別記作P1和P2；
(4)計算特征點坐標：對步驟(2)和步驟(3)得到的兩組圖像Im1和ImL及Im2和ImR分別求差值，得到P1和P2的圖像坐標；
(5)設定匹配入口進行圖像匹配：以P1和P2作為匹配的入口，通過P1和P2確定一個匹配的搜索區域，再利用區域匹配方法找到ImL和ImR中所有的匹配點，實現圖像的快速匹配。
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