[發明專利]一種共面圓圓心投影點的定位方法

有效

• 申請號: 200910236998.4
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN101706960A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 張廣軍;趙征;魏振忠;王巍
• 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: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 張穎玲;王黎延

1.一種共面圓圓心投影點的定位方法，其特征在于，所述方法包括：

A、獲取攝像機拍攝處于同一平面的兩個共面圓得到的測量圖像，對該測 量圖像進行邊緣提取處理，獲取測量圖像中的橢圓邊緣點，并根據所獲取的橢 圓邊緣點，得到所述共面圓投影在所述測量圖像平面上的橢圓表達式；

B、根據得到的橢圓表達式構造二次曲線，得到所述二次曲線的特征值及 對應的特征向量；

C、根據所述特征向量得到所述共面圓的投影不變點，確定所述共面圓圓 心連線的投影直線，并得到該投影直線與所述橢圓的交點；并根據所述特征值 確定所述共面圓的結構參數；

D、根據所述共面圓圓心連線的投影直線與所述橢圓的交點、以及所述共 面圓的結構參數，由交比不變原理，確定所述共面圓圓心的真實投影點的位置；

步驟B中根據得到的橢圓表達式構造二次曲線，包括：根據橢圓的矩陣表 達式e₁、e₂，由公式構造二次曲線q₁以及由公式構造二次曲線 q₂；

步驟B中在得到所述二次曲線的特征值及對應的特征向量后，還包括：

B1、根據計算的所述特征向量，得到各所述特征向量之間的歐式距離；并 根據所述歐式距離中的最小值，對所述特征向量進行排序；

B2、根據所述特征向量的排序結果，對所述特征向量對應的特征值進行排 序；

步驟C中確定所述共面圓圓心連線的投影直線，包括：根據得到的投影不 變點的齊次坐標，計算其中任意兩個不同點的叉積，得到所述共面圓圓心連線 的投影直線；

步驟C中所述根據特征向量得到投影直線與所述橢圓的交點具體包括：

C11、根據排序后的所述特征向量，確定所述共面圓的投影不變點的齊次 坐標；

C12、根據所述共面圓的投影不變點的齊次坐標，確定所述共面圓圓心連 線的投影直線的表達式；

C13、根據所述共面圓圓心連線的投影直線的表達式及所述橢圓的表達式， 得到該投影直線與所述橢圓的交點的坐標；

步驟C中所述根據所述特征值確定所述共面圓的結構參數包括：

C21、根據排序后的所述特征值，確定所述共面圓中兩圓之間的圓心距與 各圓半徑的比值；

C22、根據所述圓心距與各圓半徑的比值關系，得到所述共面圓中兩圓半 徑的比值；

其中，根據排序后的所述特征值，確定所述共面圓中兩圓之間的圓心距與 各圓半徑的比值，包括：根據得到二次曲線q₁的特征值λ₁₁、λ₁₂、λ₁₃及公式 得到與共面雙圓的圓心距dist相差一比例因子m的 值dt：并根據公式得到與圓Cir₂的半徑rad₂相差上述比例因子 m的值r；再由得到的dt和r的值，由公式k₂＝dist/rad₂＝dt₁/r₁得到圓心距dist 與所述圓Cir₂的半徑rad₂的比值k₂；同理，由二次曲線q₂的特征值λ₂₁、λ₂₂、λ₂₃并結合上述公式，得到圓心距dist與圓Cir₁的半徑rad₁的比值k₁。

2.根據權利要求1所述共面圓圓心投影點的定位方法，其特征在于，步驟 A中所述對該測量圖像進行邊緣提取處理為：通過Hessian矩陣法對所述測量 圖像進行處理。