[發(fā)明專利]一種基于標(biāo)記物的關(guān)鍵點檢測的定位測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010244950.0
• 申請日: 2010-08-04
• 公開（公告）號: CN101915573A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王欣剛;吳亮;安聞川
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;G01C15/02;G01C11/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，設(shè)計和實現(xiàn)了一種基于標(biāo)記物的關(guān)鍵點檢測的定位測量方法。

背景技術(shù)

在監(jiān)控以及其它相關(guān)領(lǐng)域，我們經(jīng)常需要獲得某些特征點的位置信息。背景環(huán)境的復(fù)雜性以及不確定性，使得這種基于機(jī)器視覺的定位測量變得異常困難。這種困難表現(xiàn)為：圖像的預(yù)處理階段閾值的魯棒性問題，特征點初始定位分割的錯誤定位問題，以及精確再分割定位的精確性問題。本發(fā)明的意義在于通過設(shè)計具有明顯特征的標(biāo)尺和標(biāo)記物，實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中關(guān)鍵點的定位測量，并具有相當(dāng)高的精度和魯棒性。

目前，很多現(xiàn)場、環(huán)境信息的記錄都采用現(xiàn)場測量和報告的形式，由于現(xiàn)場測量的局限性，報告不一定能完全而詳細(xì)地記錄或者再現(xiàn)所需的所有信息。由于現(xiàn)場的不可再現(xiàn)性，很多信息很難再從現(xiàn)場重新勘測得到，從而給現(xiàn)場分析帶來困難，而這些信息大都存在于現(xiàn)場照片中。因此，使用一定的手段和方法從現(xiàn)場拍攝的照片中提取需要的信息，對進(jìn)行后續(xù)分析具有重要意義。本發(fā)明采用攝影測量、圖像處理與分析等方法，設(shè)計和實現(xiàn)了一種基于標(biāo)記物的關(guān)鍵點檢測的定位測量方法，有效地解決了現(xiàn)場測量的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計一種具有明顯特征的標(biāo)尺和標(biāo)記物，提供一種采用由普通數(shù)碼相機(jī)的圖像攝取系統(tǒng)和多功能的圖像處理和分析系統(tǒng)組成的基于標(biāo)記物的關(guān)鍵點檢測的定位測量方法。

為達(dá)成所述目的，本發(fā)明提供一種基于標(biāo)記物的關(guān)鍵點檢測的定位測量方法，該方法的步驟包括：

步驟S1：在待定位測量的復(fù)雜環(huán)境中設(shè)置標(biāo)尺和標(biāo)記關(guān)鍵點的標(biāo)記物，并建立世界坐標(biāo)系，確定標(biāo)尺四個頂點的世界坐標(biāo)；

步驟S2：使用采樣方法對含有待定位關(guān)鍵點環(huán)境的攝取圖像進(jìn)行壓縮，根據(jù)自定義分割函數(shù)對壓縮后的圖像進(jìn)行多閾值彩色分割，并通過輪廓檢測、多邊形擬合對標(biāo)尺定位，得到標(biāo)尺四個頂點的圖像坐標(biāo)；

步驟S3：首先，使用采樣方法對所述攝取圖像進(jìn)行壓縮，根據(jù)自定義閾值分割函數(shù)對壓縮后的圖像進(jìn)行分割，得到二值圖像，對二值圖像進(jìn)行輪廓檢測，得到所有輪廓，其次，以標(biāo)記物的直方圖為模板對每一個輪廓對應(yīng)的所述攝取圖像區(qū)域的直方圖進(jìn)行匹配，得到包含標(biāo)記物的輪廓區(qū)域，即子圖像，然后，利用灰度投影法對子圖像進(jìn)行精確再分割，得到包含標(biāo)記物的精確子圖像最后對精確子圖像采用霍夫變換線段檢測以及最小二乘法直線擬合相結(jié)合的方法對標(biāo)記物的關(guān)鍵點進(jìn)行，得到每一個標(biāo)記物的關(guān)鍵點的圖像坐標(biāo)；

步驟S4：根據(jù)攝影圖像的二位重建方法，設(shè)三維空間坐標(biāo)系中任意點(X，Y，Z)和所述任意點在二維圖像平面坐標(biāo)系上的坐標(biāo)為(x，y)，如果空間點都在同一個平面上，Z為常數(shù)，則空間點和圖像點的坐標(biāo)滿足：

X=C1x+C2y+C3C7x+C8y+1]]>

Y=C4x+C5y+C6C7x+C8y+1]]>