[發(fā)明專利]基于投影式臺球系統(tǒng)的投影和圖像采集的坐標(biāo)匹配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410312461.2
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104208870A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬冰;李姣昂
• 申請（專利權(quán)）人: 喬冰;李姣昂
• 主分類號: A63D15/00
• 分類號: A63D15/00;G03B29/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 徐麗

1.一種基于投影式臺球系統(tǒng)的投影和圖像采集的坐標(biāo)匹配方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據(jù)臺球桌內(nèi)沿的大小，制作由若干標(biāo)準(zhǔn)正方形網(wǎng)格圖案組成的定位基底，并將網(wǎng)格的交叉點鏤空；

將定位基底平鋪在臺球桌上，使網(wǎng)格圖案的四條邊與長方形臺球桌的內(nèi)沿對齊；

利用投影設(shè)備在定位基底上投出與其等大的網(wǎng)格圖像，平移、旋轉(zhuǎn)或拉伸所述網(wǎng)格圖像的各條橫線與豎線，使投影在臺球桌上的網(wǎng)格圖像與定位基底上的網(wǎng)格圖案完全重合；

根據(jù)調(diào)整后的投影網(wǎng)格圖像交叉點的位置信息，建立投影網(wǎng)格圖像坐標(biāo)系，使投影網(wǎng)絡(luò)中的交叉點與定位基底上的網(wǎng)格的交叉點之間形成一一對應(yīng)關(guān)系；

在定位基底上的每個鏤空處分別放上一個臺球，利用圖像采集設(shè)備采集此時的圖像，分析出每個臺球在圖像中的高光點所處的像素點的位置，根據(jù)所述像素點的位置建立采集影像坐標(biāo)系，使采集影像中的交叉點上臺球的坐標(biāo)與定位基底網(wǎng)格交叉點的坐標(biāo)之間形成一一對應(yīng)關(guān)系；

對圖像采集設(shè)備采集到的臺球圖像與定位基底的標(biāo)準(zhǔn)正方形網(wǎng)格進行每一個點的坐標(biāo)匹配；

建立標(biāo)準(zhǔn)正方形網(wǎng)格與投影網(wǎng)格圖像的匹配關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于投影式臺球系統(tǒng)的投影和圖像采集的坐標(biāo)匹配方法，其特征在于，所述定位基底為定位紙或定位布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于投影式臺球系統(tǒng)的投影和圖像采集的坐標(biāo)匹配方法，其特征在于，所述將網(wǎng)格的交叉點鏤空為：在網(wǎng)格的交叉點處形成6mm左右的圓形或方形的洞。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于投影式臺球系統(tǒng)的投影和圖像采集的坐標(biāo)匹配方法，其特征在于，所述投影網(wǎng)格圖像坐標(biāo)系是以投影網(wǎng)格圖像的左下點為原點，與臺球桌長邊平行方向為x軸，與臺球桌短邊方向平行為y軸的坐標(biāo)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于投影式臺球系統(tǒng)的投影和圖像采集的坐標(biāo)匹配方法，其特征在于，所述采集影像坐標(biāo)系是以圖像采集設(shè)備采集到的臺球圖像的左下點為原點，與臺球桌長邊平行方向為x軸，與臺球桌短邊方向平行為y軸的坐標(biāo)系。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于投影式臺球系統(tǒng)的投影和圖像采集的坐標(biāo)匹配方法，其特征在于，所述對圖像采集設(shè)備采集到的臺球圖像與定位基底的標(biāo)準(zhǔn)正方形網(wǎng)格進行每一個點的坐標(biāo)匹配，包括以下步驟：

對于圖像采集設(shè)備采集到的臺球圖像內(nèi)的某一個點C，先判斷點C在哪四個臺球組成的最小網(wǎng)格中，然后找出該網(wǎng)格的4個頂點中距離點C最近的一個頂點；

計算經(jīng)過所述頂點的橫、豎兩條線的斜率k₁、k₂；

經(jīng)過點C且斜率為k₁、k₂的兩條線與所述四個臺球組成的最小網(wǎng)格的四條邊線產(chǎn)生順時針方向圍繞點C的四個交點C_U、C_R、C_D、C_L，其中，C_U、C_R與距離點C最近的最小網(wǎng)格頂點相對距離近，根據(jù)兩點間距的距離公式計算出這4個點與點C的距離；

計算線段比例關(guān)系：

s1=CRCCLCR,s2=CUCCUCD]]>

根據(jù)這兩個比例關(guān)系，先在標(biāo)準(zhǔn)正方形網(wǎng)格中找到與點C相匹配的點T所在的正方形網(wǎng)格，該正方形網(wǎng)格的四個順時針排列的頂點T₁、T₂、T₃、T₄組成的線段T₁T₄上有與點C_L相對應(yīng)的點T_L、線段T₁T₂上有與點C_U相對應(yīng)的點T_U、線段T₂T₃上有與點C_R相對應(yīng)的點T_R、線段T₃T₄上有與點C_D相對應(yīng)的點T_D，然后再根據(jù)這個正方形網(wǎng)格的頂點坐標(biāo)確定點T的坐標(biāo)：

x_t＝x_t2+s₁(x_t1-x_t2)

y_t＝y(tǒng)_t2+s₂(y_t3-y_t2)

其中，(x_t,y_t)為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格圖像中點T的坐標(biāo)、x_t1為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格圖像中點T₁的橫坐標(biāo)，(x_t2,y_t2)為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格圖像中點T₂的坐標(biāo)，y_t3為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格圖像中點T₃的縱坐標(biāo)；

通過以上方法，把圖像采集設(shè)備采集的臺球位置圖像與定位基底的標(biāo)準(zhǔn)正方形網(wǎng)格建立起點與點一一對應(yīng)關(guān)系。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于投影式臺球系統(tǒng)的投影和圖像采集的坐標(biāo)匹配方法，其特征在于，所述建立標(biāo)準(zhǔn)正方形網(wǎng)格與投影網(wǎng)格圖像的匹配關(guān)系，包括以下步驟：

過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格中的一點T做兩條直線，一條與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格的橫向邊垂直，另一條與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格的縱向邊垂直，這兩條直線與點T所在的最小網(wǎng)格交于四個點，按順時針順序分別為T_U、T_R、T_D、T_L；其中，點T所在的最小網(wǎng)格的四個頂點按順時針順序分別為T₁、T₂、T₃、T₄，點T_U在線段T₁T₂上；

計算出T_UT、T_UT_D、T_RT、T_LT_R這四條線段的兩個比值：

sx=xt2-xtxt2-xt1,sy=yt2-ytyt2-yt3]]>

在投影網(wǎng)格中找到與點T₁、T₂、T₃、T₄對應(yīng)的最小投影網(wǎng)格P₁、P₂、P₃、P₄，根據(jù)點P₁、P₂、P₃、P₄的坐標(biāo)，計算出P₁P₂和P₃P₄的兩個斜率；

ky=yp2-yp1xp2-xp1,kx=yp2-yp3xp2-xp3,]]>其中x_p2-x_p3≠0

然后再計算出P_U點坐標(biāo)和P_R點坐標(biāo)：

x_pU＝x_p2-s_x(x_p2-x_p1)，y_pU＝k_y?x_pU

y_pR＝y(tǒng)_p2-s_y(y_p2-x_p3)，xpU=ypukx]]>

其中，P_U，P_R兩點是在投影的圖像中，過目標(biāo)點P點與網(wǎng)格右線和上線的平行線后與上線和右線的交叉點；

最后根據(jù)P_U點坐標(biāo)和斜率k_x，P_R點坐標(biāo)和斜率k_y計算這兩條線的交點P點，P點即為標(biāo)準(zhǔn)正方形網(wǎng)格中的T點在投影網(wǎng)格圖像中的坐標(biāo)匹配點。