[發明專利]一種應用于視覺定位和標定的X角點檢測方法

有效

• 申請號: 201810077053.1
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108428250B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 趙子健;王芳
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/60
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

1.一種應用于視覺定位和標定的X角點檢測方法，其特征在于，包括：

S1：采集圖像，采用回形窗口對圖像進行采樣；設定該回形窗口取樣的邊長為2r個像素點，該回形窗口為正方形，則該回形窗口所取樣本共含有8r-4個像素點，r小于圖像中最小的X角點邊長的一半；將回形窗口的所有像素點計入一個環形數據隊列，回形窗口的所有像素點即樣本數據，記第i個像素點為P_i，P_i的灰度值為f_i，i＝1,2...(8r-4)；

S2：根據X角點的圖像特征，初步判斷樣本數據中是否包含X角點，如果滿足判斷條件，則計算出X角點的亞像素級位置，否則，進入步驟S5；

步驟S2，包括：

S21：依次對樣本數據進行灰度化；

S22：將樣本數據的灰度值進行兩次二值化，計算步驟S21處理后的樣本數據的階躍次數N_s，如果N_s＝4，則執行步驟S23，否則，執行步驟S5；

S23：以樣本數據灰度值的均值作為閾值，對樣本數據的灰度值二值化；設定步驟S22計算得到的樣本數據灰度值產生階躍時的像素為臺階A、臺階B、臺階C、臺階D，計算這四個像素的索引值之間的距離L_AB、L_BC、L_CD、L_DA，如果L_AB、L_BC、L_CD、L_DA均小于max_T且L_AB、L_BC、L_CD、L_DA均大于min_T，max_T∈(10,15),min_T∈(5,10)，則初步判斷樣本數據中包含X角點，繼續執行步驟S24，否則，執行步驟S5；

S24：由攝影幾何及對稱性原理，計算X角點的亞像素級位置L，即直線AC和BD的交點，計算公式為L＝AC×BD；

S3：根據步驟S2得到的X角點的亞像素級位置，進一步判斷樣本數據是否包含X角點，并排除重復判斷的X角點；

步驟S3，包括：

S31：判斷X角點重復檢測標志，如果步驟S24得到的X角點的像素值L位于不活躍區，則判定該X角點已經被檢測出，則跳出本次循環，執行步驟S5；否則，執行步驟S32；

S32：獲取X角點的像素值L鄰域像素的灰度值，所述鄰域是指以X角點的像素值L為中心、以r像素為半徑的范圍；以該鄰域灰度值的均值作為閾值將該鄰域二值化，計算灰度值的階躍次數ΔV_C，如果ΔV_Cmin_V，繼續執行步驟S4，否則，執行步驟S5；min_V＝4；

S4：以X角點作為回形窗口中心，重新獲取樣本數據，并判斷數據是否滿足X角點對稱性條件，滿足則用曲線擬合的方法計算出X角點的亞像素級位置，設置X角點重復檢測標志；

步驟S4，具體包括：

S41：以X角點的像素值L作為回形窗口的中心，重新獲取樣本序列P′；

S42：以灰度值的均值作為閾值，將樣本序列P′的灰度值二值化，記灰度值二值化產生階躍時的像素為臺階A1、臺階B1、臺階C1、臺階D1，計算這四個像素索引值之間的距離L′_A1B1、L′_B1C1、L′_C1D1、L′_D1A1，如果L′_A1B1＝L′_C1D1且L′_B1C1＝L′_D1A1，繼續執行步驟S43，否則，執行步驟S5；

S43：用曲線擬合的方法求出臺階A1、臺階B1、臺階C1、臺階D1的一維亞像素位置A′、B′、C′、D′；

S44：根據步驟S43求出的臺階A1、臺階B1、臺階C1、臺階D1的一維亞像素位置A′、B′、C′、D′，以及步驟S24求出的X角點的像素值L，求出臺階A1、臺階B1、臺階C1、臺階D1的二維亞像素位置A′、B′、C′、D′；即：假設某臺階的一維亞像素位置為m，其對應X角點中心的像素為(x,y)，求出臺階A1、臺階B1、臺階C1、臺階D1的二維亞像素位置；臺階A1的二維亞像素位置為(x+A′-r+1,y-r+0.5)，臺階B1的二維亞像素位置為(x+r+0.5,y+B′-3r+1)，臺階C1的二維亞像素位置為(x-C′+5r-1,y+r+0.5)，臺階D1的二維亞像素位置為(x-r+0.5,y-D′+7r-1)；

S45：按照步驟S24的方法，計算直線A′C′和B′D′的交點坐標，即X角點的像素值L的亞像素位置；

S46：計算X角點的方向信息：按逆時針方向，根據黑白變化序列得到兩條邊界線，包括BW線、WB線，BW線是指從黑到白跳變的邊界線；WB線是指從白到黑跳變的邊界線；求取BW線、WB線與水平方向的夾角θ₁、θ₂，即X角點的方向信息；

S47：將該X角點的像素值L的鄰域設為不活躍區，表示該X角點已被檢測出；

S5：使回形窗口在圖像上移動獲取新的樣本數據，每次間隔n個像素，n∈(1,2r)，重復步驟S2到S4，檢測出所有的X角點。