[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于視覺定位和標定的X角點檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810077053.1 | 申請日： | 2018-01-26 |
| 公開（公告）號： | CN108428250B | 公開（公告）日： | 2021-09-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 趙子健;王芳 | 申請（專利權(quán)）人： | 山東大學(xué) |
| 主分類號： | G06T7/80 | 分類號： | G06T7/80;G06T7/60 |
| 代理公司： | 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219 | 代理人： | 楊樹云 |
| 地址： | 250199 山*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 應(yīng)用于 視覺 定位 標定 檢測 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于視覺定位和標定的X角點檢測方法，包括：S1：采集圖像，采用環(huán)形正方形窗口對圖像進行采樣；S2：根據(jù)X角點的圖像特征，初步判斷樣本數(shù)據(jù)中是否包含X角點；S3：進一步判斷樣本數(shù)據(jù)是否包含X角點，并排除重復(fù)判斷的X角點；S4：以X角點作為窗口中心，重新獲取樣本數(shù)據(jù)，并判斷數(shù)據(jù)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(shè)置X角點重復(fù)檢測標志；S5：重復(fù)步驟S2到S4，檢測出所有的X角點。本發(fā)明對圖像采樣時，每次間隔采樣窗口邊長的一半，提高了檢測速度，且不會遺漏X角點。本發(fā)明基于X角點的圖像特征判斷采樣窗口內(nèi)是否含有X角點，增強了算法的魯棒性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于視覺定位和標定的X角點檢測方法，屬于計算機視覺應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
視覺定位和標定是三維計算機視覺的重要組成部分。計算機視覺的基本任務(wù)之一是從攝像機獲取的圖像信息出發(fā)計算三維空間中物體的幾何信息，并由此重建和識別物體，而空間物體表面某點的三維幾何位置與其在圖像中對應(yīng)點之間的相互關(guān)系是由攝像機成像的幾何模型決定的，這些幾何模型參數(shù)就是攝像機參數(shù)。在大多數(shù)條件下，這些參數(shù)必須通過實驗與計算才能得到，這個過程被稱為視覺標定。標定過程就是確定攝像機的幾何和光學(xué)參數(shù)，攝像機相對于世界坐標系的方位；視覺定位過程就是根據(jù)視覺標定的參數(shù)通過二維圖像信息計算物體的三維信息。標定精度的大小，直接影響著計算機視覺的定位精度。
平面標定法是一種常用的攝像機視覺標定方法，是借助已知的棋盤格標定板，即標定板的尺寸和形狀已知，利用標定板上的X角點與拍攝其所獲得圖像上的對應(yīng)點之間的對應(yīng)關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，用此數(shù)學(xué)模型來標定攝像機內(nèi)外參數(shù)。棋盤格標定板由于制作經(jīng)濟、簡單而被廣泛應(yīng)用于攝像機標定中；另外，帶有X角點視覺標志的光學(xué)定位系統(tǒng)應(yīng)用也比較廣泛。
對于X角點的檢測，目前已經(jīng)有一些方法提出，常用的有基于Harris角點檢測的方法、基于Hessian矩陣的檢測方法以及基于改進Susan角點檢測的方法。已經(jīng)提出的方法主要是通過各種不同方式的特征計算來判斷X角點的強弱，算法運算量大，不適合并行批量處理。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于視覺定位和標定的X角點檢測方法；
本發(fā)明提高了角點檢測算法的運算速度、抗干擾力及準確度。
術(shù)語解釋：
X角點：視覺標定用的國際象棋盤是由黑白顏色突變區(qū)域組合而成，其中相鄰黑白棋盤格交界的臨界點，即為X角點。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種應(yīng)用于視覺定位和標定的X角點檢測方法，包括：
S1：采集圖像，采用回形窗口對圖像進行采樣；設(shè)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(huán)形數(shù)據(jù)隊列，回形窗口的所有像素點即樣本數(shù)據(jù)，記第i個像素點為Pi，Pi的灰度值為fi，i＝1,2...(8r-4)；
S2：根據(jù)X角點的圖像特征，初步判斷樣本數(shù)據(jù)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；
S3：根據(jù)步驟S2得到的X角點的亞像素級位置，進一步判斷樣本數(shù)據(jù)是否包含X角點，并排除重復(fù)判斷的X角點；
S4：以X角點作為回形窗口中心，重新獲取樣本數(shù)據(jù)，并判斷數(shù)據(jù)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(shè)置X角點重復(fù)檢測標志；
S5：使回形窗口在圖像上移動獲取新的樣本數(shù)據(jù)，每次間隔n個像素，n∈(1,2r)，重復(fù)步驟S2到S4，檢測出所有的X角點。
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