[發明專利]基于單目系統的投影標定方法及系統

有效

• 申請號: 201810619229.1
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108830907B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 關穎健;劉夢龍;陳海龍;張青松;羅立友
• 申請（專利權）人: 深圳市易尚展示股份有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 深圳中細軟知識產權代理有限公司 44528
• 代理人: 安秀梅

1.一種基于單目系統的投影標定方法，其特征在于，所述方法基于包含有一攝像設備和一投影設備的單目系統；所述單目系統還包括一立體標靶，所述立體標靶為立方體，所述立方體表面上設置有多個編碼標志點和空白區域，并且所述多個編碼標志點設置在立方體的棱邊處，且中間區域未設置編碼標志點；

所述方法包括：

通過所述攝像設備采集所述立體標靶的圖像，對所述圖像進行濾波處理和二值化處理，得到第一圖像；

對所述第一圖像進行邊緣檢測，獲取所述第一圖像中與所述編碼標志點對應的像素坐標；

根據所述編碼標志點的像素坐標以及所述編碼標志點的世界坐標進行標定，獲取與所述攝像設備對應的第一標定模型；

通過所述投影設備將預設的投影圖像投影至所述立體標靶的表面的空白區域，所述預設投影圖像為散斑圖像，所述投影圖像中包含多個與所述編碼標志點匹配的投影標志點；

通過所述攝像設備采集第二圖像，對所述第二圖像進行特征識別，獲取所述第二圖像中4條邊緣直線的交點，根據相對的交點生成對應的2條連線，獲取所述2條連線的相交點的像素坐標為所述投影標志點的像素坐標；

根據所述第一標定模型和所述投影標志點的像素坐標確定與所述投影標志點對應的世界坐標，根據所述投影標志點的世界坐標和投影標志點的投影坐標進行標定，獲取與所述投影設備對應的第二標定模型。

2.根據權利要求1所述的基于單目系統的投影標定方法，其特征在于，所述獲取與所述投影設備對應的第二標定模型，還包括：

獲取與所述投影設備對應的設備內參數、和/或設備外參數。

3.根據權利要求1所述的基于單目系統的投影標定方法，其特征在于，所述對所述第一圖像進行邊緣檢測，獲取所述第一圖像中與所述編碼標志點對應的像素坐標，還包括：

針對每一個邊緣封閉區域，計算該邊緣封閉區域的中心和重心，在所述中心與重心匹配的情況下，將該邊緣封閉區域作為編碼標志點對應的區域，獲取所述編碼標志點對應的區域在所述第一圖像中的像素坐標作為所述編碼標志點的像素坐標。

4.根據權利要求3所述的基于單目系統的投影標定方法，其特征在于，所述對所述第二圖像進行特征識別，獲取所述第二圖像中4條邊緣直線的交點，根據所述相對的交點生成對應的2條連線，獲取所述2條連線的相交點的像素坐標為所述投影標志點的像素坐標，還包括：

對所述第二圖像進行檢測，獲取所述第一圖像中的高亮區域；

以高亮區域為中心，對所述第二圖像進行邊緣檢測，在所述高亮區域具有4條邊緣直線的情況下，將具有4條邊緣直線的所述高亮區域作為投影標志點對應的區域；

獲取所述投影標志點對應的區域在所述第二圖像中的像素坐標作為所述投影標志點的像素坐標。

5.根據權利要求1所述的基于單目系統的投影標定方法，其特征在于，所述對所述圖像進行濾波處理和二值化處理還包括：

對所述二值化后的第一圖像進行逆仿射變換，獲取與所述第一圖像對應的單位圓；

根據所述單位圓上0和1的個數生成與所述單位圓對應的特征碼值，所述特征碼值為15位二進制數值；

對所述特征碼值進行移位操作，獲取不同移位位數對應的移位后的移位碼值，獲取所述移位碼值中的最小值對應的編碼碼值，所述編碼碼值為十進制數值。

6.根據權利要求5所述的基于單目系統的投影標定方法，其特征在于，所述根據所述相對的交點生成對應的2條連線之后，還包括：

獲取所述2條連線上的像素點的灰度值，根據所述編碼碼值對所述2條連線上的像素點的灰度值進行解碼，獲取與所述投影標志點對應的編碼值。

7.一種基于單目系統的投影標定系統，所述系統包括攝像設備、投影設備以及與所述攝像設備和投影設備連接的處理器和存儲器；

所述攝像設備用于采集包含有立體標靶的圖像，所述立體標靶為立方體，所述立方體表面上設置有多個編碼標志點和空白區域，并且所述多個編碼標志點設置在立方體的棱邊處，且中間區域未設置編碼標志點；

所述投影設備用于將投影圖像投影至立體標靶上；

所述處理器用于通過所述攝像設備采集所述立體標靶的圖像，對所述圖像進行濾波處理和二值化處理，得到第一圖像，并對所述第一圖像進行邊緣檢測，獲取所述第一圖像中與所述編碼標志點對應的像素坐標；根據所述編碼標志點的像素坐標以及所述編碼標志點的世界坐標進行標定，獲取與所述攝像設備對應的第一標定模型；

所述處理器還用于控制所述投影設備將預設的投影圖像投影至所述立體標靶的表面的空白區域，所述預設投影圖像為散斑圖像，所述投影圖像中包含多個與所述編碼標志點匹配的投影標志點；

所述處理器還用于控制所述攝像設備采集第二圖像，并對所述第二圖像進行特征識別，獲取所述第二圖像中4條邊緣直線的交點，根據相對的交點生成對應的2條連線，獲取所述2條連線的相交點的像素坐標為所述投影標志點的像素坐標；

所述處理器還用于根據所述第一標定模型和所述投影標志點的像素坐標確定與所述投影標志點對應的世界坐標，根據所述投影標志點的世界坐標和投影標志點的投影坐標進行標定，獲取與所述投影設備對應的第二標定模型；

所述存儲器用于存儲所述攝像設備采集的圖像、和/或存儲所述處理器計算得到的結果數據，所述結果數據至少包括第一標定模型和第二標定模型；

所述存儲器還用于存儲計算機程序，所述處理器執行所述存儲器上存儲的計算機程序。