[發明專利]基于單目視覺的固定靶標空間定位方法

在審

• 申請號: 201810947855.3
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN110853096A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 朱彤;楊劍鋒
• 申請（專利權）人: 北京航天長峰科技工業集團有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種基于單目視覺的固定靶標空間定位方法，對采集到的靶標圖像進行圖像處理，得到靶標空間位置信息的過程。首先，在圖像處理功能中首先要進行圖像預處理；其次，通過定位靶標的特點設計靶標識別功能；再次，系統從得到的靶標輪廓中通過直線檢測得到靶標邊和頂點的信息，實現靶標的圖像定位；最后，系統通過當前的靶標信息結合已知量，實現靶標的空間定位。

技術領域

本發明屬于機器視覺目標定位領域，具體涉及一種基于單目視覺的固定靶標空間定位方法。

背景技術

視覺定位方法可根據定位所使用的傳感器的數量來劃分，實際應用中采用更多的一般分為單、雙目視覺以及全方位視覺。全方位視覺系統擁有更好的定位精度，但是由于其不菲的價格，應用領域較窄。目前被大量應用的一般是性價比更高的單目視覺以及雙目視覺結構。其中雙目視覺由于仿生了生物的視覺系統以及相對單目視覺結構更高的精度從而占據了視覺領域的主流市場。但是雙目視覺或多目視覺定位系統通常具有立體匹配復雜、系統占空間多和實時性能不良等缺點。由于雙目視覺的種種不足，本技術將目光投向了單目視覺領域，單目視覺憑借其更優的性價比以及更強的實時性具有更高的研究價值。

發明內容

本發明的目的在于針對雙目視覺的種種不足，提供一種基于單目視覺的固定靶標空間定位系統，利用單目攝像頭識別目標物體后，推算該目標物體在三維空間中的具體坐標，減少了定位系統的硬件復雜度與系統成本。

本發明的技術方案如下：

一種基于單目視覺的固定靶標空間定位方法，其特征在于：

(1)對采集到的靶標圖像進行圖像處理，得到靶標空間位置信息的過程；

(2)在圖像的采集過程中無法避免由于鏡頭畸變與外部環境產生的干擾的影響，故在圖像處理功能中首先要進行圖像預處理；

(3)通過定位靶標的特點設計靶標識別功能；

(4)系統從得到的靶標輪廓中通過直線檢測得到靶標邊和頂點的信息，實現靶標的圖像定位

(5)系統通過當前的靶標信息結合已知量，實現靶標的空間定位。

本發明實現的靶標定位系統具有更強的經濟適用性。系統的硬件平臺決定了系統的成本，使用單目視覺檢測方案，并介紹了基于人工靶標透視變換的定位方法，兩者平衡了成本和檢測精度要求，故系統具有結構簡單、價格低廉、易于標定的優點，實現兩幅圖像的目標定位，大大減輕了程序運行的負擔，可以進行在線檢測。

附圖說明

圖1是本發明的系統邏輯結構圖；

圖2是本發明的一種實施方式示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明由運動控制器、運動控制平臺、定位系統軟件和攝像頭組成。本發明對采集到的靶標圖像進行圖像處理，得到靶標空間位置信息的過程。首先，在圖像的采集過程中無法避免由于鏡頭畸變與外部環境產生的干擾的影響，故在圖像處理功能中首先要進行圖像預處理。其次，系統需要從繁雜的靶標圖像中找出我們感興趣的區域即靶標，所以需要通過定位靶標的特點設計靶標識別功能。再次，系統從得到的靶標輪廓中通過直線檢測得到靶標邊和頂點的信息，實現靶標的圖像定位。最后，系統通過當前的靶標信息結合已知量，實現靶標的空間定位。

如圖2所示，本發明的具體實施方式如下：

1.本發明使用預處理算法對采集到的圖像進行處理，其中包括：針對視覺檢測圖像噪聲的特點，在分析常用降噪、去噪算法后，提出一種改進的中值濾波算法；分析并使用圖像銳化方法，令圖像輪廓及邊緣信息更加凸顯；使用直方圖均衡化方法，提高圖像整體對比度，使得圖像細節更加清晰；使用常見形態學處理，輔助實現噪聲更少的二值化過程。