[發明專利]一種基于單目視覺測量的圖像目標識別方法

有效

• 申請號: 201910561279.3
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110189375B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 賈格;徐智勇;陸文;魏宇星
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/80;G06T7/136;G06T7/194;G01B11/00
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1.一種基于單目視覺測量的圖像目標識別方法，其特征在于：包括具體步驟如下：

步驟S1：以目標點1，建立信標點目標坐標系x_Hy_Hz_H和參考坐標系XYZ，分別得到目標點2、3、4在目標坐標系和參考坐標系中的坐標值(x_Hn,y_Hn,z_Hn)、(X_n,Y_n,Z_n)，參考坐標系的原點理論上取任意點，為了簡便取目標裝置放置不動時信標點1為原點；

步驟S2：對成像的相機內參數進行標定，得到相機的畸變參數(k1,k2,k3,p1,p2)，k1、k2、k3為相機切向畸變參數，p1、p2為相機徑向畸變參數；相機水平軸和垂直軸的主點方向像素(u_x,u_y)，水平方向和垂直方向焦距(f_x,f_y) ；利用相機內參數和目標點在參考坐標系中的坐標值(X_n,Y_n,Z_n)，得到相機光軸坐標系相對于參考坐標系的位置和角度偏移量(P₁,P₂, P₃,α,β,γ)，P₁、P₂ 、P₃ 分別為相機光軸坐標系相對于參考坐標系的X軸、Y軸、Z軸的位移量，α、β、γ分別為相機光軸坐標系相對于參考坐標系的X軸、Y軸、Z軸的角度偏差值；

步驟S3：利用高通濾波的方法對輸入圖像進行濾波處理，濾除圖像中背景雜波的干擾，提高圖像的信噪比，有利于后面的信標點捕獲和識別；

步驟S4：通過統計圖像灰度分布特性，利用自適應閾值方式進行圖像分割，實現目標與背景的分離；通常分割后的圖像存在大量的小面積虛假目標及孤立噪聲點，大量虛假目標的出現給信標識別帶來較大負擔，因此進一步通過腐蝕運算消除圖像中小于所選取結構元的目標，膨脹運算連接被誤分割斷裂但屬于同一個目標的區域；

步驟S5：對上一步分割濾波后的圖像進行多目標統計和標記處理，多目標統計根據分割圖像線段連通性對目標進行標記、建立映射表，從而計算出視場中總的目標數目，以及各個目標對應的特征參數，包括目標面積、長、寬以及位置坐標參數，便于后續目標識別；

步驟S6：第一次信標點識別，根據候選目標特征集中的特征信息剔除虛假的目標，其中信標的特征信息包括信標的面積、能量、長寬比，根據目標點在圖像視場內的最遠和最近運動距離確定信標特征信息的臨界范圍[Fmax,Fmin]，根據目標之間呈現凸四邊形的幾何關系，其在圖像上的投影點也近似成凸四邊形的關系，同時判斷四邊形的兩個長邊之比和兩條寬邊之比要在范圍[Lmax,Lmin]內，其中范圍[Lmax,Lmin]根據目標物體運動距離和角度進行確定；

步驟S7：第二次目標識別通過單目測量來判別，根據前面的候選目標點進行單目攝影測量解算，測量解算的條件是4個點，由前面判別的四個點構成的凸四邊形進行解算，通過判斷解算的位置和姿態信息是否滿足合理真實范圍識別出四個信標點以及相應的四個點順序，合理真實范圍根據目標物體在攝像機視場內的移動距離和角度確定。

2.如權利要求1所述的單目視覺測量的圖像目標識別方法，其特征在于：目標識別針對于無任何形狀和紋理信息的點目標，根據標定的信標點位置參數和相機參數，單目視覺測量識別出點目標以及目標點號順序。