[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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本發明是一種基于單目視覺測量的圖像目標識別方法，步驟如下：利用目標實物圖建立目標坐標系和原點坐標系；對成像的相機內參數進行標定，得到畸變參數(k1,k2,k3,p1,p2)以及相機主點方向像素，焦距(u_x,u_y,f_x,f_y)；利用相機內參數和目標點在原點坐標系中的位置參數，得到相機光軸坐標系相對于原點坐標系的位置和角度偏移量(P₁,P₂,P₃,α,β,γ)。結合圖像攝影測量方法和圖像處理方法，首先利用圖像處理方法對圖像進行預處理，提高圖像信噪比，對圖像進行閾值分割完成目標與背景的分離，并進行多目標捕獲和標記處理，統計各個目標相對應的特征參數；然后利用視覺測量方法對目標進一步識別出真實目標以及對應的目標標號。該方法抗干擾能力強，能夠有效針對旋轉，光照，以及偽目標干擾等情形。

技術領域

本發明屬于數字圖像處理及計算機視覺技術領域，涉及一種基于單目視覺測量的圖像目標識別方法，實現對圖像中的合作點目標識別，識別效果和速度良好，抗干擾能力強。在多種雜光干擾和多個虛假目標的干擾情形下，對于目標的快速運動以及遮擋后的重新識別過程有很好的效果。

背景技術

對于合作點目標的識別通常應用在目標物體定位中，通過識別出信標特征點以及對應序號，利用視覺測量方法便可以得到目標當前的位置和姿態信息。因此圖像目標識別的正確性以及抗干擾能力直接決定了后端姿態和位置測量的準確性和連續性。

目前常用的多目標檢測與識別方法更多地利用多幅圖像或一些特征信息來增加處理的信息量，比如利用目標區別于背景的靜態特征信息，包括亮度，能量集中度，面積等先驗信息剔除偽目標；利用目標之間的固有幾何關系，包括長寬比，幾何形狀等識別出對應的點號順序；利用多軌跡關聯方法將多目標從多個候選目標中提出，包括目標移動速度以及多個目標點同速度大小和方向等信息識別出真實目標點。但是上述方法在面對光照變化和大姿態變化時，灰度和能量信息適應性就變得較差，幾何關系也會發生極大的變化，識別錯誤可能性非常大；面對強干擾虛假點時，干擾點就在目標點附近，移動速度相似，同樣會出現識別錯誤。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提出一種利用單目視覺測量的圖像目標識別方法，對現有技術方法進行改進，實現多目標識別，消除現有技術方法在處理光照、姿態、干擾的情形下的不足。

為實現這樣的目的，本發明提供一種基于單目視覺測量的圖像目標識別方法，包含以下步驟：

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可以取任意點，一般為了簡便取目標裝置放置不動時信標點一為原點；

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；