[發明專利]一種基于極坐標變換的圓形目標中心定位方法及系統

有效

• 申請號: 201911163930.8
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN111127546B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 吳雷;孫永榮
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/13;G06T7/155;G06T5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 蘇虹

1.一種基于極坐標變換的圓形目標中心定位方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)通過目標檢測方法提取包含圓形目標的矩形區域，矩形區域的中心與圓形目標的中心存在初始誤差Δ₀(x₀y₀)；

(2)將矩形區域進行極坐標變換；

(3)對極坐標變換后的圖像進行大津閾值分割及形態學處理，提取原圖中圓形目標邊緣的展開曲線；

(4)找出展開曲線的峰值和谷值，推算出初始中心誤差Δ₀(x₀y₀)，進而得到新的展開中心；

(5)以新的展開中心重復上述步驟(2)到步驟(4)就進行迭代，并設置閾值；當展開曲線的峰值與谷值之間差值小于或等于該閾值時，迭代截止，此時的展開中心便是圓形目標的圓心。

2.根據權利要求1所述的基于極坐標變換的圓形目標中心定位方法，其特征在于：所述步驟(2)中，按矩形區域的中心進行展開，圍繞矩形中心等角度間隔地采樣。

3.根據權利要求1所述的基于極坐標變換的圓形目標中心定位方法，其特征在于：所述步驟(2)中，原圖中的點坐標與極坐標變換后的圖像中的點坐標的對應關系為：極坐標變換后的圖像中的一點(θ，ρ)，其對應的原圖以左上角為原點的直角坐標系下的點的坐標為(x，y)；其中：

(center_x，center_y)是展開中心在直角坐標系下的坐標。

4.根據權利要求1所述的基于極坐標變換的圓形目標中心定位方法，其特征在于：所述步驟(4)中，通過求取展開曲線的峰值與谷值便可求解展開中心與圓心的偏差，繼而求得實際的圓心：

(circel_x，circle_y)為圓形目標圓心，(center_x，center_y)為展開中心，max-min是展開曲線的峰值與谷值的差值，θ_min是展開曲線的谷值的相位角。

5.根據權利要求1所述的基于極坐標變換的圓形目標中心定位方法，其特征在于：所述步驟(5)中，閾值設置為1～5個像素長度。

6.根據權利要求1所述的基于極坐標變換的圓形目標中心定位方法，其特征在于：所述圓形目標為空中加油的錐套。

7.一種基于極坐標變換的圓形目標中心定位系統，其特征在于該圓形目標中心定位系統包括：

第一模塊：通過目標檢測方法提取包含圓形目標的矩形區域，矩形區域的中心與圓形目標的中心存在初始誤差Δ₀(x₀，y₀)，將提取到的矩形區域發送至第二模塊；

第二模塊：將矩形區域進行極坐標變換，并將極坐標變換后的圖像發送至第三模塊；

第三模塊：對極坐標變換后的圖像進行大津閾值分割及形態學處理，提取原圖中圓形目標邊緣的展開曲線，并將其發送至第四模塊；

第四模塊：找出展開曲線的峰值和谷值，推算出初始中心誤差Δ₀(x₀，y₀)，進而得到新的展開中心，并將其發送至第五模塊；

第五模塊：迭代求解圓心，每次迭代更新一次展開中心，并設置閾值；當展開曲線的峰值與谷值之間差值大于該閾值時，將新的展開中心發送至第二模塊進行極坐標變換開始下一次迭代；當展開曲線的峰值與谷值之間差值小于或等于該閾值時，迭代截止，此時的展開中心即是圓形目標的圓心。