[發明專利]基于模板匹配的遮擋工件識別方法

有效

• 申請號: 202010532393.6
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111738320B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 劉振宇;姜雨濛
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G06V10/75
• 分類號: G06V10/75;G06V10/46;G06T7/80
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 張君男;宋鐵軍

1.基于模板匹配的遮擋工件識別方法，其特征在于：具體步驟包括：

先對彩色圖像進行預處理；然后制作多個標準模板；最后通過標準模板庫匹配判斷是否存在工件；

具體包括深度圖像和彩色圖像：

采用kinect v2相機進行圖像采集，在相機標定過程中，通過遮擋kinect v2的激光發射器，在自然光條件下對粘貼于平坦木板上的棋盤標定圖進行拍攝，獲得標定棋盤的彩色圖像和紅外圖像并提取角點，然后計算彩色相機和紅外相機的內外參數；

kinect v2的彩色相機內參K_rgb如下：

其中f_x-rgb和f_y-rgb分別為彩色相機在x方向和y方向上的尺度因子；(c_{x_rgb},c_{y_rgb})為彩色圖像的中心位置坐標；由標定實驗得使用的彩色相機內參為：

因此對于彩色相機坐標系下的齊次三維點P_rgb＝[X_rgb Y_rgb Z_rgb 1]^T到彩色圖片上像素的齊次坐標p_rgb＝[u_rgb v_rgb 1]^T的映射關系如下：

Z_rgb*p_rgb＝K_rgb*[I|0]P_rgb (3)

展開得：

其中，P_rgb＝[X_rgb Y_rgb Z_rgb 1]^T為齊次坐標，用非齊次坐標來表示，如下的形式：

同理，得深度相機的映射公式：

其中，p_ir＝[u_ir v_ir 1]^T為深度圖像上像素的齊次坐標；為深度相機坐標系下的齊次三維點；是深度相機的內參，f_x-ir和f_y-ir分別為深度相機在x方向和y方向的尺度因子；(c_{x_ir},c_{y_ir})為深度圖像的中心位置坐標；由標定實驗得

針對于同一幅棋盤格的彩色相機外參為R_rgb和T_rgb；而深度相機外參為R_ir和T_ir；兩個相機有如下剛體變換關系：

R_ir2rgb＝R_rgb*R_ir^-1 (8)

T_ir2rgb＝T_rgb-R_ir2rgb*T_ir (9)

對于非齊次坐標表示的在各自相機坐標系下的三維點和來說，有如下關系：

得到如下公式：

為了簡化表示，令：R＝K_rgb*R_ir2rgb*K_ir^-1，T＝K_rgb*T_ir2rgb，則有：

Z_rgb*p_rgb＝R*Z_ir*p_ir+T (12)

由上式得到kinect v2的深度圖像與彩色圖像的對應關系；

彩色圖像進行預處理具體包括：將深度圖像和彩色圖像對齊，再對對齊后的彩色圖像進行圖像濾波，再將濾波后的圖片進行圖像增強，然后再進行紋理提取。