[發明專利]基于機器視覺的標定識別方法及裝置

在審

• 申請號: 202010732906.8
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111833405A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 季旭全;謝東儒;耿寶多;李漠
• 申請（專利權）人: 北京大華旺達科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 黨小林

本發明提供了一種基于機器視覺的標定識別方法及裝置。該方法包括：識別標定圖像中X角點的位置及方向，其中，X角點為標定圖像的圓心；尋找N×N矩陣的中心點及四個定位點；根據中心點及四個定位點在相機圖像中的位置，求解單應矩陣H；通過搜索法，找出標定點模板與圖像X角點之間的對應點；將配對成功的X角點，對比中心點的方向進行編碼。本發明提供的基于機器視覺的標定識別方法及裝置實現了一種精度高，速度快，對遮擋、圖像大小、圖像質量魯棒性強的Marker定義方法。

技術領域

本發明涉及機器視覺技術領域，特別是涉及一種基于機器視覺的標定識別方法及裝置。

背景技術

在計算機視覺中，三維空間定位一直是研究的熱點問題。目前空間三維定位可以分成無Marker定位和有Marker定位兩類。無Marker定位主要用于定位與地圖構建(SLAM)、物體表面三維重建等領域，它的優點在于無需在物體表面附著Marker，而是通過左右相機圖像的對應關系、前后兩幀圖像的對應關系或者通過解碼結構光的方式來還原物體的表面形狀或者運動情況，它的缺點在于計算量大、精度低，且往往需要融合模式識別或者與物體理論模型進行配準，才能對目標物體進行定位，在實際使用中多有不便。有Marker定位是指在目標物體表面固連一個或多個Marker，Marker完全由用戶自身定義，用戶通過解析Marker的姿態來推算物體運動的位姿。在對于精度要求較高且場景可控的情況下，多數采用的是有Marker的定位方式，例如Micron Tracker，NDI等。

有Marker定位中，定位的方式主要有X角點、圓形靶點、紅外反光小球、二維碼等，另外還有它們的組合：X角點與二維碼組合如Charuco標記點；二維碼與圓形靶點組合如環形編碼。

技術方案1：采用三個及以上不共線的X角點組成Marker，通過識別十字交叉點的位置對其進行定位。

技術方案2：采用三個及以上不共線的紅外反光小球組成Marker，通過識別小球外輪廓，擬合出小球的中心位置來進行定位，優于小球是圓形的，所以該方案對角度偏轉的適應性較好。

技術方案3：采用三個及以上不共線的圓形靶點組成Marker，通過識別圓形靶點外輪廓，擬合出靶點的中心位置來進行定位。

技術方案4：采用一個及以上二維碼進行定位，通過解析二維碼得到其編碼信息進行識別，通過每個二維碼的四個頂點，使用pnp算法計算出其位置進行定位。

技術方案5：采用三個及以上不共線的X角點，為每個角點配置對應的二維碼，如charuco編碼，利用二維碼進行信息識別，利用X角點進行定位。

技術方案6：采用三個及以上不共線的圓形靶點，在每個靶點周圍配置對應的二維碼，如環形編碼，利用二維碼進行信息識別，利用圓形靶點進行定位。

現有技術方案1、2和3存在的共同缺點是包含的信息太少，只能通過X角點之間的相對位置信息來進行各個Marker之間的區分，一旦兩組Marker的相對位置接近則可能會發生誤識別。技術方案2中紅外相機價格昂貴，難以普及。

現有技術方案4存在缺點是定位精度差、怕遮擋且對圖像質量有很高的要求，一旦圖像模糊或者分辨率太低則難以進行識別和定位。

現有技術方案5和6也都存在對圖像清晰度要求高的缺點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于機器視覺的標定識別方法及裝置，實現了一種精度高，速度快，對遮擋、圖像大小、圖像質量魯棒性強的Marker定義方法。