[發明專利]一種基于輔助標記點的圖像特征快速提取方法

在審

• 申請號: 202011543103.4
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112669379A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 劉陽;呂慶佳;王騰森;高松;王慧慧;呂艷;王彩紅;王鵬
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06K9/32;G06K9/34;G01B11/00
• 代理公司: 遼寧鴻文知識產權代理有限公司 21102
• 代理人: 苗青

本發明屬于光學測量技術領域，具體涉及一種基于輔助標記點的圖像特征快速提取方法，其包括獲取帶有輔助標記的被測物體圖像、建立激光光條截面灰度分布模型、特征點快速定位、特征點高精度提取等步驟。本發明提供的基于輔助標記點的圖像特征快速提取方法解決復雜物體表面有效特征難提取，精度效率難兼顧，實時性較差等特征信息有效提取問題。本方法充分利用各相鄰網格交點間連接關系，通過周圍相鄰交點信息對待提取網格交點擬合過程進行約束，從而實現數據重復使用，減少數據量提高提取精度和魯棒性。該方法兼顧提取精度和提取效率，實時性較好。

技術領域

本發明屬于光學測量技術領域，具體涉及一種基于輔助標記點的圖像特征快速提取方法。

背景技術

在三維立體視覺中，特征信息的有效提取是三維重構的前提。但是，物體表面的自然特征往往表現得不夠明顯，使得有效特征信息的提取非常困難，比如飛機蒙皮表面光滑，自然特征較少且不明顯導致特征提取存在較大困難，這種無標記的測量方式就受到很大的限制，要提高測量的精確性和可靠性，必須把物體表面的特征凸顯出來，因此需要對物體表面進行標記。

傳統的標記方法是通過向表面光滑無特征的物體發射具有各種特定樣式的點、線、面等圖案的輔助激光，依據投射到物體表面激光的立體信息輔助提取物體的深度信息。常用的方法包括點激光法、線激光法、網格激光法等。

點激光法是將單個或點云激光打在物體表面，由攝像機攝取其反射光點。來獲得物體表面特征信息進而提取物體表面特征，例如中國發明專利“一種雙目散斑激光三維重建方法及系統”(201911379891.5)提出了一種雙目散斑激光三維重建方法及系統，該系統采用投影設備投射一幅隨機生成的散斑圖案，利用雙目攝像頭采集被物體表面調制后的散斑圖案，通過逐點匹配，得到高密度的三維深度信息。

線激光法通過投射源投射出平面狹縫光，每次投射一個或多個激光條紋于物體表面，由攝像機拍攝相應圖像，每幅圖像可得到一個截面的深度，通過改變投射狹縫光的角度以及拍攝角度，獲得更多截面的深度，進而獲得物體的深度。例如中國發明專利“一種基于雙目視覺激光的復雜表面形狀檢測方法”(202010238668.5)提出了一種基于雙目視覺激光的復雜表面形狀檢測方法，該方法用于檢測復雜工件表面的臺階、凹槽等對象的形狀特征，通過向零部件表面投射線激光，利用雙目視覺中的任一成像單元在激光的輔助下可實現三維重建。

使用網格激光向物體表面附加網格便也是其中一種常用方法。該方法首先通過提取激光網格直線，求出激光網格直線的交點作為顯著點。然后通過對顯著點的立體匹配等處理，得到物體的三維信息。例如“一種基于多臺激光輔助靶標的特征點提取方法”(201510169317.2)提出一種基于多臺激光輔助靶標的特征點提取方法，該方法將采用多臺激光器構成激光器陣列投射激光網格，將網格各個交點作為特征點，通過分別在每個特征點所在水平豎直光條上提取10個光條橫截面中心點坐標組成激光光條中心點集，擬合豎直、水平方向的直線,以兩激光光條擬合直線的交點作為特征點的精確坐標。該方法具有適應性好，提取精度高的優點，但每個激光點的提取都需要提取20個激光光條截面中心點來擬合曲線，計算量比較大，提取效率低，難以實現實時性，同時對于投射在曲面上的曲線提取難度較大。