[發(fā)明專利]一種用于攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定的編碼平面靶標(biāo)及其編碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110397443.9
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN113112550B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷玉龍;朱華炳;楊霈;楊昭輝
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80;G06T7/90;G06T7/66
• 代理公司: 合肥律通專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34140
• 代理人: 趙春海

1.一種用于攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定的編碼平面靶標(biāo)的編碼方法，其特征在于：所述編碼平面靶標(biāo)由平行四邊形編碼單元和平行四邊形非編碼單元交替組成的編碼棋盤格構(gòu)成，所述編碼平面靶標(biāo)以任意對角相連的平行四邊形編碼單元的交點(diǎn)作為編碼平面靶標(biāo)的標(biāo)定角點(diǎn)，所述編碼平面靶標(biāo)一共包含M行×N列個(gè)標(biāo)定角點(diǎn)，其中M和N均為正整數(shù)；

編碼平面靶標(biāo)中每一個(gè)平行四邊形編碼單元的內(nèi)部設(shè)置有編碼圖案，編碼圖案包括定位圖案、定向圖案和編碼標(biāo)志圖案，編碼標(biāo)志圖案由多個(gè)編碼單元圖案組成；

所述定向圖案和定位圖案用于編碼平面靶標(biāo)旋轉(zhuǎn)方向的判斷；

所述編碼標(biāo)志圖案用于給編碼平面靶標(biāo)中每一個(gè)標(biāo)定角點(diǎn)進(jìn)行編碼；

該編碼方法，主要包括以下步驟：

步驟1、取整數(shù)z_v作為編碼平面靶標(biāo)中的初始編碼號(hào)，根據(jù)編碼平面靶標(biāo)中標(biāo)定角點(diǎn)的行數(shù)M和列數(shù)N計(jì)算確定平行四邊形編碼單元總數(shù)ε；

任取編碼平面靶標(biāo)中的一個(gè)平行四邊形編碼單元記為編碼平面靶標(biāo)向量確定編碼單元Γ_v，并在編碼平面靶標(biāo)向量確定編碼單元Γ_v內(nèi)選取規(guī)定向量輔助向量和正向向量

步驟2、對編碼平面靶標(biāo)中的每個(gè)平行四邊形編碼單元進(jìn)行編碼；

步驟3、建立靶標(biāo)坐標(biāo)系；

步驟4、取整數(shù)變量e，并賦予其初值e＝z_v；

步驟5、在編碼平面靶標(biāo)中，編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元內(nèi)，通過定位圖案質(zhì)心o_l,e和定向圖案環(huán)質(zhì)心o_d,e的直線l_3,e、過定位圖案質(zhì)心o_l,e且平行于距離定位圖案質(zhì)心o_l,e最近的兩個(gè)頂點(diǎn)所在直線的直線l_1,e、過定向圖案質(zhì)心o_d,e且平行于直線l_1,e的直線l_2,e將編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元?jiǎng)澐譃?個(gè)編碼區(qū)域，且每個(gè)編碼區(qū)域內(nèi)均包含2個(gè)編碼單元圖案；

步驟6、在編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元內(nèi)，計(jì)算出編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元中的第一判斷向量、第二判斷向量、區(qū)域劃分第一向量和區(qū)域劃分第二向量根據(jù)區(qū)域劃分第一向量和區(qū)域劃分第二向量的方向情況確定編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元中的第1編碼區(qū)域和第6編碼區(qū)域；

步驟7、在編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元中，將第1編碼區(qū)域作為起始區(qū)域、第6編碼區(qū)域作為終點(diǎn)區(qū)域，按照順時(shí)針方向依次將編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元中的6個(gè)編碼區(qū)域記為第1編碼區(qū)域、第2編碼區(qū)域、第3編碼區(qū)域、第4編碼區(qū)域、第5編碼區(qū)域和第6編碼區(qū)域；

步驟8、在編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元內(nèi)第σ編碼區(qū)域中，根據(jù)第i個(gè)編碼單元圖案的質(zhì)心到直線l_1,e的距離和到直線l_3,e的距離之間的大小關(guān)系，確定第σ編碼區(qū)域中的第i個(gè)編碼單元圖案為第σ編碼區(qū)域中的第1位編碼單元圖案或第2位編碼單元圖案其中σ＝1，2，5，6，i＝1，2；

步驟9、在編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元內(nèi)第π編碼區(qū)域中，根據(jù)第i個(gè)編碼單元圖案的質(zhì)心到直線l_2,e的距離和到直線l_3,e的距離之間的大小關(guān)系，確定第π編碼區(qū)域中的第i個(gè)編碼單元圖案為第π編碼區(qū)域中的第1位編碼單元圖案或第2位編碼單元圖案其中π＝3，4，i＝1，2；

步驟10、在編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元內(nèi)，將第θ編碼區(qū)域中的第j位編碼單元圖案對應(yīng)的編碼值記為其中j＝1，2且θ＝1，2，3，4，5，6，并且的取值只能為0或1；

步驟11、對于編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元，記編碼號(hào)e所對應(yīng)的12位二進(jìn)制數(shù)為w_e，并且規(guī)定依次按照從最低位到最高位的順序分別對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)w_e的十二位數(shù)值，且須滿足下式：

G^T·F_e＝＝e

其中：列向量G＝(2⁰,2¹,2²,2³,2⁴,2⁵,2⁶,2⁷,2⁸,2⁹,2¹⁰,2¹¹)^T；

列向量

步驟12、根據(jù)確定的編碼號(hào)為e對應(yīng)的平行四邊形編碼單元內(nèi)第θ編碼區(qū)域的第j位編碼單元圖案所對應(yīng)的編碼值的取值，設(shè)定第θ編碼區(qū)域的第j位編碼單元圖案的顏色為顏色I(xiàn)或顏色I(xiàn)II，其中j＝1，2且θ＝1，2，3，4，5，6；

步驟13、根據(jù)編碼號(hào)為e的平行四邊形編碼單元中標(biāo)定角點(diǎn)的個(gè)數(shù)g_e，將位于編碼號(hào)為e的平行四邊形編碼單元內(nèi)第編碼區(qū)域上的標(biāo)定角點(diǎn)記為標(biāo)定角點(diǎn)其中g(shù)_e＝1，2，4，的取值為1,2,4,6中的部分?jǐn)?shù)值；

步驟14、把(e+1)重新賦值給e，進(jìn)行如下判斷：

若滿足e＜(z_v+ε)，則返回步驟5開始執(zhí)行；

若滿足e≥(z_v+ε)，則執(zhí)行結(jié)束，完成所有平行四邊形編碼單元的非唯一性編碼工作；

步驟15、將所得出的編碼平面靶標(biāo)上平行四邊形編碼單元的編碼號(hào)以及每個(gè)標(biāo)定角點(diǎn)的2個(gè)編碼序號(hào)作為輸入條件，完成編碼平面靶標(biāo)上每個(gè)標(biāo)定角點(diǎn)唯一性編碼。