[發(fā)明專利]一種標(biāo)定板特征區(qū)域提取方法、標(biāo)定方法和標(biāo)定板

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111602968.8
• 申請(qǐng)日: 2021-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN114445493A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任鵬;葛強(qiáng);黃廣寧;滕波;何兵;靳展;林歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江智慧視頻安防創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/73
• 分類號(hào): G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 劉廣達(dá)

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N標(biāo)定板特征區(qū)域提取方法、標(biāo)定方法和標(biāo)定板。該標(biāo)定板包括：五個(gè)基準(zhǔn)圓點(diǎn)和多個(gè)參考圓點(diǎn)，且圓點(diǎn)區(qū)域與背景顏色互為反色；其中，五個(gè)基準(zhǔn)圓點(diǎn)之中，其中四個(gè)外圍的基準(zhǔn)圓點(diǎn)的連線構(gòu)成具有透視關(guān)系的四邊形，作為所有參考圓點(diǎn)的基準(zhǔn)，且外圍的基準(zhǔn)圓點(diǎn)布置在所述標(biāo)定板的中心區(qū)域；第五個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)位于下側(cè)兩個(gè)外圍的基準(zhǔn)圓點(diǎn)的中間位置，設(shè)置為標(biāo)定板坐標(biāo)系的原點(diǎn)，用于記錄標(biāo)定板的位姿信息和參考圓點(diǎn)的排序信息。本申請(qǐng)能夠避免手動(dòng)選出圖像的四個(gè)角點(diǎn)的復(fù)雜操作，提高標(biāo)定的自動(dòng)化程度、魯棒性好，很好地自適應(yīng)的對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確提取，采用基于輪廓的橢圓擬合算法可提高特征點(diǎn)的定位精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及計(jì)算機(jī)視覺-相機(jī)標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種標(biāo)定板特征區(qū)域提取方法、標(biāo)定方法和標(biāo)定板。

背景技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺是一門關(guān)于如何運(yùn)用照相機(jī)和計(jì)算機(jī)來獲取我們所需的，被拍攝對(duì)象的數(shù)據(jù)與信息的學(xué)問，而相機(jī)標(biāo)定是建立相機(jī)圖像像素位置與世界坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)物體間的映射關(guān)系。所以相機(jī)標(biāo)定是計(jì)算機(jī)視覺的基礎(chǔ)，標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性會(huì)直接影響到整個(gè)視覺系統(tǒng)的定位精度。

目前主流的相機(jī)標(biāo)定板可根據(jù)其上特征圖形分為棋盤格標(biāo)定板和圓形標(biāo)定板(如圖1所示)。與棋盤格標(biāo)定板相比較，圓點(diǎn)標(biāo)定板有以下優(yōu)點(diǎn)：

①具有良好的抗噪聲和抗模糊性能。

②在處理投影機(jī)標(biāo)定時(shí)，可避免棋盤格角點(diǎn)處由于黑白像素急劇變化導(dǎo)致的檢測(cè)精度下降。

標(biāo)定板類型還根據(jù)是否帶有基準(zhǔn)而分為帶基準(zhǔn)和不帶基準(zhǔn)的兩類：

①如CN107274454B一種圓陣列標(biāo)定板特征點(diǎn)提取方法(申請(qǐng)?zhí)朇N201710445416.8)為不帶基準(zhǔn)的標(biāo)定板，在特征提取時(shí)需要手動(dòng)選定基準(zhǔn)，自動(dòng)化程度低，使用不便捷。并且由于沒有基準(zhǔn)，所以沒有方向信息，不適用于多設(shè)備的標(biāo)定，與執(zhí)行器(機(jī)器人)關(guān)聯(lián)的手眼標(biāo)定系統(tǒng)(包含移動(dòng)式和固定式)。

②如CN109285194B相機(jī)標(biāo)定板及相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)采集方法(申請(qǐng)?zhí)朇N201811147388.2)為帶基準(zhǔn)的標(biāo)定板，不會(huì)因標(biāo)定板存在部分遮擋或部分區(qū)域超出成像范圍而導(dǎo)致映射點(diǎn)的求解失敗。

目前主流的圓形標(biāo)定板的特征點(diǎn)提取算法有：

①OpenCV中的findCirclesGrid，HoughCircle，BlobDetector，SimpleBlobDetector等。

②斑點(diǎn)檢測(cè)算法Difference of Gaussian、Laplacian of Gaussian、Determinant of Hessian等。

③基于輪廓軌跡的橢圓擬合算法。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述目的，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N標(biāo)定板，包括：

五個(gè)基準(zhǔn)圓點(diǎn)和多個(gè)參考圓點(diǎn)，且圓點(diǎn)區(qū)域與背景顏色互為反色；其中，

五個(gè)基準(zhǔn)圓點(diǎn)之中，其中四個(gè)外圍的基準(zhǔn)圓點(diǎn)的連線構(gòu)成具有透視關(guān)系的四邊形，作為所有參考圓點(diǎn)的基準(zhǔn)，且外圍的基準(zhǔn)圓點(diǎn)布置在所述標(biāo)定板的中心區(qū)域；第五個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)位于下側(cè)兩個(gè)外圍的基準(zhǔn)圓點(diǎn)的中間位置，設(shè)置為標(biāo)定板坐標(biāo)系的原點(diǎn)，用于記錄標(biāo)定板的位姿信息和參考圓點(diǎn)的排序信息。

進(jìn)一步地，所述標(biāo)定板上的參考圓點(diǎn)以陣列式排布，各行平行，各列平行，行與列之間相互垂直，參考圓點(diǎn)與參考圓點(diǎn)間以等距離間隔。

本申請(qǐng)還提出了一種使用上述標(biāo)定板的標(biāo)定板特征區(qū)域提取方法，包括：

將所述標(biāo)定板置于CCD相機(jī)的視野范圍內(nèi)，并采集標(biāo)定板圖像，通過改變標(biāo)定板與相機(jī)的相對(duì)位置和姿態(tài)，記錄多組圖像；

對(duì)每組圖像進(jìn)行二值化處理和濾波操作；