[發明專利]一種復雜環境下的視覺定位方法及系統

在審

• 申請號: 202310001633.3
• 申請日: 2023-01-03
• 公開（公告）號: CN115937318A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王新立;王國威;宋銳;李鳳鳴
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06V10/75
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

1.一種復雜環境下的視覺定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

根據預先在待測目標物上布置的至少四個X角點標志物，建立坐標系；

獲取包含X角點標志物的目標物圖像并進行模板匹配，確定模板匹配中心點坐標；

根據模板匹配中心點確定感興趣區域，并在感興趣區域內進行直線檢測，得到與模板匹配中心點距離最小的k條直線和t個直線交點；

確定t個直線交點的幾何中心M₀，提取第i個標志物的X角點，通過四個所檢X角點的像素坐標和世界坐標求解PnP問題，實現視覺定位。

2.如權利要求1所述的一種復雜環境下的視覺定位方法，其特征在于：建立坐標系，具體為：在待測目標物上布置至少四個相對位置固定的X角點標志物，或布置X角點標志物后通過建模獲取其相對位置；根據4個X角點標志物的位置，建立世界坐標系。

3.如權利要求1所述的一種復雜環境下的視覺定位方法，其特征在于：所述模板匹配，如下式所示：

其中x'∈[1,m],y'∈[1,n]分別為模板圖像中像素點橫縱坐標，T(x',y')為模板圖像中點(x',y')灰度值，I(x+x',y+y')為原圖像中點(x+x',y+y')的灰度值。

4.如權利要求1所述的一種復雜環境下的視覺定位方法，其特征在于：經過模板匹配進行粗定位，在原圖像中確定4個模板匹配中心點坐標P_i(m_i,n_i),i∈[1,4]。

5.如權利要求1所述的一種復雜環境下的視覺定位方法，其特征在于：根據模板匹配中心點確定感興趣區域，并在感興趣區域內進行直線檢測，得到與模板匹配中心點距離最小的k條直線和t個直線交點；包括：

點P_i為中心點，確定4個感興趣區域ROI_i，通過設置掩膜，將原圖像除ROI_i外區域像素置0，過濾掉ROI_i區域外的角點；

在ROI_i內進行直線檢測，記第i條所檢直線為L_i，L_i穿過的兩像素點坐標(x_i^L,y_i^L)與(X_i^L,Y_i^L)。

6.如權利要求5所述的一種復雜環境下的視覺定位方法，其特征在于：根據模板匹配中心點確定感興趣區域，并在感興趣區域內進行直線檢測，得到與模板匹配中心點距離最小的k條直線和t個直線交點；還包括：

點P_i到直線L_i的距離為：

根據點線距離由小到大排列，得到與點P_i距離最小的k條直線，記為L₁-L_k；

根據得到與點P距離最小的t個直線交點，記為

7.如權利要求6所述的一種復雜環境下的視覺定位方法，其特征在于：取M₁-M_t的幾何中心M₀為感興趣點，在M₀周圍一定像素范圍內，利用cornerSubPix函數，提取第i個標志物的X角點,記為S_i。