[發(fā)明專利]一種基于雙色矩形靶標(biāo)設(shè)計(jì)的空間視覺定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310524851.5
• 申請(qǐng)日: 2023-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN116524027A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳俊君;劉瑋濤;盧清華;周樹鴻;黃錦佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): G06T7/73
• 分類號(hào): G06T7/73;G06T7/90;G06T7/62
• 代理公司: 深圳科潤(rùn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44724
• 代理人: 孫長(zhǎng)虹

1.一種基于雙色矩形靶標(biāo)設(shè)計(jì)的空間視覺定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

設(shè)計(jì)雙色矩形靶標(biāo)圖案；

通過輪廓角點(diǎn)橢圓提取法對(duì)雙色矩形靶標(biāo)圖案進(jìn)行識(shí)別處理，獲取雙色矩形靶標(biāo)圖案中的靶標(biāo)矩形角點(diǎn)；

基于雙色矩形靶標(biāo)圖案中的靶標(biāo)矩形角點(diǎn)，通過排序角點(diǎn)編號(hào)法進(jìn)行全局編號(hào)定位處理，得到雙色矩形靶標(biāo)的空間定位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于雙色矩形靶標(biāo)設(shè)計(jì)的空間視覺定位方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)雙色矩形靶標(biāo)圖案，包括第一色靶標(biāo)矩形和第二色靶標(biāo)矩形，所述第一色靶標(biāo)矩形和第二色靶標(biāo)矩形為顏色不同形狀相同的矩形，且所述第一色靶標(biāo)矩形和第二色靶標(biāo)矩形之間的間隔為d。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于雙色矩形靶標(biāo)設(shè)計(jì)的空間視覺定位方法，其特征在于，所述通過輪廓角點(diǎn)橢圓提取法對(duì)雙色矩形靶標(biāo)圖案進(jìn)行識(shí)別處理，獲取雙色矩形靶標(biāo)圖案中的靶標(biāo)矩形角點(diǎn)這一步驟，其具體包括：

通過顏色閾值分割法對(duì)雙色矩形靶標(biāo)圖案所在圖像進(jìn)行顏色分割處理，利用opencv開源算法對(duì)分割圖進(jìn)行輪廓識(shí)別，得到初步矩形輪廓；

基于初步矩形輪廓，構(gòu)建預(yù)設(shè)過濾規(guī)則對(duì)初步矩形輪廓進(jìn)行過濾處理，得到候選矩形輪廓；

對(duì)候選矩形輪廓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)矩形擬合，若擬合的旋轉(zhuǎn)矩形短邊比長(zhǎng)邊大于預(yù)設(shè)閾值，且輪廓面積除旋轉(zhuǎn)矩形面積大于預(yù)設(shè)面積閾值則保留該輪廓；

對(duì)保留的所有矩形輪廓進(jìn)行兩兩匹配計(jì)算得分，選取匹配分?jǐn)?shù)大于預(yù)設(shè)閾值且匹配得分最高的一對(duì)矩形輪廓作為最終的靶標(biāo)矩形輪廓；

所述匹配分?jǐn)?shù)計(jì)算包括考慮兩個(gè)矩形輪廓之間的面積比、寬比、高比、擬合的旋轉(zhuǎn)矩形旋轉(zhuǎn)角差異和兩個(gè)矩形輪廓間隔長(zhǎng)度除以矩形寬的值；

通過輪廓角點(diǎn)橢圓提取法對(duì)最終的靶標(biāo)矩形輪廓進(jìn)行角點(diǎn)識(shí)別處理，獲取雙色矩形靶標(biāo)圖案中的靶標(biāo)矩形角點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于雙色矩形靶標(biāo)設(shè)計(jì)的空間視覺定位方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)過濾規(guī)則為：

對(duì)所有矩形輪廓嵌套層數(shù)進(jìn)行判斷，選取輪廓嵌套層數(shù)為1的矩形輪廓作為候選矩形輪廓。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于雙色矩形靶標(biāo)設(shè)計(jì)的空間視覺定位方法，其特征在于，所述通過輪廓角點(diǎn)橢圓提取法對(duì)最終的靶標(biāo)矩形輪廓進(jìn)行角點(diǎn)識(shí)別處理，獲取雙色矩形靶標(biāo)圖案中的靶標(biāo)矩形角點(diǎn)這一步驟，其具體包括：

根據(jù)橢圓焦點(diǎn)三角形性質(zhì)，基于opencv開源算法實(shí)現(xiàn)靶標(biāo)矩形輪廓的數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)；

輪廓中和第0個(gè)輪廓點(diǎn)最遠(yuǎn)的輪廓點(diǎn)定義為第一角點(diǎn)；

輪廓中和第一角點(diǎn)最遠(yuǎn)的輪廓點(diǎn)定義為第二角點(diǎn)；

輪廓中和第一角點(diǎn)距離加第二角點(diǎn)距離最遠(yuǎn)的點(diǎn)定義為第三角點(diǎn)；

對(duì)第一角點(diǎn)、第二角點(diǎn)和第三角點(diǎn)在輪廓的索引按從大到小排序；

假設(shè)第一角點(diǎn)在輪廓的索引第二角點(diǎn)在輪廓的索引第三角點(diǎn)在輪廓的索引，則從第三角點(diǎn)索引到第二角點(diǎn)索引間的輪廓點(diǎn)中找出距離第三角點(diǎn)和第二角點(diǎn)最遠(yuǎn)的輪廓點(diǎn)作為第一個(gè)候選的第四角點(diǎn)，從第二角點(diǎn)索引到第一角點(diǎn)索引間的輪廓點(diǎn)中找出距離第二角點(diǎn)和第一角點(diǎn)最遠(yuǎn)的輪廓點(diǎn)作為第二個(gè)候選的第四角點(diǎn)，從第一角點(diǎn)索引到第三角點(diǎn)索引間的輪廓點(diǎn)中找出距離第一角點(diǎn)和第三角點(diǎn)最遠(yuǎn)的輪廓點(diǎn)作為第三個(gè)候選的第四角點(diǎn)；

定義第一個(gè)候選的第四角點(diǎn)到第三角點(diǎn)與第二角點(diǎn)連成直線的距離為d1，第二個(gè)候選的第四角點(diǎn)到第二角點(diǎn)與第一角點(diǎn)連成直線的距離為d2，第三個(gè)候選的第四角點(diǎn)到第一角點(diǎn)與第三角點(diǎn)連成直線的距離為d3；

對(duì)d1、d2和d3的值進(jìn)行判斷，若d1的值最大，則第一個(gè)候選的第四角點(diǎn)就是要求的第四角點(diǎn)，若d2的值最大，則第二個(gè)候選的第四角點(diǎn)就是要求的第四角點(diǎn)，若d3的值最大，則第三個(gè)候選的第四角點(diǎn)就是要求的第四角點(diǎn)；

整合第一角點(diǎn)、第二角點(diǎn)、第三角點(diǎn)和第四角點(diǎn)，得到雙色矩形靶標(biāo)圖案中的靶標(biāo)矩形角點(diǎn)。