[发明专利]组合式标记点及标记点中心的快速提取方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机视觉测量技术领域，涉及一种适用于复杂曲面的组合式标记点和自动快速准确的标记点提取方法。

背景技术

标记点设计及其提取方法在机器视觉中有着十分重要的地位，在很多情况下，标记点是图像采集的主要对象，而标记点提取也是图像处理的主要步骤。随着现代科技的不断发展，机器视觉技术的应用越来越广泛，这使得标记点的设计以及提取方法必须满足更宽泛的需求，在提取速度以及准确性上都提出了比较苛刻的要求。标记点越来越多的布置在一些形状不规格的物体表面，当标记点加工于复杂曲面上时,标记点的形状会产生较大的改变,导致图像提取时不能准确的提取到标记点的中心，即使当标记点加工于平面上时,也会由于平面转动引起标记点的形状改变,无法准确地提取中心，若采用棋盘格标记点则会减小由于标记点形变引起的提取精度低等问题，但是棋盘格角点检测计算繁琐、速度慢，提高速度就必须人工选中角点大致位置缩小检测范围，这就使得算法自动化水平降低、计算时间过长，而不能满足要求。特别在快速标定技术中，要求标记点提取在满足高精度的同时可以自动快速地进行。在目前情况下，合理设计标记点并快速准确的提取标记点是目前的主要难题和研究的主要方向。

郭玉波,姚郁,遆晓光等《基于空间矩的圆标记中心亚像素定位算法》利用边界提取圆心，在平面上斜角度拍摄能够很好的取得圆心，但是在复杂曲面上边界变形不规律不能保正圆心的准确性。张正友等的《A Flexible New Technique for Camera Calibration》使用棋盘格标定靶标进行标定，很好的保证了精度问题，但是在操作过程中需要人工指定棋盘格交叉点范围，然后进行角点搜索，操作较为复杂，智能化低。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服现有技术的不足，发明了一种组合式标记点及其快速准确的提取方法，采用将圆型与黑白棋盘格标记组合的标记点，在大圆图形中去掉与大圆图形同心的上部扇形圆和下部扇形圆使圆心部分形成黑白棋盘格交叉角点。提取方法采用粗提取和精提取两步法对标记点中心坐标进行提取；这种特殊形式的标记点更适用于快速自动提取，标记点设计兼顾了圆形标记点的快速提取和棋盘格角点的准确性，同时该提取方法当标记点存在变形的情况下依然可以保证提取精度。

本发明采用的技术方案是发明了一种组合式标记点及其快速准确的提取方法，其提取方法是由粗提取和精提取组成的两步式提取方法，其中粗提取可以使用对称性的重心提取法或圆形轮廓的椭圆拟合法，精提取为基于HARRIS的提取法，提取方法中采用的组合式标记点的形状是在大圆图形1中去掉与大圆图形1同心的上部扇形圆2和下部扇形圆3使圆心部分形成黑白棋盘格交叉角点；组合式标志点快速提取的具体步骤如下：

（1）组合标记点中心粗提取

1）应用组合标记点对称性的粗提取方法

应用灰度重心法求取目标标记点的公式如下：

u‾=Σu,v∈Ωu×f(u,v)Σu,v∈Ωf(u,v)---(1)]]>