[发明专利]利用包含定位二维码的墙体广告的单目视觉定位定姿方法

权利要求书

1.利用包含定位二维码的墙体广告的单目视觉定位定姿方法，其特征是，包括：

S210采用带图像采集功能的移动设备，采集包含广告图的环境图像M0，所述广告图由广告图像和定位二维码图像结合合成，所述定位二维码图像包含广告图布设的三维位置信息、姿态信息和广告图实际尺寸；

S220对原始的环境图像M0依次进行灰度化、降噪、二值化，获得环境图像M3；

S230利用环境图像M3，搜索广告图在环境图像M0中的图像轮廓和图像区域，所获得的图像轮廓和图像区域即广告图的概略轮廓Cx和概略位置；

S240根据广告图的Cx拟合广告图的边线，计算边线的交点，获得广告图角点在环境图像中的位置；

S250根据步骤S240获得的广告图角点在环境图像中的位置，在环境图像中获得广告图对应的图像区域，将该图像区域变换为标准尺寸的图像；

S260采用广告图像和定位二维码图像结合合成的逆运算，从步骤S250获得的标准尺寸图像中提取出定位二维码图像，并进行解码，从而获得广告图布设的三维位置信息、姿态信息和广告图实际尺寸，进一步获得广告图四个角点的三维位置信息；

S270结合广告图角点在环境图像中的位置及其三维位置信息，进行定位定姿；

步骤S240中所述根据广告图的Cx拟合广告图的边线，进一步包括：

S241从Cx中随机选择两像素点，记为点a、b，构造直线类AB，直线类AB初始值仅包括点a和b；

S242随机选择一未被选择的像素点，记为点c；

S243判断点c到直线ab的距离是否小于预设的距离阈值，若小于距离阈值，则将点c添加到直线类AB中后，执行步骤S244；若不小于距离阈值，直接执行步骤S244；

S244判断Cx内像素点是否被遍历，若没有，返回步骤S242；否则，执行步骤S245；

S245判断直线类AB内像素点数是否大于给定的数量阈值，若大于，执行步骤S246；否则，返回重新执行步骤S241；

S246利用最小二乘法对直线类AB中像素点进行直线拟合，所拟合直线即广告图的一边线；

S247将直线类AB中像素点从Cx中剔除，重复执行步骤S241～S246，直至获得广告图的四条边线。

2.如权利要求1所述的利用包含定位二维码的墙体广告的单目视觉定位定姿方法，其特征是：

步骤S230进一步包括：

S231对环境图像M3进行闭合轮廓提取，获得轮廓簇C0；

S232根据广告图形状的先验信息，对轮廓簇C0进行筛选，保留与先验信息相似程度在预设范围内的轮廓，被保留的轮廓构成轮廓簇C1；

S233将轮廓簇C1中轮廓在环境图像M0中的图像区域和预先储存的各广告图模板的特征描述子进行匹配，找出匹配程度最高的轮廓，该轮廓在环境图像M0中对应的图像区域，即广告图的概略位置；

所述广告图模板由广告图像和二维码模板合成生成，所述二维码模板包括用于储存数据的数据区和用于标定方位的定位区。

3.如权利要求2所述的利用包含定位二维码的墙体广告的单目视觉定位定姿方法，其特征是：

步骤S233进一步包括：

对轮廓簇C1中各轮廓Ci逐一进行以下步骤S233.1～S233.5：

S233.1计算轮廓Ci的最小外包矩形；

S233.2在环境图像M0中选取最小外包矩形所包含的图像区域，记为子图Mi；

S233.3对子图Mi进行图像校正，将其变换为尺寸同预设的标准尺寸一致的标准图像Qi；

S233.4检测并提取标准图像Qi的特征描述子；

S233.5将标准图像Qi的特征描述子与预先储存的各广告图模板的特征描述子进行匹配，根据匹配结果估计相似度，保存标准图像Qi的相似度峰值；

S233.6比较轮廓簇C1中所有轮廓的相似度峰值，峰值最高的轮廓Cx在环境图像M0中对应的图像区域，即广告图的概略位置。