[发明专利]一种标定点中心坐标精准定位方法

权利要求书

1.一种标定点中心坐标精准定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在计算机屏幕上，绘制标定点；

(2)采集计算机投影画面，获取标定点的灰度图像；

(3)对灰度图像进行阀值化操作；

(4)对阀值后的图像进行连通域检测，得到标定点区域；

(5)对每个连通域进行分析，计算得到标定点连通域的中心坐标和连通域的外接矩形，并扩大外接矩形的尺寸；

(6)按照扩展后的外接矩形的尺寸和中心点坐标，在灰度图像中，提取对应区域标定点连通域对应的轮廓；

(7)对获取的轮廓区域，进行圆形拟合，从而获取到轮廓的初始圆心点；

(8)以圆心点为中心，向四周发射射线，并计算梯度幅值；

(9)遍历所有射线，得到每条射线上的梯度幅值最大点，记为关键点；

(10)随机选取三个关键点，通过关键点完成圆形拟合，得到圆形；

所述随机选取三个关键点，通过关键点完成圆形拟合，得到圆形，具体包括如下步骤：

(101)获取关键点集合，每次从集合中，随机选取三个关键点；

(102)利用所述三个关键点，通过中垂线法计算三个关键点所对应的圆心位置和半径，得到圆O_i；

(103)统计剩余没被随机抽中的关键点中，有多少点位于圆O_i的周边并统计这些点的比例，记为B_i；

(104)循环执行步骤(101)-(103)；

(105)找到循环次数中，B_i值最高的圆，记为圆P，圆心记为c_p；

(106)若B_i的最大值小于0.9，则需要重新进行圆形拟合，利用圆P对应的周边点，重新获取圆心位置和半径；

(11)对获取的圆形进行复查及对定位结果进行验证。

2.根据权利要求1所述的标定点中心坐标精准定位方法，其特征在于：步骤(8)中，所述以圆心点为中心，向四周发射射线，并计算梯度幅值，具体包括如下步骤：

(81)以圆心点为中心，向四周发射射线，相邻射线的角度间隔为1度；

(82)遍历所有的射线，从圆心点出发，沿当前方向的射线，每隔一个像素，进行一次像素采集；

(83)提取当前像素的前后两个像素，计算梯度幅值；

(84)循环计算每条射线上的所有梯度幅值。

3.根据权利要求1所述的标定点中心坐标精准定位方法，其特征在于：步骤(9)中，所述遍历所有射线，得到每条射线上的梯度幅值最大点，记为关键点，具体包括如下步骤：

(91)遍历每条射线上所有像素点的梯度幅值；

(92)找到梯度幅值最大的像素点所在的位置；

(93)设定梯度阈值，若射线上最大的梯度幅值小于梯度阈值，则该方向上不存在关键点，在下一条射线上继续进行查找关键点，若最大的梯度幅值大于梯度阈值，则记录该最大梯度点，记为关键点；

(94)遍历所有射线，得到每条射线上的关键点。

4.根据权利要求1所述的标定点中心坐标精准定位方法，其特征在于：步骤(106)中，所述利用圆P对应的周边点，重新获取圆心位置和半径，具体包括如下：

(A)设圆P对应的周边点集合为I＝{(x_i，y_i)}；

(B)求取坐标点(X_k,Y_k)，该坐标点(X_k,Y_k)满足其与圆心c_p的距离不超过5个像素；

(C)对于每个坐标点(X_k,Y_k)，求取坐标点(X_k,Y_k)与集合I＝{(x_i，y_i)}中的所有坐标点的距离之和，记为d_k，其中j为集合I中数据的个数；

(D)求取d_k获取最小值对应的坐标点(X_k,Y_k)，记圆心位置为(X_k,Y_k)，圆的半径是

5.根据权利要求1所述的标定点中心坐标精准定位方法，其特征在于：步骤(11)中，所述对获取的圆形进行复查及对定位结果进行验证，具体包括如下步骤：

(111)遍历圆周，求取并记录圆周上所有坐标点的梯度幅值；

(112)对梯度幅值按从小到大的顺序排序；

(113)获取第10％位置的梯度幅值和位于第90％位置的梯度幅值；

(114)计算上述两个梯度幅值的差值的绝对值，若差值小于或者等于阈值则圆形定位成功，若大于阈值，则定位失败，该标定点，不能用于投影交互的标定。