[发明专利]一种基于人体穴位二维图像处理和三维立体定位方法

权利要求书

1.一种基于人体穴位二维图像处理和三维立体定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，相机标定；

步骤2，在人体穴位点上贴易于识别的标志点；

步骤3，平行双目相机到指定位置拍摄贴有标志点的人体部位，获得人体在不同位置拍摄的左、右图像；

步骤4，将左、右图像分别进行校正后进行预处理，得到图RegionOut，并对图RegionOut进行孔洞填充；

步骤5，分别提取左、右图像中人体轮廓曲线，包括腰部曲线和肩部曲线，根据腰部曲线离散点的中值形成背部中轴曲线l_l，l_r，然后使用最小二乘法将曲线拟合成直线l_l1，l_r1；腰部曲线延长线与肩部曲线交叉点确定直线l_l2与l_r2；l_l1与l_l2，l_r1与l_r2的交点定义为特殊点分别为O_l(m_l,n_l),O_r(m_r,n_r)；

步骤6，机械臂手眼标定：利用机械手移动相机在不同位置获得图像，读取不同位置机械手的参数，提取不同位置标定板图像的标志点数据，计算机械手移动不同位置下的相机的位置姿态，根据李群和李代数知识构建优化方程，优化求解相机相对于机械手的位置和姿态；

步骤7，读入左、右图像，高精度提取左右图像中的标志点，通过高斯滤波，计算得到梯度图，连通域位置提取，加权对偶拟合曲线，计算得到人工标志点中心像素坐标(u_l，v_l)，(u_r，v_r)，对人工标志点中心像素坐标进行畸变校正(u_lc_l,v_lc_l),(u_rc_r,v_rc_r)，计算人工标志点中心像素是否在左腰、右腰的范围内，若在范围内分别计算标志点中心像素坐标与特殊点、中轴线之间的偏移量，根据偏移量确定穴位名称，利用核线关系得到同名点，根据平行双目视觉三角测量公式(1)计算出以左相机为坐标原点的穴位的对应的三维空间坐标(x，y，z)，根据步骤6中的参数计算该穴位点在机械臂坐标系中的位置(X，Y，Z)；

其中b是基线距离，d＝u_r-u_l是视差，f是焦距，v＝v_l＝v_r；

步骤7中，中轴线的计算为：设中轴线l_l1＝k₁x+b₁，l_r1＝k₂x+b₂，其中k₁，k₂，b₁，b₂根据步骤5计算得到；腰部曲线离散点的中值形成背部中轴曲线，然后使用最小二乘法将曲线拟合成直线l_l1，l_r1得到k₁，k₂，b₁，b₂；其中：k₁，k₂分别为直线的斜率，b1,b2分别为截距。

2.根据权利要求1所述的一种基于人体穴位二维图像处理和三维立体定位方法，其特征在于，步骤1中的相机标定为：分别求解双目相机的左、右相机的内外参数和畸变参数，使用光束法平差优化左、右相机参数；求解双目相机的相对位置参数、内外参数以及畸变参数，使用光束法平差优化双目相机的参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于人体穴位二维图像处理和三维立体定位方法，其特征在于，步骤4中，将左、右图的RGB图像转换至HSV空间，并将H色调、S饱和度、V数值三个分量分别进行阈值分割得到图Region1、图Region2、图Region3，对图Region1和图Region2进行并行操作得到图Region4，图Region4和图Region3进行并行操作得到图RegionOut。