[发明专利]基于机器视觉的汽车仪表固定视点读取仪表的修正算法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的汽车仪表固定视点读取仪表的修正算法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1，利用摄像机的针孔模型表达世界坐标系、摄像机坐标系和图像坐标系之间的定量关系，并建立仪表成像几何模型；

步骤2，利用径向平衡条件，对摄像机的标定采用Tsa i提出的二步法，求出所需的焦距f和物距H；

步骤3，将仪表图像进行二值化分割，得到分度线和指针；

步骤4，对步骤3所得的指针和分度线进行标记，计算指针尖端P_u点的坐标(x_u,y_u)，并根据P_u点的坐标，求O₁P_u；

步骤5，根据指针和仪表盘的距离D，求长度P_uP_u1；

步骤6，根据步骤5所得的P_uP_u1，在O₁P_u连线上找出P_u1点，该点即为修正后指针的尖端P_u1(x_u1,y_u1)，求出直线方程并得出针旋转的角度；

步骤7，通过将步骤6所得的指针旋转角度和最近分度线角度进行对比，可判别仪表示数。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的汽车仪表固定视点读取仪表的修正算法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：

步骤1.1，由摄像机针孔成像模型，通过引入旋转矩阵R和平移矩阵T，建立参考坐标系和摄像机坐标系之间的关系：

式中，R为3X3的旋转矩阵，T为平移矩阵，(x,y,z)为摄像机坐标系下的坐标，(x_w,y_w,z_w)为参考坐标系下的坐标；

步骤1.2，建立图像坐标系和摄像机坐标系之间的关系，具体如下：

式中，(X,Y,Z)为图像坐标系中的坐标，(X₀,Y₀)为图像坐标系中的任意一点坐标，d_x为每一个像素在x轴上的尺寸，d_y为每一个像素在y轴上的尺寸；

步骤1.3，设表盘上的一点P在参考坐标系中为P(X_w,Y_w,Z_w)，在摄像机坐标系坐标为P(x,y,z)，该P点经摄像机成像后与像平面上理想像点P_u(x_u,y_u,f)对应，求理想投影点P_u(x_u,y_u,f)和畸变后的实际成像平面上的点P_d(x_d,y_d,f)之间的关系；

步骤1.4，根据仪表实际成像平面上的上点P_d(x_d,y_d)与计算机存储器中点S(u_f,v_f)之间的关系，求仪表成型几何模型。