[发明专利]一种用于摄像机内外参数标定的编码平面靶标及其编码方法

权利要求书

1.一种用于摄像机内外参数标定的编码平面靶标的编码方法，其特征在于：所述编码平面靶标由平行四边形编码单元和平行四边形非编码单元交替组成的编码棋盘格构成，所述编码平面靶标以任意对角相连的平行四边形编码单元的交点作为编码平面靶标的标定角点，所述编码平面靶标一共包含M行×N列个标定角点，其中M和N均为正整数；

编码平面靶标中每一个平行四边形编码单元的内部设置有编码图案，编码图案包括定位图案、定向图案和编码标志图案，编码标志图案由多个编码单元图案组成；

所述定向图案和定位图案用于编码平面靶标旋转方向的判断；

所述编码标志图案用于给编码平面靶标中每一个标定角点进行编码；

该编码方法，主要包括以下步骤：

步骤1、取整数z_v作为编码平面靶标中的初始编码号，根据编码平面靶标中标定角点的行数M和列数N计算确定平行四边形编码单元总数ε；

任取编码平面靶标中的一个平行四边形编码单元记为编码平面靶标向量确定编码单元Γ_v，并在编码平面靶标向量确定编码单元Γ_v内选取规定向量辅助向量和正向向量

步骤2、对编码平面靶标中的每个平行四边形编码单元进行编码；

步骤3、建立靶标坐标系；

步骤4、取整数变量e，并赋予其初值e＝z_v；

步骤5、在编码平面靶标中，编码号为e对应的平行四边形编码单元内，通过定位图案质心o_l,e和定向图案环质心o_d,e的直线l_3,e、过定位图案质心o_l,e且平行于距离定位图案质心o_l,e最近的两个顶点所在直线的直线l_1,e、过定向图案质心o_d,e且平行于直线l_1,e的直线l_2,e将编码号为e对应的平行四边形编码单元划分为6个编码区域，且每个编码区域内均包含2个编码单元图案；

步骤6、在编码号为e对应的平行四边形编码单元内，计算出编码号为e对应的平行四边形编码单元中的第一判断向量、第二判断向量、区域划分第一向量和区域划分第二向量根据区域划分第一向量和区域划分第二向量的方向情况确定编码号为e对应的平行四边形编码单元中的第1编码区域和第6编码区域；

步骤7、在编码号为e对应的平行四边形编码单元中，将第1编码区域作为起始区域、第6编码区域作为终点区域，按照顺时针方向依次将编码号为e对应的平行四边形编码单元中的6个编码区域记为第1编码区域、第2编码区域、第3编码区域、第4编码区域、第5编码区域和第6编码区域；

步骤8、在编码号为e对应的平行四边形编码单元内第σ编码区域中，根据第i个编码单元图案的质心到直线l_1,e的距离和到直线l_3,e的距离之间的大小关系，确定第σ编码区域中的第i个编码单元图案为第σ编码区域中的第1位编码单元图案或第2位编码单元图案其中σ＝1，2，5，6，i＝1，2；

步骤9、在编码号为e对应的平行四边形编码单元内第π编码区域中，根据第i个编码单元图案的质心到直线l_2,e的距离和到直线l_3,e的距离之间的大小关系，确定第π编码区域中的第i个编码单元图案为第π编码区域中的第1位编码单元图案或第2位编码单元图案其中π＝3，4，i＝1，2；

步骤10、在编码号为e对应的平行四边形编码单元内，将第θ编码区域中的第j位编码单元图案对应的编码值记为其中j＝1，2且θ＝1，2，3，4，5，6，并且的取值只能为0或1；

步骤11、对于编码号为e对应的平行四边形编码单元，记编码号e所对应的12位二进制数为w_e，并且规定依次按照从最低位到最高位的顺序分别对应二进制数w_e的十二位数值，且须满足下式：

G^T·F_e＝＝e

其中：列向量G＝(2⁰,2¹,2²,2³,2⁴,2⁵,2⁶,2⁷,2⁸,2⁹,2¹⁰,2¹¹)^T；

列向量

步骤12、根据确定的编码号为e对应的平行四边形编码单元内第θ编码区域的第j位编码单元图案所对应的编码值的取值，设定第θ编码区域的第j位编码单元图案的颜色为颜色I或颜色III，其中j＝1，2且θ＝1，2，3，4，5，6；

步骤13、根据编码号为e的平行四边形编码单元中标定角点的个数g_e，将位于编码号为e的平行四边形编码单元内第编码区域上的标定角点记为标定角点其中g_e＝1，2，4，的取值为1,2,4,6中的部分数值；

步骤14、把(e+1)重新赋值给e，进行如下判断：

若满足e＜(z_v+ε)，则返回步骤5开始执行；

若满足e≥(z_v+ε)，则执行结束，完成所有平行四边形编码单元的非唯一性编码工作；

步骤15、将所得出的编码平面靶标上平行四边形编码单元的编码号以及每个标定角点的2个编码序号作为输入条件，完成编码平面靶标上每个标定角点唯一性编码。