[发明专利]一种双目序列图像中圆形非编码标志点在线实时跟踪与匹配方法

权利要求书

1.一种双目序列图像中圆形非编码标志点在线实时跟踪与匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，左右视图管道初始化

控制左右相机同步采集N帧图像，完成管道初始化，N为管道长度；

第二步，左右视图管道对应关系构建

结合形状上下文算法与极线约束建立左右视图管道对应关系；

第三步，管道与标志点ID关联

将第二步所构建的左右视图中的对应管道与圆形非编码标志点的ID关联；

第四步，左右相机同步采集一帧图像

控制左右相机实时同步采集一帧圆形非编码标志点图像；

第五步，标志点实时检测

提取第四步所采集的图像中标志点的中心坐标；

第六步，帧间标志点实时跟踪

基于所构建的管道及其对应关系实现第五步所提取的圆形非编码标志点的帧间实时跟踪；

第七步，左右视图标志点实时匹配

根据第六步帧间标志点跟踪结果，实时匹配左右视图中的圆形非编码标志点；

第八步，管道更新

根据标志点跟踪与匹配结果，对管道进行更新；

第九步，判断是否停止序列图像的实时采集；若是，则结束圆形非编码标志点的实时跟踪与匹配；否则，重复执行第四步至第八步，实时采集图像、实时跟踪与匹配。

2.根据权利要求1所述双目序列图像中圆形非编码标志点在线实时跟踪与匹配方法，其特征在于，所述第一步左右视图管道初始化包含如下步骤：

1)控制左右相机同步采集第1帧图像，其中在采集图像之前对左右相机进行双目标定，获得左右相机的内、外参数，用于后续外极线的求解；

2)提取第1)步所采集的左右视图中圆形非编码标志点的中心坐标；

3)为左右视图中的每一个圆形非编码标志点构建一个管道，管道中心为圆形非编码标志点的中心，管道的截面积大小为(2L+1)×(2L+1)，L为与相机帧率有关的计算参数，取L＝(40～200)d/F，其中d为像元大小，F为相机帧率；将管道计数器设置为1，消失帧计数器设置为0；按照管道构建的先后顺序，将左视图中所有圆形非编码标志点对应的管道加入一个队列，并标记为左视图管道队列；将右视图中所有圆形非编码标志点对应的管道加入另外一个队列，并标记为右视图管道队列；

4)控制左右相机同步采集第a帧图像，a＝2,3,4,...,N，并提取所采集的第a帧图像中所有圆形非编码标志点的中心坐标；

5)对第4)步所检测的左视图中的圆形非编码标志点进行管道归属，归属方法如下：对第4)步所提取的左视图中的每个圆形非编码标志点，判断其是否落入第3)步所构建的左视图管道队列中的某一个管道；若落入，则该管道的计数器加1，并将该管道的中心更新为该圆形非编码标志点的中心，归属成功；否则，归属失败，按第3)步所述方法为该圆形非编码标志点构建一个新管道，并加入左视图管道队列；

其中判断某一圆形非编码标志点是否落入某个管道的方法为：若该圆形非编码标志点中心坐标与某个管道中心坐标的x坐标分量的差的绝对值小于L，并且y坐标分量的差的绝对值也小于L，则判定该圆形非编码标志点落入该管道内；

6)对第4)步所检测的右视图中的圆形非编码标志点进行管道归属，归属方法如下：对第4)步所提取的右视图中的每个圆形非编码标志点，判断其是否落入第3)步所构建的右视图管道队列中的某一个管道；若落入，则该管道的计数器加1，并将该管道的中心更新为该圆形非编码标志点的中心，归属成功；否则，归属失败，按第3)步所述方法为该圆形非编码标志点构建一个新管道，并加入右视图管道队列；

7)管道编号

若当前帧为第N帧，即a＝N时，对左右视图管道队列中的管道进行编号，过程如下：首先，将左视图管道队列中的每个管道的计数器与阈值K_c做比较，若计数器大于或等于K_c，则将该管道的编号设置为M_l+1，M_l为左视图管道队列中管道编号的最大值，M_l初始值为0；若计数器小于K_c，则将该管道的编号设置为-1；其次，将右视图管道队列中的每个管道的计数器与阈值K_c做比较，若计数器大于等于K_c，则将该管道的编号设置为M_r+1，M_r为右视图管道队列中管道编号的最大值，M_r初始值也为0；若计数器小于K_c，则将该管道的编号设置为-1。