[发明专利]一种基于视觉不变量的新型标志点图形及其识别、跟踪定位算法

摘要

本发明为一种基于视觉不变量的新型标志点图形及其识别、跟踪定位算法。该发明包括一种基于视觉不变量的新型标志点的设计以及基于该新型标志点的识别跟踪定位算法。基于视觉不变量的新型标志点为一带有圆形标志的黑色五边形。标志点可以是凸五边形也可以是凹五边形。圆形标志用于确定五边形的第一个顶点。利用五边形的交比不变量并结合顶点的凹凸性对图形进行编码。基于视觉不变量的标志点能够利用自身特性直接进行姿态计算并实现标志点的编码，节省编码图案所需面积；减小标志点图形尺寸，提高单位面积注册精度。跟踪注册算法用于识别该标志点并跟踪使用者的头部姿态，计算虚拟场景在真实环境空间中的准确位姿。

主权项

1.一种基于视觉不变量的新型标志点图形及其识别、跟踪定位算法，其特征在于，基于视觉不变量的新型标志点图形为一个带有黑色或白色圆形标志的五边形，该五边形各顶点的位置可根据需要任意选择只要保证任意三个顶点不共线即可；并且该新型标志点不限制五边形的凹凸特性，即五边形可以是凸五边形也可以是凹五边形；其中圆形标志用于确定五边形的第一个顶点；若五边形是凸五边形则圆形标志为白色位于五边形内部，若五边形是凹五边形则圆形标志为黑色位于五边形外部；确定了五边形的顶点顺序，就可以确定特征点的匹配关系；利用五边形的五条边计算其交比不变量(I1，I2)并结合顶点的凹凸性对图形进行编码；基于视觉不变量的新型标志点的识别、跟踪定位算法流程如下：(1)提取所采集图像中的所有黑色区域；(2)检测提取到的黑色区域的连通区域；(3)五边形检测；(4)提取五边形边缘；(5)边缘细化得到单像素宽度边缘；(6)直线拟合算法获得直线参数；(7)检测标志点图形中的圆形标记获得其顶点的顺序排列；(8)对所有候选五边形区域进行误差检测，若误差检测结果小于设定的阈值，将被识别为正确的标志点图形；若没有则退出；(9)检测五边形的凹凸特性；(10)计算由五边形的边所构成的交比不变量；(11)利用凹凸特征矢量以及交比不变量与数据库中的标志点特征信息进行比较，确定标志点的编码；(12)重复(9)-(11)步骤，直到检测出当前图像中所有的标志点；(13)采用基于平面特征点的增强现实注册算法进行姿态计算；(14)实现真实与虚拟场景的融合。