[发明专利]一种复杂动态环境孔特征的高精视觉定位方法

摘要

本发明公开了一种复杂动态环境孔特征的高精视觉定位方法。先通过对孔特征边缘的拟合获取椭圆在图像坐标系下的参数，然后根据以摄像头焦点为原点建立坐标系并求出以原点为顶点，椭圆为准线的椭圆锥面方程，利用锥面与过焦点的球面的交线为圆的特性，获得孔特征的法向量，再将原坐标系进行旋转，使Z轴与平面法向量平行，通过在新坐标系下截线为圆的特性，计算出圆心位置，通过反变换求出在原坐标系孔特征圆心位置及其孔特征的位姿。本发明方法实现了获得孔特征的位置和姿态，解决了常用特征点检测与匹配算法难以对对称特征匹配的问题，具有高精度的定位效果。

主权项

1.一种复杂动态环境孔特征的高精视觉定位方法，其特征在于该方法步骤如下：/n第一步，通过摄像头采集带有孔特征的图像，将图像进行二值化处理及边缘检测，获得孔特征轮廓，利用椭圆对孔特征轮廓进行拟合，得到图像坐标系下孔特征轮廓对应的椭圆参数方程；/n第二步，以摄像头光心为原点，以焦距方向为Z轴正方向，以图像水平和竖直方向分别为x和y轴正方向，建立直角坐标系xyz；/n第三步，以xyz坐标系原点为圆锥面的顶点，以椭圆参数方程为圆锥面的准线，构建获得椭圆锥面方程；/n第四步，将椭圆锥面方程用二次型矩阵表示，并计算椭圆锥面方程二次型矩阵的特征值，由特征值获得交平面方程；/n第五步，通过因式分解将交平面方程的二次型矩阵形式X