[发明专利]一种外挂物风洞模型环绕式编码标记点的编解码方法

摘要

本发明公开了一种外挂物风洞模型环绕式编码标记点的编解码方法，包括以下步骤：创建特征编码标记点；创建基于模板点的环绕式编码标记点；提取圆形标记点；识别编码标记点。本发明的优点在于：不仅解决了外挂物风洞模型在6个自由度方向运动时的标记点识别和匹配难题，且与现有嵌装编码发光装置的技术相比，无需对外挂物风洞模型开孔布线，不会破坏外挂物风洞模型的气动外形，不改变其结构强度和刚度，降低了外挂物风洞模型的设计难度和成本；与环绕式编码方法相比，在外挂物风洞模型上可分布更多的特征编码标记点，解码的识别正确率提高。

主权项

一种外挂物风洞模型环绕式编码标记点的编解码方法,其特征在于包括以下步骤：步骤一、创建特征编码标记点，所述的特征编码标记点是指1个或多个相同圆形标记点的组合；步骤二、创建基于模板点的环绕式编码标记点，基于模板点的环绕式编码标记点是指布置在外挂物风洞模型表面头部和尾部的特征编码标记点以及模型中部的模板点的组合，外挂物风洞模型头部的环绕式编码标记点记为Cfront，尾部的特征编码标记点记为Ctail，中部的模板点记为Cmid；步骤三、提取圆形标记点，具体步骤如下：S31：使用相机拍摄贴有环绕式编码标记点的模型，将采集到的图片传输到计算机中；S32：对图像进行灰度化、二值化处理，再采用8邻域轮廓提取算法提取图像轮廓；对提取到的轮廓计算轮廓周长、轮廓面积以及轮廓的圆形度；设置合适的轮廓周长、轮廓面积以及圆形度的阈值，满足阈值条件的轮廓即为圆形标记点，不满足阈值条件的轮廓则为非圆形标记点，予以剔除；S33：计算圆形度，计算公式为：圆形度e＝(周长*周长)/4π*面积；e为1时，图形即为圆形；e越大，图形越不规律，与圆形的差距越大；S34：采用灰度加权质心法对S32中提取到的圆形标记点进行中心定位；设圆形标记点包含m个像素点，f(xi,yi)是像素点(xi,yi)对应的灰度值；则圆形标记点的中心坐标(x0,y0)为：x0=Σi=1mf(xi,yi)xiΣi=1mf(xi,yi),y0=Σi=1mf(xi,yi)yiΣi=1mf(xi,yi);]]>步骤四、识别编码标记点，具体步骤如下：S41：将图像中识别出来的全部圆形标记点集合记为P，求P中每一元素与其他元素之间的距离，记为Pi，i为P中的第i个元素，并找出Pi中的最小值，记为Dmin_i；S42：确定模板点：找出所有Dmin_i中的最小值，记为Dmin；如果Dmin_i>2.8Dmin，则该元素即为模板点，放入集合Pmid中；S43：确定I样式特征编码标记点：如果1.8Dmin<＝Dmin_i<2.1Dmin，则该元素为I样式特征编码标记点，所有I类特征编码标记点的集合记为P_I；S44：对模型头部与尾部的标记点进行分类，分别放入集合Pfront和Ptail中：S441：在集合P_I随意选取一个I类特征编码标记点A，求该标记点与所有模板点的距离，找出这些距离中的最大值，记为Dmax；S442：求A与除模板点外其他圆形标记点的距离D，将D>Dmax的元素放入集合Ptail中，将D<Dmax的元素放入集合Pfront中；S45：由环绕式编码标记点的编码特征可知，模型上的任意一个特征编码标记点中的圆形标记点的中心连线均与模板点的中心连线是垂直关系；根据这一关系，对Pfront中的元素进行分类和解码的具体步骤如下：S451：确定模板点向量；从Pmid中选取两个模板点M、N,求取MN所在的向量，该向量即为模板点向量；S452：求Pfront中每个元素与其他元素所在的向量，求该向量与模板点向量的夹角θ，如果85°<θ<95°，则它们是同一个特征编码标记点中的圆形标记点，放入集合Code_i，i为Pfront中的第i个元素，Code_i中的元素不能与之前求解的特征编码标记点中的元素重复；S453：判断Code_i的样式特征编码标记点，有几个元素，则其就是几样式特征编码标记点；S454：求每个特征编码标记点的P_first；从Pmid中选取一个模板点，求Code_i中每一个元素与该模板点的距离，与模板点的距离最大的那个元素即为该特征编码标记点的P_first；S455：通过每个特征编码标记点的P_first的坐标值,由上到下对特征编码标记点依次排序，解码结束；S46：对Ptail中的元素进行分类和解码；本步骤与S45中对Pfront中的元素进行分类和解码相同，但步骤S454的内容为：求每个特征编码标记点的P_first；从Pmid中选取一个模板点，求Code_i中每一个元素与该模板点的距离，与模板点的距离最小的那个元素即为该特征编码标记点的P_first。