專(zhuān)利名稱(chēng)：基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志。
背景技術(shù)：
目前，在工業(yè)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量領(lǐng)域通常會(huì)使用人工標(biāo)志作為特征點(diǎn)，一方面，人工標(biāo)志能夠彌補(bǔ)目標(biāo)物體表面紋理單一的缺陷；另一方面，人工標(biāo)志易于提取且定位精度較高，能夠得到較好的測(cè)量效果。為了更精細(xì)地量測(cè)目標(biāo)物體的表面形狀，往往會(huì)粘貼大量的人工標(biāo)志，其數(shù)量甚至達(dá)到上千個(gè)之多。如果用人工方法來(lái)確定多幅影像的同名像點(diǎn)，那么，不僅會(huì)耗時(shí)費(fèi)力而且會(huì)增加出錯(cuò)率。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的自動(dòng)化處理，人們引入了編碼標(biāo)志。編碼標(biāo)志是一種自身帶有一定編碼信息的人工標(biāo)志，并且每個(gè)編碼標(biāo)志的信息是唯一的。如圖1所示的圓心圓環(huán)型編碼標(biāo)志，其坐標(biāo)位置就是中心圓的位置，其外部圓環(huán)就是編碼。它提供了一種自動(dòng)識(shí)別人工標(biāo)志的手段，在實(shí)際識(shí)別過(guò)程中，既需要提取中心圓形標(biāo)志點(diǎn)又需要識(shí)別圓環(huán)編碼，其解碼過(guò)程相對(duì)復(fù)雜且整套編碼的個(gè)數(shù)十分有限。如圖2所示的點(diǎn)分布型編碼標(biāo)志，它由五個(gè)模板點(diǎn)和三個(gè)編碼點(diǎn)組成，模板點(diǎn)用來(lái)還原編碼標(biāo)志在圖像中的畸變，編碼點(diǎn)用來(lái)解碼，其坐標(biāo)位置就是中心圓的位置。這種編碼標(biāo)志只需提取圓形標(biāo)志點(diǎn)，然后通過(guò)圓點(diǎn)之間的幾何分布關(guān)系來(lái)解碼，相對(duì)前一種來(lái)說(shuō)解碼較方便，并且其整套編碼的個(gè)數(shù)較多。但是，由于其是灰度編碼標(biāo)志，主要依據(jù)圓形標(biāo)志點(diǎn)的分布關(guān)系來(lái)進(jìn)行解碼，因而在區(qū)別不同屬性的原點(diǎn)時(shí)，仍然需要一定的計(jì)算。圖3所示為一種彩色編碼標(biāo)志，其中心的十字焦點(diǎn)的位置為標(biāo)志的坐標(biāo)，位于三個(gè)角上的圓形點(diǎn)為定向標(biāo)志，各多邊形中不同的顏色代表不同的含義，將其組合在一起形成一組編碼。相對(duì)上述編碼標(biāo)志，它在識(shí)別過(guò)程中充分利用了顏色信息，提高了識(shí)別率，但是，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要提取的幾何圖形較多，且整套編碼的個(gè)數(shù)也有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志，用以解決現(xiàn)有編碼標(biāo)志識(shí)別難度大，識(shí)別率不高的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是一種基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志，在基板上設(shè)有顏色各異的4個(gè)模板點(diǎn)和2個(gè)編碼點(diǎn)，所述模板點(diǎn)的坐標(biāo)已知，其中3個(gè)模板點(diǎn)分別位于坐標(biāo)系的X軸、Y軸和坐標(biāo)原點(diǎn)，另一個(gè)模板點(diǎn)位于編碼標(biāo)志的中心，所述2個(gè)編碼點(diǎn)處于編碼標(biāo)志中一組編碼點(diǎn)位的任意兩個(gè)編碼點(diǎn)位，所述編碼點(diǎn)位的坐標(biāo)固定且按順序進(jìn)行數(shù)字編號(hào)。所述坐標(biāo)系為平面直角坐標(biāo)系，位于X軸和Y軸上的模板點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離相等，位于編碼標(biāo)志中心的模板點(diǎn)設(shè)于X軸和Y軸上的兩個(gè)模板點(diǎn)連線的中點(diǎn)，所述編碼點(diǎn)位排列成直角形。所述模板點(diǎn)和編碼點(diǎn)的顏色采用紅色、綠色、藍(lán)色、白色、赤紫色、黃色和青綠色。
采用黑色作為各模板點(diǎn)和編碼點(diǎn)的底色。采用圓形作為各模板點(diǎn)和編碼點(diǎn)的形狀。所述編碼點(diǎn)位于不相鄰的兩個(gè)編碼點(diǎn)位上。本發(fā)明達(dá)到的有益效果(1)本發(fā)明編碼標(biāo)志使用了 4個(gè)模板點(diǎn)和2個(gè)編碼點(diǎn)，標(biāo)志點(diǎn)個(gè)數(shù)減少，使得編碼標(biāo)志的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單；(2)采用彩色點(diǎn)分布型編碼方式，各標(biāo)志點(diǎn)采用不同的顏色，選用灰度差別較大的紅、綠、藍(lán)、白、黃、赤紫、青綠七種色彩，使不同顏色間的差異達(dá)到最大，提高了對(duì)像素顏色識(shí)別的正確率，而且可直接根據(jù)顏色信息對(duì)編碼標(biāo)志進(jìn)行識(shí)別，簡(jiǎn)化了解碼步驟，識(shí)別率更高；(3)采用黑色作為標(biāo)志點(diǎn)的底色，由于黑色受到反光影響較小，攝影時(shí)標(biāo)志點(diǎn)色彩變化不大，效果更清晰；(4)由于標(biāo)志點(diǎn)形狀全部設(shè)計(jì)為圓形，圓形結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單且?guī)缀沃行拿鞔_，使其更易識(shí)別和更易實(shí)現(xiàn)中心定位且精度較好；(5)編碼點(diǎn)位于不相鄰的編碼點(diǎn)位上，可以防止編碼識(shí)別的干擾。


圖1是現(xiàn)有圓心圓環(huán)型編碼標(biāo)志；圖2是現(xiàn)有點(diǎn)分布型編碼標(biāo)志；圖3是現(xiàn)有的一種彩色編碼標(biāo)志；圖4是RGB三基色交叉形成的顏色；圖5是以白色作為標(biāo)志點(diǎn)底色的攝影；圖6是以黑色作為標(biāo)志點(diǎn)底色的攝影；圖7是本發(fā)明編碼標(biāo)志模板；圖8是本發(fā)明編碼標(biāo)志實(shí)例。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。彩色編碼標(biāo)志需要應(yīng)用多種顏色，為了提高顏色識(shí)別的效率，就需要增強(qiáng)不同色彩之間的對(duì)比度。在顏色空間中，通常把紅色、綠色和藍(lán)色稱(chēng)作三基色，它們可以合成自然界中的大多數(shù)顏色，如圖4所示，紅色和綠色相加形成黃色，綠色和藍(lán)色相加形成青綠色，紅色和藍(lán)色相加形成赤紫色,紅色、藍(lán)色和綠色三者相加形成白色。用0-255來(lái)表示RGB灰度的亮度值，每種顏色可以用一個(gè)三維數(shù)組來(lái)表示，如(255，0，O)中三個(gè)元素分別對(duì)應(yīng)RGB，其表示的顏色為紅色，因而，要想確定某個(gè)像素屬于何種顏色，可以根據(jù)RGB的三個(gè)分量值來(lái)判斷像素顏色。在工業(yè)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中，由于存在噪聲干擾以及感光芯片感光誤差等原因，會(huì)導(dǎo)致所拍攝圖像的RGB值存在失真現(xiàn)象。在實(shí)際圖像處理過(guò)程中，往往會(huì)放寬灰度值的限制，規(guī)定一個(gè)灰度值范圍，當(dāng)不同像素的RGB三個(gè)顏色分量值落到一定的范圍內(nèi)，可以近似認(rèn)為它們屬于同一種顏色。本實(shí)施例的彩色編碼標(biāo)志主要采用了 7種顏色紅色、綠色、藍(lán)色、黃色、赤紫色、黑色和白色，它們的 RGB 分別為(255，0，0)、(0，255，O)、(0，0，255)、(255，255，O)、(255,0,255)、(0，0，0)、(255，255，255)。這樣使得不同顏色之間的差異達(dá)到最大，即使存在噪聲干擾，也能保證正確判斷像素的顏色。本實(shí)施例采用黑色作為標(biāo)志點(diǎn)的底色，如圖5和圖6所示，采用黑色作為標(biāo)志點(diǎn)的底色時(shí)，標(biāo)志點(diǎn)的邊緣要比白底色的標(biāo)志點(diǎn)更清晰。由于白色反光較強(qiáng)、黑色吸收光線，因而，白底的標(biāo)志點(diǎn)受到反光影響嚴(yán)重使得標(biāo)志變得更模糊，黑底的標(biāo)志點(diǎn)受到反光影響較小使得標(biāo)志點(diǎn)色彩變化不大。在工業(yè)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中，引入的人工標(biāo)志點(diǎn)多種多樣，有圓形、正方形、三角形等。本實(shí)施例采用圓形作為標(biāo)志點(diǎn)的形狀，圓形標(biāo)志點(diǎn)的邊緣最為圓滑，在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)旋轉(zhuǎn)角變化，并且在正射條件下其圓心點(diǎn)到邊緣各點(diǎn)之間的距離相等，易于被識(shí)別和定位。如圖7所示,本實(shí)施例包括坐標(biāo)已知的四個(gè)模板點(diǎn)A、B、C、O,還包括兩個(gè)編碼點(diǎn)，圖中帶有數(shù)字的16個(gè)圓形點(diǎn)為坐標(biāo)固定的編碼點(diǎn)位，每個(gè)編碼標(biāo)志中的編碼點(diǎn)占據(jù)編碼點(diǎn)位的其中兩個(gè)點(diǎn)位，本實(shí)施例中，A為紅色，B為藍(lán)色，C為綠色，O為白色,兩個(gè)編碼點(diǎn)的顏色分別為黃色和赤紫色，A、B、C三個(gè)圓點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)坐標(biāo)系,其中，A為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，B和C分別在X軸、y軸的方向上且離原點(diǎn)的距離固定，O位于編碼標(biāo)志的中心，O的中心坐標(biāo)為整個(gè)彩色編碼標(biāo)志的坐標(biāo)。通過(guò)它們可以解算出編碼標(biāo)志在圖像中的幾何畸變參數(shù)，從而可以還原出編碼點(diǎn)的坐標(biāo)。編碼標(biāo)志的編碼是該標(biāo)志的唯一代號(hào)，本實(shí)施例在編碼過(guò)程中采用了一種連字符的形式來(lái)對(duì)編碼標(biāo)志進(jìn)行編碼，即CODE黃色點(diǎn)位_赤紫色點(diǎn)位。如圖8所示，黃色圓形標(biāo)志點(diǎn)在2號(hào)位置上，赤紫色圓形標(biāo)志點(diǎn)在10號(hào)位置上，因而，此彩色編碼標(biāo)志的編碼用C0DE2_10來(lái)表示。在其他實(shí)施例中，各標(biāo)志點(diǎn)和編碼點(diǎn)位可以位于平面直角坐標(biāo)系的第二、第三或第四象限內(nèi)，且標(biāo)志點(diǎn)的色彩可以在紅、綠、藍(lán)、白、黃、青綠、赤紫中任意選取。
權(quán)利要求
1.一種基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志，其特征在于，在基板上設(shè)有顏色各異的4個(gè)模板點(diǎn)和2個(gè)編碼點(diǎn)，所述模板點(diǎn)的坐標(biāo)已知，其中3個(gè)模板點(diǎn)分別位于坐標(biāo)系的X軸、Y軸和坐標(biāo)原點(diǎn)，另一個(gè)模板點(diǎn)位于編碼標(biāo)志的中心，所述2個(gè)編碼點(diǎn)處于編碼標(biāo)志中一組編碼點(diǎn)位的任意兩個(gè)編碼點(diǎn)位，所述編碼點(diǎn)位的坐標(biāo)固定且按順序進(jìn)行數(shù)字編號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志，其特征在于，所述坐標(biāo)系為平面直角坐標(biāo)系，位于X軸和Y軸上的模板點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離相等，位于編碼標(biāo)志中心的模板點(diǎn)設(shè)于X軸和Y軸上的兩個(gè)模板點(diǎn)連線的中點(diǎn)，所述編碼點(diǎn)位排列成直角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志，其特征在于，所述模板點(diǎn)和編碼點(diǎn)的顏色采用紅色、綠色、藍(lán)色、白色、赤紫色、黃色和青綠色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志，其特征在于，采用黑色作為各模板點(diǎn)和編碼點(diǎn)的底色。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志，其特征在于，采用圓形作為各模板點(diǎn)和編碼點(diǎn)的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志，其特征在于，所述編碼點(diǎn)位于不相鄰的兩個(gè)編碼點(diǎn)位上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標(biāo)志，在基板上設(shè)有顏色各異的4個(gè)模板點(diǎn)和2個(gè)編碼點(diǎn)，模板點(diǎn)的坐標(biāo)已知，其中3個(gè)模板點(diǎn)分別位于坐標(biāo)系的X軸、Y軸和坐標(biāo)原點(diǎn)，另一個(gè)模板點(diǎn)位于編碼標(biāo)志的中心，2個(gè)編碼點(diǎn)處于編碼標(biāo)志中一組編碼點(diǎn)位的任意兩個(gè)編碼點(diǎn)位，編碼點(diǎn)位的坐標(biāo)固定且按順序進(jìn)行數(shù)字編號(hào)，模板點(diǎn)和編碼點(diǎn)的顏色采用紅色、綠色、藍(lán)色、白色、赤紫色、黃色和青綠色，并采用黑色作為各模板點(diǎn)和編碼點(diǎn)的底色，采用圓形作為各模板點(diǎn)和編碼點(diǎn)的形狀。解決了現(xiàn)有編碼標(biāo)志識(shí)別難度大，識(shí)別率不高的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01C11/00GK103033171SQ201310001419
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者徐青, 王棟, 邢帥, 藍(lán)朝楨, 李建勝, 周楊, 何鈺, 施群山, 耿迅, 侯一凡, 陳永楓, 李鵬程 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)