本發(fā)明涉及近景攝影測量領(lǐng)域，尤其涉及一種近景攝影測量中編碼標志的編碼方法。
背景技術(shù)：
：在采用近景攝影測量方法對大型復(fù)雜物體進行測量時，由于相機視野有限，一般需要拍攝大量有重疊的照片進行拼接才能實現(xiàn)對物體的完整拍攝。因此測量過程中，需要被測物上或其周邊粘貼大量編碼標志，拍照時必須對編碼標志區(qū)域重疊拍攝。通過對同名編碼標志識別定位，可以實現(xiàn)相鄰有重疊照片的快速拼接。因此編碼標志必須要滿足旋轉(zhuǎn)縮放的不變性、穩(wěn)定的識別能力、編碼的唯一性，還要保證有足夠的編碼容量，且有足夠的對比度，能精確定位。近景攝影測量中較常用的編碼標志為環(huán)形編碼標志和點狀編碼標志。環(huán)形編碼標志識別簡單、算法穩(wěn)定，但是編碼數(shù)量有限，如戴惠良等人發(fā)明了一種同心圓環(huán)編碼標志(專利公布號：CN101261122A)，編碼數(shù)為4096個。點狀編碼標志能產(chǎn)生大量編碼標志，但是識別算法比較復(fù)雜，如徐青、王棟等設(shè)計了一種基于顏色與結(jié)構(gòu)特征的編碼標志(專利公布號：CN103033171A)，其中標志點采用多種顏色，編碼標志制作和識別都比較復(fù)雜。目前近景攝影測量中使用的編碼標志，都只有定位功能，為確定相片與實物之間的尺寸比例關(guān)系，還另需配合使用基準尺來標定。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種快速識別、精準定位、數(shù)量豐富的近景攝影測量中編碼標志的編碼方法，能實現(xiàn)對相片與實物之間的尺寸比例關(guān)系的確定。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種近景攝影測量中編碼標志的編碼方法，該編碼方法基于一正方形點狀編碼標志實現(xiàn)，該正方形點狀編碼標志內(nèi)設(shè)置有八個等直徑的圓形標志點，通過設(shè)置八個所述圓形標志點的位置形成該正方形點狀編碼標志的唯一編碼。八個所述圓形標志點中，標志點0、1、2、3的圓心以順時針為序組成一正方形的四個頂點，對所述正方形按6×6劃分網(wǎng)格，標志點4位于標志點0、1連線上的一網(wǎng)格點處，標志點5、6、7分布于所述正方形內(nèi)部的三個網(wǎng)格點上。八個所述圓形標志點均位于所述正方形的網(wǎng)格點上，且圓形標志點在網(wǎng)格線方向兩兩不相鄰。該編碼方法中，定義編碼標志坐標系時，以標志點0的圓心為坐標系原點，標志點0、1圓心連線為X′軸，標志點0、3圓心連線為Y′軸，過原點的平面法線為Z′軸。該編碼方法中，標志點0、1、2、3的圓心構(gòu)成一個正方形方靶，根據(jù)方靶模型原理算法計算獲得這四個標志點在相機坐標系的三維坐標，從而獲得編碼標志坐標系到相機坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移向量t，再根據(jù)標志點4、5、6、7在編碼標志坐標系的坐標，計算獲得標志點4、5、6、7在相機坐標系的三維坐標。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：1)本發(fā)明編碼標志可實現(xiàn)3562種編碼，編碼數(shù)量豐富；2)本發(fā)明采用49mm×49mm正方形點狀編碼標志，結(jié)構(gòu)小巧；3)本發(fā)明有四個標志點作為一正方形的頂點，可方便通過方靶模型原理算法由這四點在成像平面的像素坐標計算出其在相機坐標系的三維坐標，進而獲得所有八個標志點在相機坐標系的三維坐標，識別快速；4)本發(fā)明設(shè)置一個標志點4在標志點0、1之間，便于編碼識別；5)本發(fā)明八個標志點兩兩不相鄰，保證了各個角度拍攝編碼標志得到的圖像，都能實現(xiàn)編碼標志準確識別和定位。附圖說明圖1為本發(fā)明編碼方法的原理示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，本實施例提供一種近景攝影測量中編碼標志的編碼方法，該編碼方法基于一正方形點狀編碼標志實現(xiàn)，該正方形點狀編碼標志內(nèi)設(shè)置有八個等直徑的圓形標志點，通過設(shè)置八個所述圓形標志點的位置形成該正方形點狀編碼標志的唯一編碼，可實現(xiàn)3562種編碼。如圖1所示，本實施例采用49mm×49mm正方形點狀編碼標志，內(nèi)設(shè)有八個直徑均為5mm的等直徑圓形標志點。正方形編碼標志四個角部距離兩邊長4.5mm處分別設(shè)四個標志點0、1、2、3，標志點0、1、2、3的圓心以順時針為序組成一40mm×40mm正方形的四個頂點，對所述正方形按6×6劃分網(wǎng)格，八個所述圓形標志點均位于所述正方形的網(wǎng)格點上，且圓形標志點在網(wǎng)格線方向兩兩不相鄰，即縱橫網(wǎng)格線上圓形標志點不相鄰，斜線方向可以相鄰。本實施例中，在第一行第三列網(wǎng)格點上設(shè)一個定向標志點4，在第三行二列、第三行四列和第五行四列的網(wǎng)格點上設(shè)置標志點5、6、7。該編碼方法中，定義編碼標志坐標系時，以標志點0的圓心為坐標系原點，標志點0、1圓心連線為X′軸，標志點0、3圓心連線為Y′軸，過原點的平面法線為Z′軸，則八個編碼標志點在編碼標志坐標系的坐標pi＝(Xi′，Yi′，Zi′)，i＝0，1，2，3，4，5，6，7已知。各標志點在編碼標志坐標系下的坐標如表1所示。表1標志點坐標(單位：mm)標志點X′Y′Z′標志點X′Y′Z′0000413.333001400056.66713.333024040062013.33303040072026.6670該編碼方法中，標志點0、1、2、3的圓心構(gòu)成一個正方形方靶，根據(jù)方靶模型原理算法(袁勇等，基于運動方靶標定物的工業(yè)定焦相機參數(shù)標定法，公布號CN103559707A)計算獲得這四個標志點在相機坐標系的三維坐標，從而獲得編碼標志坐標系到相機坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移向量t，再根據(jù)標志點4、5、6、7在編碼標志坐標系的坐標，計算獲得標志點4、5、6、7在相機坐標系的三維坐標。以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本
技術(shù)領(lǐng)域：
中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3