本發(fā)明為一種用于單目立體視覺自標(biāo)定的異型標(biāo)定塊及標(biāo)定方法，屬于單目立體視覺自標(biāo)定領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器視覺、數(shù)字圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，提高相機(jī)畸變矯正及測(cè)量的精度，對(duì)于機(jī)器視覺在線檢測(cè)顯得至關(guān)重要，當(dāng)前針對(duì)單目ccd相機(jī)應(yīng)用于3d測(cè)量時(shí)，大都是利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、經(jīng)緯儀等設(shè)備去做立體標(biāo)定，方法復(fù)雜，效率低，標(biāo)定精度不高。目前，并未見到基于異型標(biāo)定塊的單目立體視覺自標(biāo)定方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決單目立體視覺自標(biāo)定存在精度差、效率低等不足，我們提出了一種用于單目立體視覺自標(biāo)定的異型標(biāo)定塊及標(biāo)定方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種用于單目立體視覺自標(biāo)定的異型標(biāo)定塊及標(biāo)定方法，包括異型塊形狀、異型塊標(biāo)定點(diǎn)位置及標(biāo)定方法。

進(jìn)一步地，為了提高標(biāo)定精度及質(zhì)量，需要設(shè)定n級(jí)階梯型異型標(biāo)定塊及異型標(biāo)定塊大小，以滿足實(shí)際標(biāo)定精度要求。

進(jìn)一步地，為了準(zhǔn)確獲取異型塊標(biāo)定點(diǎn)位置，將線激光光束垂直投影到異型塊異型面上，通過單目ccd相機(jī)捕捉此時(shí)異型塊與線激光投射光束之間的圖像，通過相關(guān)圖像處理算法，對(duì)異型標(biāo)定塊拐點(diǎn)位置坐標(biāo)進(jìn)行提取，并將除邊緣兩點(diǎn)以外的所有拐點(diǎn)處的點(diǎn)，作為標(biāo)定點(diǎn)位置，并同時(shí)確定標(biāo)定原點(diǎn)位置。

進(jìn)一步地，為了獲取單目ccd相機(jī)立體視覺標(biāo)定參數(shù)，首先利用標(biāo)定板對(duì)單目ccd相機(jī)進(jìn)行畸變矯正，其次利用異型標(biāo)定塊標(biāo)定點(diǎn)物理坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)標(biāo)定點(diǎn)在單目ccd相機(jī)圖像中的像素坐標(biāo)，采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法或非線性算法，對(duì)單目ccd相機(jī)立體視覺標(biāo)定參數(shù)進(jìn)行獲取，具體步驟如下：

1)首先利用標(biāo)定板對(duì)單目ccd相機(jī)進(jìn)行參數(shù)矯正，通過構(gòu)造合適的畸變矯正模型，進(jìn)行單目ccd相機(jī)畸變參數(shù)矯正。

2)其次，利用矯正后的單目ccd相機(jī)拍攝異型標(biāo)定塊，捕捉標(biāo)定塊上的若干個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的物理坐標(biāo)及像素坐標(biāo)，即p1(2,4)、p2(4.5,7)、p3(7,7)、p4(8.5,10)、p5(11.5,10)、p6(13,7)、p7(15.5,7)、p8(18,4)，分別對(duì)應(yīng)于像素坐標(biāo)p′1(501,2061)、p′2(953,1521)、p′3(1413,1521)、p′4(1685,977)、p′5(2229,977)、p′6(2497,1523)、p′7(2953,1521)、p′8(3413,2062)，分別將這若干個(gè)標(biāo)定點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一。

3)通過對(duì)標(biāo)定點(diǎn)像素坐標(biāo)及物理坐標(biāo)的綜合分析，構(gòu)造合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及非線性算法模型來分析其兩者之間存在的標(biāo)定參數(shù)關(guān)系。

4)利用已知異型塊標(biāo)定點(diǎn)位置坐標(biāo)的鋸齒形異型標(biāo)定塊驗(yàn)證其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及非線性算法的正確性。則該若干標(biāo)定點(diǎn)像素坐標(biāo)值分別為p11(501，977)、p12(857，1513)、p13(1229，977)、p14(1593，1512)、p15(1953，977)、p16(2317，1517)p17(2685，977)、p18(3041，1509)、p19(3409，977)，對(duì)應(yīng)的理想標(biāo)定點(diǎn)物理坐標(biāo)分別為p11′(2,10)、p12′(4,7)、p13′(6,10)、p14′(8,7)、p15′(10,10)、p16′(12,7)、p17′(14,10)、p18′(16,7)、p19′(18,10)，根據(jù)上面步驟所得出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及非線性算法，可得出實(shí)際標(biāo)定點(diǎn)坐標(biāo)值分別為p11"(2.0427,9.9509)、p12”(3.9922,6.9883)、p13"(6.0281,9.9698)、p14"(8.0214,7.0130)、p15"(9.9917,9.9887)、p16"(11.9849,7.0041)、p17"(13.9990.10.0078)、p18"(15.94854，7.0674)、p19"(17.9625,10.0266)，從以上對(duì)比我們可以看出，經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及非線性算法后，實(shí)際標(biāo)定點(diǎn)參數(shù)與理想標(biāo)定點(diǎn)參數(shù)之間的精度誤差是可以忽略不計(jì)的，實(shí)現(xiàn)了通過單目立體視覺的辦法達(dá)到了高精度三維測(cè)量的目的。

從標(biāo)定結(jié)果我們可以看出，基于異型標(biāo)定塊的單目立體視覺標(biāo)定是一種可行的自標(biāo)定方法。

附圖說明

圖1為單目立體視覺自標(biāo)定用的異型標(biāo)定塊。

圖2為單目立體視覺自標(biāo)定流程圖。

圖3為階梯型異型標(biāo)定塊標(biāo)定點(diǎn)坐標(biāo)示意圖。

圖4為用于驗(yàn)證算法的鋸齒形異型標(biāo)定塊。

圖5為鋸齒形異型標(biāo)定塊標(biāo)定點(diǎn)坐標(biāo)示意圖。

具體實(shí)施方式

參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，一種用于單目立體視覺自標(biāo)定的異型標(biāo)定塊及標(biāo)定方法，包括異型塊形狀、異型塊標(biāo)定點(diǎn)位置、標(biāo)定方法。

一種用于單目立體視覺自標(biāo)定的異型標(biāo)定塊及標(biāo)定方法，包括異型塊形狀、異型塊標(biāo)定點(diǎn)位置及標(biāo)定方法。

進(jìn)一步地，為了提高標(biāo)定精度及質(zhì)量，需要設(shè)定n級(jí)階梯型異型標(biāo)定塊及異型標(biāo)定塊大小，以滿足實(shí)際標(biāo)定精度要求。

進(jìn)一步地，為了準(zhǔn)確獲取異型塊標(biāo)定點(diǎn)位置，將線激光光束垂直投影到異型塊異型面上，通過單目ccd相機(jī)捕捉此時(shí)異型塊與線激光投射光束之間的圖像，通過相關(guān)圖像處理算法，對(duì)異型標(biāo)定塊拐點(diǎn)位置坐標(biāo)進(jìn)行提取，并將除邊緣兩點(diǎn)以外的所有拐點(diǎn)處的點(diǎn)，作為標(biāo)定點(diǎn)位置，并同時(shí)確定標(biāo)定原點(diǎn)位置。

進(jìn)一步地，為了獲取單目ccd相機(jī)立體視覺標(biāo)定參數(shù)，首先利用標(biāo)定板對(duì)單目ccd相機(jī)進(jìn)行畸變矯正，其次利用異型標(biāo)定塊標(biāo)定點(diǎn)物理坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)標(biāo)定點(diǎn)在單目ccd相機(jī)圖像中的像素坐標(biāo)，采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法或非線性算法，對(duì)單目ccd相機(jī)立體視覺標(biāo)定參數(shù)進(jìn)行獲取，具體步驟如下：

1)首先利用標(biāo)定板對(duì)單目ccd相機(jī)進(jìn)行參數(shù)矯正，通過構(gòu)造合適的畸變矯正模型，進(jìn)行單目ccd相機(jī)畸變參數(shù)矯正。

2)其次，利用矯正后的單目ccd相機(jī)拍攝異型標(biāo)定塊，捕捉標(biāo)定塊上的若干個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的物理坐標(biāo)及像素坐標(biāo)，即p1(2,4)、p2(4.5,7)、p3(7,7)、p4(8.5,10)、p5(11.5,10)、p6(13,7)、p7(15.5,7)、p8(18,4)，分別對(duì)應(yīng)于像素坐標(biāo)p′1(501,2061)、p′2(953,1521)、p′3(1413,1521)、p′4(1685,977)、p′5(2229,977)、p′6(2497,1523)、p′7(2953,1521)、p′8(3413,2062)，分別將這若干個(gè)標(biāo)定點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一。

3)通過對(duì)標(biāo)定點(diǎn)像素坐標(biāo)及物理坐標(biāo)的綜合分析，構(gòu)造合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及非線性算法模型來分析其兩者之間存在的標(biāo)定參數(shù)關(guān)系。

4)利用已知異型塊標(biāo)定點(diǎn)位置坐標(biāo)的鋸齒形異型標(biāo)定塊驗(yàn)證其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及非線性算法的正確性。則該若干標(biāo)定點(diǎn)像素坐標(biāo)值分別為p11(501，977)、p12(857，1513)、p13(1229，977)、p14(1593，1512)、p15(1953，977)、p16(2317，1517)p17(2685，977)、p18(3041，1509)、p19(3409，977)，對(duì)應(yīng)的理想標(biāo)定點(diǎn)物理坐標(biāo)分別為p11′(2,10)、p12′(4,7)、p13′(6,10)、p14′(8,7)、p15′(10,10)、p16′(12,7)、p17′(14,10)、p18′(16,7)、p19′(18,10)，根據(jù)上面步驟所得出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及非線性算法，可得出實(shí)際標(biāo)定點(diǎn)坐標(biāo)值分別為p11"(2.0427,9.9509)、p12”(3.9922,6.9883)、p13"(6.0281,9.9698)、p14"(8.0214,7.0130)、p15"(9.9917,9.9887)、p16"(11.9849,7.0041)、p17"(13.9990.10.0078)、p18"(15.94854，7.0674)、p19"(17.9625,10.0266)，從以上對(duì)比我們可以看出，經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及非線性算法后，實(shí)際標(biāo)定點(diǎn)參數(shù)與理想標(biāo)定點(diǎn)參數(shù)之間的精度誤差是可以忽略不計(jì)的，實(shí)現(xiàn)了通過單目立體視覺的辦法達(dá)到了高精度三維測(cè)量的目的。

從標(biāo)定結(jié)果我們可以看出，基于異型標(biāo)定塊的單目立體視覺標(biāo)定是一種可行的自標(biāo)定方法。