基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別方法及系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：a、設(shè)置各種圓形標(biāo)志，并建立平面坐標(biāo)系，利用特定的編碼標(biāo)志的像點(diǎn)坐標(biāo)和已知物點(diǎn)的三維坐標(biāo)解算出相機(jī)的概略外方位元素；b、利用概略外方位元素和已知其他各編碼標(biāo)志的圓心物點(diǎn)三維坐標(biāo)反算出其像點(diǎn)坐標(biāo)，再利用反算出的像點(diǎn)坐標(biāo)與像片中已經(jīng)識(shí)別的圓形標(biāo)志中心的像點(diǎn)坐標(biāo)按照最小距離匹配原則一一匹配，從而確定出各坐標(biāo)的編碼值；c、利用已確定編碼的標(biāo)志的像點(diǎn)坐標(biāo)和物點(diǎn)三維坐標(biāo)重新計(jì)算相機(jī)的外方位元素，并重復(fù)步驟b，從而剔除誤匹配編碼標(biāo)志和補(bǔ)全漏匹配的編碼標(biāo)志。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)、快速準(zhǔn)確的識(shí)別大量編碼標(biāo)志，以滿足攝影測(cè)量和計(jì)算機(jī)視覺(jué)導(dǎo)航的需求。
【專利說(shuō)明】基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別方法及系統(tǒng)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種編碼標(biāo)志識(shí)別方法，特別是涉及一種基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別方法及系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】:
攝影測(cè)量和計(jì)算機(jī)視覺(jué)導(dǎo)航中，通常要求目標(biāo)物能夠提供足夠多且精確的特征點(diǎn)信息。但是，在攝影測(cè)量實(shí)際應(yīng)用中，某些應(yīng)用場(chǎng)合難以提供足夠數(shù)量的特征點(diǎn)(如空曠的地域)，而在計(jì)算機(jī)視覺(jué)導(dǎo)航應(yīng)用中，由于特征點(diǎn)坐標(biāo)通常未知且難以精確測(cè)定，因此難以滿足精度要求。因此，在上述情況下，多采用布設(shè)人工標(biāo)志點(diǎn)的方式提供足夠數(shù)量且精度較高的特征點(diǎn)。
[0003]編碼標(biāo)志是一種特殊的測(cè)量標(biāo)志，每個(gè)編碼標(biāo)志都對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的識(shí)別編碼。編碼標(biāo)志的作用主要有兩方面:作為控制點(diǎn)輔助實(shí)現(xiàn)同名像點(diǎn)自動(dòng)匹配；輔助多張像片的自動(dòng)拼接。
[0004]目前的編碼標(biāo)志方案大多基于形狀、色彩和結(jié)構(gòu)的不同來(lái)區(qū)分編碼。這些方式最突出的問(wèn)題主要有:(I)產(chǎn)生的編碼標(biāo)志數(shù)量有限，一般的編碼方案不會(huì)超過(guò)500個(gè)編碼容量，這不能滿足一些攝影測(cè)量任務(wù)的要求；(2)在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)條件下拍攝編碼標(biāo)志時(shí)，容易產(chǎn)生編碼標(biāo)志的變形，從而影響編碼識(shí)別，造成誤匹配。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠?qū)崟r(shí)、快速準(zhǔn)確的識(shí)別大量編碼標(biāo)志，以滿足攝影測(cè)量和計(jì)算機(jī)視覺(jué)導(dǎo)航需求的基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別方法及系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別方法，包括以下步驟:
a、在攝影像片內(nèi)設(shè)置一個(gè)最大圓標(biāo)志、一個(gè)次大圓標(biāo)志和不限數(shù)量的小圓標(biāo)志，每個(gè)圓形標(biāo)志均設(shè)有唯一編碼，所述編碼由其使用時(shí)的三維坐標(biāo)所決定；
b、對(duì)攝影像片內(nèi)的圓形標(biāo)志進(jìn)行逐一搜索，根據(jù)面積比對(duì)的方法，找到最大圓標(biāo)志和次大圓標(biāo)志，以次大圓標(biāo)志的圓心為原點(diǎn)，以次大圓標(biāo)志的圓心與最大圓標(biāo)志的圓心之間的連線為Y軸，與其垂直的為X軸建立平面坐標(biāo)系；
C、在次大圓標(biāo)志的附近搜索距離最近并且對(duì)稱分布的四個(gè)小圓標(biāo)志，這四個(gè)小圓標(biāo)志分別分布在該平面坐標(biāo)系的四個(gè)象限內(nèi)，利用上述六個(gè)特定的編碼標(biāo)志圓心的像點(diǎn)坐標(biāo)和已知的物點(diǎn)三維坐標(biāo)解算出相機(jī)的概略外方位元素；
d、利用概略外方位元素和已知其他各編碼標(biāo)志的圓心物點(diǎn)三維坐標(biāo)反算出其像點(diǎn)坐標(biāo)，再利用反算出的像點(diǎn)坐標(biāo)與像片中已經(jīng)識(shí)別的圓形標(biāo)志中心的像點(diǎn)坐標(biāo)按照最小距離匹配原則一一匹配，從而確定出各坐標(biāo)的編碼值；
e、利用已確定編碼的標(biāo)志的像點(diǎn)坐標(biāo)和物點(diǎn)三維坐標(biāo)重新計(jì)算相機(jī)的外方位元素，并重復(fù)步驟d，從而剔除誤匹配編碼標(biāo)志和補(bǔ)全漏匹配的編碼標(biāo)志。
[0007]在步驟c中，對(duì)稱分布的四個(gè)小圓標(biāo)志按照1、I1、m、iv象限分別編為編碼標(biāo)志A、編碼標(biāo)志B、編碼標(biāo)志C和編碼標(biāo)志D。所述最大圓標(biāo)志、次大圓標(biāo)志和小圓標(biāo)志為平面圓或圓柱體。
[0008]一種基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)，在攝影像片內(nèi)設(shè)置一個(gè)最大圓標(biāo)志、一個(gè)次大圓標(biāo)志和不限數(shù)量的小圓標(biāo)志，每個(gè)圓形標(biāo)志均設(shè)有唯一編碼，所述編碼由其使用時(shí)的三維坐標(biāo)所決定；以次大圓標(biāo)志的圓心為原點(diǎn)，以次大圓標(biāo)志的圓心與最大圓標(biāo)志的圓心之間的連線為Y軸，與其垂直的為X軸建立平面坐標(biāo)系；在次大圓標(biāo)志的附近搜索距離最近并且對(duì)稱分布的四個(gè)小圓標(biāo)志，這四個(gè)小圓標(biāo)志分別分布在該平面坐標(biāo)系的四個(gè)象限內(nèi)。
[0009]對(duì)稱分布的所述四個(gè)小圓標(biāo)志按照1、I1、m、iv象限分別設(shè)置為編碼標(biāo)志a、編碼標(biāo)志B、編碼標(biāo)志C和編碼標(biāo)志D。所述最大圓標(biāo)志、次大圓標(biāo)志和小圓標(biāo)志為平面圓或圓柱體。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明先利用建立的坐標(biāo)系確定各坐標(biāo)的編碼值，再根據(jù)已確定編碼的標(biāo)志的像點(diǎn)坐標(biāo)和物點(diǎn)三維坐標(biāo)重新計(jì)算相機(jī)的外方位元素，從而剔除誤匹配編碼標(biāo)志和補(bǔ)全漏匹配的編碼標(biāo)志，達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。
[0011]2、本發(fā)明能夠設(shè)置眾多不限量的小圓標(biāo)志，在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)條件下拍攝編碼標(biāo)志不會(huì)產(chǎn)生編碼標(biāo)志的變形，從而提高編碼識(shí)別的準(zhǔn)確性，滿足所有攝影測(cè)量任務(wù)的需求。
[0012]3、本發(fā)明編碼標(biāo)志圓既可以采用平面圓結(jié)構(gòu)，還可以采用圓柱體結(jié)構(gòu)，容易實(shí)施，增加定位測(cè)量的準(zhǔn)確性。
[0013]4、本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)、快速準(zhǔn)確的識(shí)別大量編碼標(biāo)志，其應(yīng)用范圍廣，易于推廣實(shí)施，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0014]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1為基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例:參見(jiàn)圖1，圖中，1-最大圓標(biāo)志，2-次大圓標(biāo)志，3-對(duì)稱的小圓標(biāo)志，4-小圓標(biāo)志，5-攝影像片。
[0016]基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)，其中:在攝影像片5內(nèi)設(shè)置一個(gè)最大圓標(biāo)志1、一個(gè)次大圓標(biāo)志2和不限數(shù)量的小圓標(biāo)志4，每個(gè)圓形標(biāo)志均設(shè)有唯一編碼，編碼由其使用時(shí)的三維坐標(biāo)所決定；以次大圓標(biāo)志2的圓心為原點(diǎn)，以次大圓標(biāo)志2的圓心與最大圓標(biāo)志I的圓心之間的連線為Y軸，與其垂直的為X軸建立平面坐標(biāo)系；在次大圓標(biāo)志2的附近搜索距離最近并且對(duì)稱分布的四個(gè)小圓標(biāo)志3，這四個(gè)小圓標(biāo)志分別分布在該平面坐標(biāo)系的四個(gè)象限內(nèi)。
[σ?ι?] 對(duì)稱分布的四個(gè)小圓標(biāo)志按照1、I1、m、iv象限分別設(shè)置為編碼標(biāo)志a、編碼標(biāo)志
B、編碼標(biāo)志C和編碼標(biāo)志D。最大圓標(biāo)志1、次大圓標(biāo)志2和小圓標(biāo)志4為平面圓或圓柱體。
[0018]基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別方法，包括以下步驟:
a、在攝影像片5內(nèi)設(shè)置一個(gè)最大圓標(biāo)志1、一個(gè)次大圓標(biāo)志2和不限數(shù)量的小圓標(biāo)志4，每個(gè)圓形標(biāo)志均設(shè)有唯一編碼，所述編碼由其使用時(shí)的三維坐標(biāo)所決定；
b、對(duì)攝影像片5內(nèi)的圓形標(biāo)志進(jìn)行逐一搜索，根據(jù)面積比對(duì)的方法，找到最大圓標(biāo)志I和次大圓標(biāo)志2，以次大圓標(biāo)志2的圓心為原點(diǎn)，以次大圓標(biāo)志2的圓心與最大圓標(biāo)志I的圓心之間的連線為Y軸，與其垂直的為X軸建立平面坐標(biāo)系；
C、在次大圓標(biāo)志2的附近搜索距離最近并且對(duì)稱分布的四個(gè)小圓標(biāo)志3，這四個(gè)小圓標(biāo)志分別分布在該平面坐標(biāo)系的四個(gè)象限內(nèi)，利用上述六個(gè)特定的編碼標(biāo)志圓心的像點(diǎn)坐標(biāo)和已知的物點(diǎn)三維坐標(biāo)解算出相機(jī)的概略外方位元素；
d、利用概略外方位元素和已知其他各編碼標(biāo)志的圓心物點(diǎn)三維坐標(biāo)反算出其像點(diǎn)坐標(biāo)，再利用反算出的像點(diǎn)坐標(biāo)與像片中已經(jīng)識(shí)別的圓形標(biāo)志中心的像點(diǎn)坐標(biāo)按照最小距離匹配原則一一匹配，從而確定出各坐標(biāo)的編碼值；
e、利用已確定編碼的標(biāo)志的像點(diǎn)坐標(biāo)和物點(diǎn)三維坐標(biāo)重新計(jì)算相機(jī)的外方位元素，并重復(fù)步驟d，從而剔除誤匹配編碼標(biāo)志和補(bǔ)全漏匹配的編碼標(biāo)志。
[0019]在步驟c中，對(duì)稱分布的四個(gè)小圓標(biāo)志按照1、I1、m、iv象限分別編為編碼標(biāo)志A、編碼標(biāo)志B、編碼標(biāo)志C和編碼標(biāo)志D。最大圓標(biāo)志、次大圓標(biāo)志和小圓標(biāo)志為平面圓或圓柱體。
[0020]本發(fā)明先利用建立的坐標(biāo)系確定各坐標(biāo)的編碼值，再根據(jù)已確定編碼的標(biāo)志的像點(diǎn)坐標(biāo)和物點(diǎn)三維坐標(biāo)重新計(jì)算相機(jī)的外方位元素，從而剔除誤匹配編碼標(biāo)志和補(bǔ)全漏匹配的編碼標(biāo)志，以滿足攝影測(cè)量和計(jì)算機(jī)視覺(jué)導(dǎo)航的需求。
[0021]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別方法，包括以下步驟: a、在攝影像片內(nèi)設(shè)置一個(gè)最大圓標(biāo)志、一個(gè)次大圓標(biāo)志和不限數(shù)量的小圓標(biāo)志，每個(gè)圓形標(biāo)志均設(shè)有唯一編碼，所述編碼由其使用時(shí)的三維坐標(biāo)所決定； b、對(duì)攝影像片內(nèi)的圓形標(biāo)志進(jìn)行逐一搜索，根據(jù)面積比對(duì)的方法，找到最大圓標(biāo)志和次大圓標(biāo)志，以次大圓標(biāo)志的圓心為原點(diǎn)，以次大圓標(biāo)志的圓心與最大圓標(biāo)志的圓心之間的連線為Y軸，與其垂直的為X軸建立平面坐標(biāo)系； C、在次大圓標(biāo)志的附近搜索距離最近并且對(duì)稱分布的四個(gè)小圓標(biāo)志，這四個(gè)小圓標(biāo)志分別分布在該平面坐標(biāo)系的四個(gè)象限內(nèi)，利用上述六個(gè)特定的編碼標(biāo)志圓心的像點(diǎn)坐標(biāo)和已知的物點(diǎn)三維坐標(biāo)解算出相機(jī)的概略外方位元素； d、利用概略外方位元素和已知其他各編碼標(biāo)志的圓心物點(diǎn)三維坐標(biāo)反算出其像點(diǎn)坐標(biāo)，再利用反算出的像點(diǎn)坐標(biāo)與像片中已經(jīng)識(shí)別的圓形標(biāo)志中心的像點(diǎn)坐標(biāo)按照最小距離匹配原則一一匹配，從而確定出各坐標(biāo)的編碼值； e、利用已確定編碼的標(biāo)志的像點(diǎn)坐標(biāo)和物點(diǎn)三維坐標(biāo)重新計(jì)算相機(jī)的外方位元素，并重復(fù)步驟d，從而剔除誤匹配編碼標(biāo)志和補(bǔ)全漏匹配的編碼標(biāo)志。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別方法，其特征是:在步驟c中，對(duì)稱分布的四個(gè)小圓標(biāo)志按照1、I1、II1、IV象限分別編為編碼標(biāo)志A、編碼標(biāo)志B、編碼標(biāo)志C和編碼標(biāo)志D。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別方法，其特征是:所述最大圓標(biāo)志、次大圓標(biāo)志和小圓標(biāo)志為平面圓或圓柱體。
4.一種基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)，其特征是:在攝影像片內(nèi)設(shè)置一個(gè)最大圓標(biāo)志、一個(gè)次大圓標(biāo)志和不限數(shù)量的小圓標(biāo)志，每個(gè)圓形標(biāo)志均設(shè)有唯一編碼，所述編碼由其使用時(shí)的三維坐標(biāo)所決定；以次大圓標(biāo)志的圓心為原點(diǎn)，以次大圓標(biāo)志的圓心與最大圓標(biāo)志的圓心之間的連線為Y軸，與其垂直的為X軸建立平面坐標(biāo)系；在次大圓標(biāo)志的附近搜索距離最近并且對(duì)稱分布的四個(gè)小圓標(biāo)志，這四個(gè)小圓標(biāo)志分別分布在該平面坐標(biāo)系的四個(gè)象限內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)，其特征是:對(duì)稱分布的所述四個(gè)小圓標(biāo)志按照1、I1、II1、IV象限分別設(shè)置為編碼標(biāo)志A、編碼標(biāo)志B、編碼標(biāo)志C和編碼標(biāo)志D。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于坐標(biāo)的分布型編碼標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)，其特征是:所述最大圓標(biāo)志、次大圓標(biāo)志和小圓標(biāo)志為平面圓或圓柱體。
【文檔編號(hào)】G06K9/62GK104376328SQ201410651226
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】董明, 張偉政, 鐘浩, 耿琦, 蘇迪, 程永飛, 賈學(xué)東, 陳國(guó)軍, 何婷, 賈超廣, 李豐陽(yáng), 魏暉 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 鄭州艾普世科技有限公司, 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司