一种基于编码环采样的环状编码标记点解码识别方法技术

本发明专利技术公开一种基于编码环采样的环状编码标记点解码识别方法，属于双目立体视觉测量技术领域。包括以下步骤：对获取的图像数据进行像素级边缘检测，设定阈值条件，进行轮廓筛选；对筛选结果再次进行亚像素级边缘检测，并对检测的边缘轮廓进行椭圆拟合，得到椭圆参数；对编码环进行采样，设定自适应阈值，进行二值化处理；基于采样二值序列，进行解码识别，计算得到环状编码标记点的解码值。本发明专利技术所提供的方法无需对编码标记点的成像区域进行变换操作，可直接进行解码识别，方便快捷，计算量小，识别效率高，具有更好的抗干扰性和鲁棒性。

A decoding method for ring coded marker dots based on sampling of coded rings

The invention discloses a method for decoding and identifying ring coded marker points based on sampling of coding rings, which belongs to the technical field of binocular stereo vision measurement. It includes the following steps: pixel-level edge detection for the acquired image data, setting threshold conditions and contour screening; sub-pixel-level edge detection for the screening results, ellipse fitting for the detected edge contour to obtain ellipse parameters; sampling for the encoding ring, setting adaptive threshold, and proceeding. Binarization processing; based on sampling binary sequence, decoding recognition is carried out, and decoding value of ring coded marker points is calculated. The method provided by the invention does not need to transform the imaging area of the coding mark points, and can directly decode and identify, which is convenient, fast, less computational cost, high recognition efficiency, better anti-interference and robustness.

【技术实现步骤摘要】
一种基于编码环采样的环状编码标记点解码识别方法
本专利技术涉及双目立体视觉测量
，具体指一种基于编码环采样的环状编码标记点解码识别方法。
技术介绍
基于双目立体视觉技术进行三维测量时，需要对左右相机拍摄的图像进行立体匹配，以计算被测物体的三维信息。匹配的精度至关重要，直接决定了最终的测量精度。然而，传统立体匹配方法往往存在计算复杂度高、匹配精度较低的缺点，无法满足高精度的测量需求。为此，需要借助一种特征明显且具有唯一标识信息的编码标记点，将之粘贴在被测物体上进行双目成像，通过检测和识别图像中的编码标记点，实现左右相机拍摄图像的精确匹配。具有代表性的编码标记点设计有：Schneider等人设计的环状编码标记点；杨建等人设计的点状编码标记点；Shortis等人设计的方形编码标记点；Yang等人设计的彩色编码标记点。其中，环状编码标记点因具有仿射不变特性、平移旋转不变性以及尺度不变性等优点，易于提取识别，被广泛应用于近景三维测量中。经检索，专利201310275296.3介绍了一种环状编码标记点的检测与识别方法，该方法通过坐标变换的方式将局部同心椭圆变换为平行直线，实现了编码标记点的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于编码环采样的环状编码标记点解码识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：使用相机拍摄获取含有环状编码标记点的图像数据；步骤2：对图像数据进行像素级边缘检测；步骤3：基于步骤2得到的像素级边缘检测结果，计算所有像素级边缘轮廓的周长Li、面积Ai以及形状因子Ci，其中，i＝1,2,...,l表示每个像素级边缘轮廓的编号，l表示像素级边缘轮廓的数量；步骤4：设置最小周长阈值Lmin、最大周长阈值Lmax、最小面积阈值Amin、最大面积阈值Amax、最小形状因子阈值Cmin、最大形状因子阈值Cmax，筛除不满足阈值条件的像素级边缘轮廓；步骤5：基于步骤4得到的像素级边缘轮廓筛选结果，进行...

【技术特征摘要】
1.一种基于编码环采样的环状编码标记点解码识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：使用相机拍摄获取含有环状编码标记点的图像数据；步骤2：对图像数据进行像素级边缘检测；步骤3：基于步骤2得到的像素级边缘检测结果，计算所有像素级边缘轮廓的周长Li、面积Ai以及形状因子Ci，其中，i＝1,2,...,l表示每个像素级边缘轮廓的编号，l表示像素级边缘轮廓的数量；步骤4：设置最小周长阈值Lmin、最大周长阈值Lmax、最小面积阈值Amin、最大面积阈值Amax、最小形状因子阈值Cmin、最大形状因子阈值Cmax，筛除不满足阈值条件的像素级边缘轮廓；步骤5：基于步骤4得到的像素级边缘轮廓筛选结果，进行亚像素级边缘检测；步骤6：对步骤5得到的亚像素级边缘轮廓进行最小二乘椭圆拟合，求得每个亚像素级边缘轮廓的椭圆中心坐标(xi,yi)、短轴半径ai、长轴半径bi以及姿态角θi，其中，i＝1,2,...,n表示亚像素级边缘轮廓的编号，n表示亚像素级边缘轮廓的数量；步骤7：基于环状编码标记点的比例因子σ，计算编码环的椭圆参数；步骤8：基于步骤7求得的环状编码标记点编码环的椭圆参数，在椭圆上以任意位置为起点，按逆时针方向对编码环进行采样，得到采样序列Si＝{si,1,si,2,...,si,j,...,si,k}，其中，i＝1,2,...,n为编码环编号，si,j表示第i个编码环的第j个采样灰度值，k表示采样数量；步骤9：对于每个采样序列Si，设定自适应阈值Ti，进行二值化处理，得到二值序列S'i＝{s'i,1,s'i,2,...,s'i,k}；步骤10：判断二值序列S'i的首位和尾位是否相同，若相同，则进行循环移位，直到首位和尾位不同为止；步骤11：统计二值序列S'i中连续0和连续1的段数Mi，以及每段中0或1的个数Pi,j，j＝1,2,...,Mi，计算每段的二进制位数Qi,j；步骤12：基于步骤11求得的二值序列S'i中每段连续0或连续1的二进制位数Qi,j，顺序组成一个N位的二进制码值，循环移位，得到N个二进制码值及其对应的十进制数，其中最小的十进制数即为编码标记点的解码值。2.根据权利要求1所述的基于编码环采样的环状编码标记点解码识别方法，其特征在于：所述步骤1中的环状编码标记点由中间的目标圆和外缘的编码环两部分组成，目标圆中心点用于定位，编码环用于编码；编码环被等分为N份，每一份根据黑白颜色对应一个二进...

【专利技术属性】
技术研发人员：左承林，马军，梁磊，岳廷瑞，宋晋，武文军，史喆羽，刘垒，
申请(专利权)人：空气动力学国家重点实验室，中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51