一种用于绘本阅读机器人的图形处理方法及装置制造方法及图纸

一种用于绘本阅读机器人的图形处理方法，其包括：获取原始绘本图像；利用预设维度转换映射图，根据原始绘本图像得到二维绘本图像，预设维度转换映射图能够根据摄像头外参矩阵和摄像头内参矩阵对原始绘本图像进行图像转换来得到二维绘本图像，从而将原始绘本图像中的三维空间坐标系下的齐次坐标转换为二维空间坐标；利用预设畸变映射图对二维绘本图像进行去畸变处理，得到对应于原始绘本图像的标准二维绘本图像。本方法能够满足不同绘本不同拍摄角度的使用要求，在实际使用过程中，用户并不需要像现有技术那样将绘本以特定的角度和位置放置在摄像头拍摄区域内，而是可以更为自由地来放置绘本，这样显然能够大大提高绘本阅读机器人的用户体验。

A graphic processing method and device for picture book reading robot

【技术实现步骤摘要】
一种用于绘本阅读机器人的图形处理方法及装置
本专利技术涉及机器人
，具体地说，涉及一种用于绘本阅读机器人的图形处理方法。
技术介绍
随着人工智能的发展，越来越多的绘本阅读机器人推向市场。绘本阅读机器人能够通过识别卡片、书籍上的内容(例如识别绘本所所印刷的图片或是文字等)，来检索并输出与识别内容相关的信息，从而帮助用户提高自身的认知能力。绘本阅读机器人将图像识别与印刷品检索技术相结合，使得智能机器人具有了与检索印刷品图片的相关信息的交互能力，不仅加强了智能机器人在图片识别与图片检索领域的应用，同时也扩展了智能机器人在教育市场的应用场景。然而，现有的绘本机器人在应用过程中，对于所需要识别的绘本图片的位置要求较为严格。通常，只有当绘本图片按照特定的要求、特定的角度放置在特定的位置上时，绘本机器人才能够具有较好的识别效果，这显然影响了绘本机器人的推广与应用。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种用于绘本阅读机器人的图形处理方法，所述方法包括：步骤一、获取原始绘本图像；步骤二、利用预设维度转换映射图，根据所述原始绘本图像得到二维绘本图像，其中，所述预设维度转换映射图能够根据摄像头外参矩阵和摄像头内参矩阵对所述原始绘本图像进行图像转换来得到二维绘本图像，从而将所述原始绘本图像中的三维空间坐标系下的齐次坐标转换为二维空间坐标；步骤三、利用预设畸变映射图对所述二维绘本图像进行去畸变处理，得到对应于所述原始绘本图像的标准二维绘本图像。根据本专利技术的一个实施例，所述预设畸变映射图包括畸变参数，在所述步骤三中，利用所述畸变参数对所述二维绘本图像进行去畸变处理，以实现径向畸变修正和/或切向畸变修正。根据本专利技术的一个实施例，基于第一组预设标定图像中像素点的三维空间坐标系下的齐次坐标和二维空间坐标，通过调整缩放值s、摄像头内参矩阵I、摄像头外参矩阵[r|t]和畸变参数dist，使得预设函数的取值趋近于零，从而得到摄像头内参矩阵I和畸变参数dist。根据本专利技术的一个实施例，在获取所述第一组预设标定图像时，固定标定图案位置不变，通过移动摄像头从不同的角度进行拍摄，从而得到所述第一组预设标定图像。根据本专利技术的一个实施例，根据摄像头高度和摄像头角度确定所述摄像头外参矩阵。根据本专利技术的一个实施例，基于第二组预设标定图像中像素点的三维空间坐标系下的齐次坐标和二维空间坐标，根据所述摄像头内参矩阵I和畸变参数，确定所述摄像头高度和摄像头角度。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤二中，还结合目标缩放比对所述原始绘本图像进行图像转换。根据本专利技术的一个实施例，确定所述目标缩放比的步骤包括：根据摄像头角度、摄像头高度和摄像头焦距确定缩放值；根据所述缩放值和预设库图片尺寸确定所述目标缩放比。本专利技术还提供了一种程序产品，所述程序产品存储有可执行如上任一项所述的方法步骤的程序代码。本专利技术还提供了一种用于绘本阅读机器人的图形处理系统，所述系统装配有操作系统，所述操作系统能够装载并执行如上所述的程序产品。本专利技术还提供了一种用于绘本阅读机器人的图形处理装置，所述装置包括：绘本图像获取模块，其用于获取原始绘本图像；维度转换模块，其与所述绘本图像获取模块连接，用于利用预设维度转换映射图，根据所述原始绘本图像得到二维绘本图像，其中，所述预设维度转换映射图能够根据摄像头外参矩阵和摄像头内参矩阵对所述原始绘本图像进行图像转换来得到二维绘本图像，从而将所述原始绘本图像中的三维空间坐标系下的齐次坐标转换为二维空间坐标；去畸变模块，其与所述维度转换模块连接，用于利用预设畸变映射图对所述二维绘本图像进行去畸变处理，得到对应于所述原始绘本图像的标准二维绘本图像。根据本专利技术的一个实施例，所述预设畸变映射图包括畸变参数，所述去畸变模块配置为利用所述畸变参数对所述二维绘本图像进行去畸变处理，以实现径向畸变修正和/或切向畸变修正。根据本专利技术的一个实施例，所述装置还包括：参数标定模块，其用于基于第一组预设标定图像中像素点的三维空间坐标系下的齐次坐标和二维空间坐标，通过调整缩放值s、摄像头内参矩阵I、摄像头外参矩阵[r|t]和畸变参数dist，使得预设函数的取值趋近于零，从而得到摄像头内参矩阵I和畸变参数dist。根据本专利技术的一个实施例，在获取所述第一组预设标定图像时，固定标定图案位置不变，通过移动摄像头从不同的角度进行拍摄，从而得到所述第一组预设标定图像。根据本专利技术的一个实施例，所述参数标定模块配置为根据摄像头高度和摄像头角度确定所述摄像头外参矩阵。根据本专利技术的一个实施例，所述参数标定模块配置为基于第二组预设标定图像中像素点的三维空间坐标系下的齐次坐标和二维空间坐标，根据所述摄像头内参矩阵I和畸变参数，确定所述摄像头高度和摄像头角度。根据本专利技术的一个实施例，所述维度转换模块配置为还结合目标缩放比对所述原始绘本图像进行图像转换。根据本专利技术的一个实施例，确定所述目标缩放比的步骤包括：根据摄像头角度、摄像头高度和摄像头焦距确定缩放值；根据所述缩放值和预设库图片尺寸确定所述目标缩放比。本专利技术还提供了一种绘本阅读机器人，所述绘本阅读机器人包括如上任一项所述的图形处理装置。本方法能够满足不同绘本不同拍摄角度的使用要求，在实际使用过程中，用户并不需要像现有技术那样将绘本以特定的角度和位置放置在摄像头拍摄区域内，而是可以更为自由地来放置绘本，这样显然能够大大提高绘本阅读机器人的用户体验。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术一个实施例的用于绘本阅读机器人的图形处理方法的实现流程示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的绘本阅读机器人的应用场景示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的确定摄像头高度和摄像头角度的实现流程示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的小孔成像模型的示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的用于绘本阅读机器人的图形处理装置的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于绘本阅读机器人的图形处理方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤一、获取原始绘本图像；/n步骤二、利用预设维度转换映射图，根据所述原始绘本图像得到二维绘本图像，其中，所述预设维度转换映射图能够根据摄像头外参矩阵和摄像头内参矩阵对所述原始绘本图像进行图像转换来得到二维绘本图像，从而将所述原始绘本图像中的三维空间坐标系下的齐次坐标转换为二维空间坐标；/n步骤三、利用预设畸变映射图对所述二维绘本图像进行去畸变处理，得到对应于所述原始绘本图像的标准二维绘本图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于绘本阅读机器人的图形处理方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一、获取原始绘本图像；
步骤二、利用预设维度转换映射图，根据所述原始绘本图像得到二维绘本图像，其中，所述预设维度转换映射图能够根据摄像头外参矩阵和摄像头内参矩阵对所述原始绘本图像进行图像转换来得到二维绘本图像，从而将所述原始绘本图像中的三维空间坐标系下的齐次坐标转换为二维空间坐标；
步骤三、利用预设畸变映射图对所述二维绘本图像进行去畸变处理，得到对应于所述原始绘本图像的标准二维绘本图像。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设畸变映射图包括畸变参数，在所述步骤三中，利用所述畸变参数对所述二维绘本图像进行去畸变处理，以实现径向畸变修正和/或切向畸变修正。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于第一组预设标定图像中像素点的三维空间坐标系下的齐次坐标和二维空间坐标，通过调整缩放值s、摄像头内参矩阵I、摄像头外参矩阵[r|t]和畸变参数dist，使得预设函数的取值趋近于零，从而得到摄像头内参矩阵I和畸变参数dist。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在获取所述第一组预设标定图像时，固定标定图案位置不变，通过移动摄像头从不同的角度进行拍摄，从而得到所述第一组预设标定图像。


5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，根据摄像头高度和摄像头角度确定所述摄像头外参矩阵。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基于第二组预设标定图像中像素点的三维空间坐标系下的齐次坐标和二维空间坐标，根据所述摄像头内参矩阵I和畸变参数，确定所述摄像头高度和摄像头角度。


7.如权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，还结合目标缩放比对所述原始绘本图像进行图像转换。


8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，确定所述目标缩放比的步骤包括：
根据摄像头角度、摄像头高度和摄像头焦距确定缩放值；
根据所述缩放值和预设库图片尺寸确定所述目标缩放比。


9.一种程序产品，其特征在于，所述程序产品存储有可执行如权利要求1～8中任一项所述的方法步骤的程序代码。


10.一种用于绘本阅读机器人的图形处理系统，其特征在于，所述系统装配有操作系统，所述操作系统能够装载并执行如权利要求9所述的程序产品。


11.一种用于绘本阅读...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆羽皓，
申请(专利权)人：北京光年无限科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11