一种基于几何特征约束的定位方法技术

本申请提供一种基于几何特征约束关系的定位方法及装置，所述方法的流程包括获取待处理图像‑确定备选线段‑确定目标区域，该基于目标影像的几何特征，结合图像信息特征，能够快速地在图像中确定目标影像的位置和范围，该方法无需模板也无需进行训练，对于不同场景以及不同目标影像只需要调整特定参数设定即可实现快速定位，通用性强，与传统方法相比，搜索定位耗时大幅度缩短。

A location method based on geometric feature constraint

【技术实现步骤摘要】
一种基于几何特征约束的定位方法
本申请属于工业视觉领域，特别涉及一种基于几何特征约束的定位方法。
技术介绍
在工业视觉领域，常会有在图像中对特定目标影像进行准确定位的需求，这些目标影像通常具有特定的几何特征，例如，图1a示出一幅具有部分五角星的图像，图1b示出一个工件的实物照片图像，图1c示出一种DM方阵码的实物图像，图1d示出一种DM点阵码的实物图像，在工业视觉领域，可能根据需求首先需要在图像中定位出如图1a所示五角星的边缘，定位出如图1b所示工件中方形孔，图1c所示工件上的DM方阵码或者图1d示出的DM点阵码。目前，在图像中定位目标影像的常用方法是，通过对目标影像的几何特征进行训练，并将得到的几何特征保存下来作为模板，然后在实时图像中搜索与模板近似匹配的目标影像。但是，这种方法适用对象有限，模板通用性差，需要保证同一批待处理图像的背景基本相似、目标影像也基本相同，图像大小和角度也需要相同，对于场景不同、目标影像不同的情形均需要重新进行训练，而且，由于这种方法需要以一定步长遍历旋转和缩放的范围以搜索最优匹配位置，因此，如果图像发生旋转或者缩放，采用这种方法进行目标影像定位的过程耗时较多，实时搜索效率低，难以满足现场实际项目需求。例如，工业视觉领域中对于二维码DM码的定位，如果训练模板为点阵DM码，则无法检测方阵DM码。
技术实现思路
为解决在图像中对目标影像进行定位无通用性方法，并且定位效率低的问题，本申请提供一种基于几何特征约束的定位方法，所述定位方法基于目标影像的几何特征，结合图像信息特征，能够快速地在图像中确定目标影像的位置和范围，该方法无需模板也无需进行训练，对于不同场景以及不同目标影像只需要调整特定参数设定即可实现快速定位，通用性强，与传统方法相比，搜索定位耗时大幅度缩短。本申请的目的在于提供一种基于几何特征约束的定位方法，所述方法包括：获取待处理图像；确定备选线段，所述备选线段为所述待处理图像中影像的直线型边界线；根据所述备选线段确定候选区域；确定目标区域，所述目标区域为满足预设筛选条件的候选区域。在一种可实现的方式中，在获取待处理图像之后，在确定备选线段之前还可以包括：在所述待处理图像上确定ROI区域；获取待处理子图像，所述待处理子图像为所述ROI区域对应的图像。在一种可实现的方式中，根据所述备选线段确定候选区域包括：将所述备选线段分成若干备选线段组，每组备选线段组中包括预设数量的备选线段；根据所述备选线段组确定候选线段组，所述候选线段组为组内各备选线段满足预设几何约束关系的备选线段组，其中，所述几何约束关系包括长宽比、夹角角度、线段长度；根据所述候选线段组按照预设生成规则生成候选区域，所述预设生成规则包括建立最小外接仿射矩形、线段组合所围成的区域等。在一种可实现的方式中，确定目标区域包括：根据候选区域获取准目标区域；根据所述准目标区域获取准目标图像；计算准目标图像排序分数；根据所述排序分数确定目标区域，所述目标区域为排序分数满足预设值的准目标图像对应的准目标区域。进一步地，根据候选区域获取准目标区域包括：根据所述候选区域在所述待处理图像上确定候选区域图像；获取所述候选区域图像的灰度特征；确定准目标区域，所述准目标区域为灰度特征满足预设灰度条件，并且位置满足位置预设条件的候选区域图像所对应的候选区域。可选地，获取所候选在区域图像的灰度特征包括：将所述候选区域图像均分为多个候选区域子图像；获取每个候选区域子图像的灰度特征。与现有技术相比，本申请提供的基于几何特征的定位方法根据目标影像边界线的几何关系，结合影像的灰度特征能够快速在待处理图像中确定目标区域，无需训练模板，通用性强，而且耗时少，效率高。第二方面，本申请还提供一种基于几何特征约束的定位装置，所述装置包括：图像获取模组，用于获取待处理图像；线段确定模组，用于确定备选线段，所述备选线段为所述待处理图像中影像的直线型边界线；候选区域确定模组，用于根据所述备选线段确定候选区域；目标区域确定模组，用于确定目标区域，所述目标区域为满足预设筛选条件的候选区域。在一种可实现的方式中，所述装置还包括：ROI区域确定模组，用于在所述待处理图像上确定ROI区域；子图像获取模组，用于获取待处理子图像，所述待处理子图像为所述ROI区域对应的图像。在一种可实现的方式中，候选区域确定模组包括：线段组建立模块，用于将所述备选线段分成若干备选线段组，每组备选线段组中包括预设数量的备选线段；线段组建立模块，用于根据所述备选线段组确定候选线段组，所述候选线段组为组内各备选线段满足预设几何约束关系的备选线段组，其中，所述几何约束关系包括长宽比、夹角角度、线段长度；候选区域生成模块，用于根据所述候选线段组按照预设生成规则生成候选区域，所述预设生成规则包括建立最小外接仿射矩形、线段组合所围成的区域等。在一种可实现的方式中，目标区域确定模组包括：准目标区域生成模块，用于根据候选区域获取准目标区域；准目图像获取模块，用于根据所述准目标区域获取准目标图像；排序分数计算模块，用于计算准目标图像排序分数；准目标区域生成模块，用于根据所述排序分数确定目标区域，所述目标区域为排序分数满足预设值的准目标图像对应的准目标区域。进一步地，准目标区域生成模块包括：候选区域图像确定单元，用于根据所述候选区域在所述待处理图像上确定候选区域图像；灰度特征生成单元，用于获取所述候选区域图像的灰度特征；准目标区域确定单元，用于确定准目标区域，所述准目标区域为灰度特征满足预设灰度条件，并且位置满足位置预设条件的候选区域图像所对应的候选区域。可选地，灰度特征生成单元包括：图像拆分子单元，用于将所述候选区域图像均分为多个候选区域子图像；灰度特征获取子单元，用于获取每个候选区域子图像的灰度特征。第三方面，本申请还提供一种基于几何特征约束的定位的程序，所用程序用于执行时实现上述第一方面所述基于几何特征约束的定位方法的步骤。第四方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述第一方面所述基于几何特征约束的定位方法的步骤。第五方面，一种检测设备，所述检测设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述第一方面所述基于几何特征约束的定位方法。附图说明图1a示出一幅具有部分五角星的图像；图1b示出一个工件的实物照片图像；图1c示出一种DM方阵码的实物图像；图1d示出一种DM点阵码的实物图像；图1e示出一种DM方阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于几何特征约束的定位方法，特征在于，所述方法包括：/n获取待处理图像；/n确定备选线段，所述备选线段为所述待处理图像中影像的直线型边界线；/n根据所述备选线段确定候选区域；/n确定目标区域，所述目标区域为满足预设筛选条件的候选区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于几何特征约束的定位方法，特征在于，所述方法包括：
获取待处理图像；
确定备选线段，所述备选线段为所述待处理图像中影像的直线型边界线；
根据所述备选线段确定候选区域；
确定目标区域，所述目标区域为满足预设筛选条件的候选区域。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取待处理图像之后，在确定备选线段之前还可以包括：
在所述待处理图像上确定ROI区域；
获取待处理子图像，所述待处理子图像为所述ROI区域对应的图像。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述备选线段确定候选区域包括：
将所述备选线段分成若干备选线段组，每组备选线段组中包括预设数量的备选线段；
根据所述备选线段组确定候选线段组，所述候选线段组为组内各备选线段满足预设几何约束关系的备选线段组，其中，所述几何约束关系包括长宽比、夹角角度、线段长度；
根据所述候选线段组按照预设生成规则生成候选区域，所述预设生成规则包括建立最小外接仿射矩形、线段组合所围成的区域等。


4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，确定目标区域包括：
根据候选区域获取准目标区域；
根据所述准目标区域获取准目标图像；
计算准目标图像排序分数；
根据所述排序分数确定目标区域，所述目标区域为排序分数满足预设值的准目标图像对应的准目标区域。


5.根据权利要求1至4任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫利那，姚毅，赵敏，杨建乔，彭斌，
申请(专利权)人：凌云光技术集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11