一种摄影测量中点状编码标志的改进方法技术

本发明专利技术公开了一种摄影测量中点状编码标志的改进方法，具体涉及摄影测量领域，包括Hattori八点编码的生成，所述Hattori八点编码生成包括Hattori八点编码的构建，设置有六个模板点，分别为A1、A2、B、C、D、E和三十个编码点，分别为1‑30，六个模板点中B、C、D、E四个点固定不变，从A1和A2中任选一个作为模板点，三十个编码点中任选三个组成八点编码。本发明专利技术通过在五个模板点AEC的延长线上增加一个模板点，实现Hattori编码容量的两倍增长，并通过试验发现，在常规近景摄影测量角度范围内，识别率达到95％以上，满足实际作业需求。

【技术实现步骤摘要】
一种摄影测量中点状编码标志的改进方法
本专利技术涉及摄影测量
，更具体地说，本专利技术涉及一种摄影测量中点状编码标志的改进方法。
技术介绍
目前的近景数字摄影测量中，基本实现了高精度的自动化测量，替代了传统的人工处理影像的过程。在这过程中，采用了带数字编码信息的编码标志，来进行编码号的自动匹配。首先，通过图像处理方法对采集的影像数据进行分析处理得到像素坐标；然后，利用编码标志自身特征信息确定其在图像数据中的位置；最后，通过解码识别编码，完成编码号的自动匹配。不同图像中相同的编码标志可以作为图像自动拼接的公共点；除此之外，编码标志还有一个重要的角色——作为后方交会的控制点。快速高精度的自动化摄影测量技术，在很多领域得到了很大的推广和应用，如工业计量学、机器和机器人视觉、医学、运动学、考古学、建筑学、建筑管理等。根据不同领域的需求和实际现场环境，所采用的编码标志也各不相同。目前，国际上运用较广泛的两种编码标志是点分布状及同心圆环状编码，分别以美国GSI公司的V-STARS系统中使用的Hattori编码标志和德国Gom公司的TRITOP系统中使用的Schneider编码标志为代表。编码容量是指对于一种编码标志的设计，通过对其几何分布进行改变，可以得到的所有编码标志的个数。V-STARS系统包含两种编码标志，分别称为六点编码和八点编码，每个点都采用圆作为基本图形。两种编码标志的容量是有差异的。每一种编码都具有一定的容量。随着被测量对象的尺寸的增大和结构的复杂化，目前成熟的测量系统所配备编码的容量，不能达到上述领域所需要的编码数量，这对大容量的编码标志设计提出了需求。而传统的Hattori八点编码具有较强的可靠性，不容易丢失编码信息，而且识别错误的概率也极低，已得到了广泛的实际测量应用。但是编码容量不能满足人们的使用要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种摄影测量中点状编码标志的改进方法，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提高编码的容量。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种摄影测量中点状编码标志的改进方法，包括以下步骤：步骤一：图像处理，所述图像处理包括图像预处理、边缘检测及跟踪和中心定位；步骤二：Hattori八点编码的生成，所述Hattori八点编码生成包括Hattori八点编码的构建，设置有六个模板点，分别为A1、A2、B、C、D、E和三十个编码点，分别为1-30，六个模板点中B、C、D、E四个点固定不变，从A1和A2中任选一个作为模板点，三十个编码点中任选三个组成八点编码；各点坐标值的设计，C点为原点，CD和CB分别为X轴和Y轴方向，构成右手系；编码库的生成，将三十个编码点分为两组，第一组为1-15号，第二组为16-30号，编码点选取如下：(1)在第一组中选取两个编码点，在第二组中选取一个编码点，同一组两个编码点之间至少间隔两个编码点，有两种情况：1到3号选一个点，10到15号选一个点(组合数为3*6)或者4到6号选一个点，13到15号选一个点(组合数为3*3)，总的组合数为(3*6+3*3)*15为405；(2)在第一组中选取一个编码点，在第二组中选取两个编码点，同一组两个编码点之间至少间隔两个编码点，有两种情况：1到3号选一个点，10到15号选一个点(组合数为3*6)或者4到6号选一个点，13到15号选一个点(组合数为3*3)，总的组合数为(3*6+3*3)*15为405；当模板点选取A1时，编码的容量为810，当模板点选取A2时，编码的容量也是810，编码点的总容量为1620；步骤三：解码，解码包括交比值的确定，利用模板点求解仿射变换参数，再对编码点进行仿射变换，最终得到编码序列。在一个优选的实施方式中，所述所述图像预处理是对原始图像进行平滑滤波和区域分割处理过程，能够过滤掉图像中的噪声和非对象标志信息，尽可能的只保留需要的标志信息；所述边缘检测及跟踪是通过Canny算子检测出圆形编码标志的边缘，然后对跟踪后的边缘和包含在边缘内的像素进行检验，进一步过滤掉不需要的噪音；所述中心定位是确定了标志的轮廓信息之后，获取各轮廓决定的图形质心坐标，实现中心定位。在一个优选的实施方式中，所述Hattori八点编码为十进制编码，五个模板点的作用是编码点群的确定和仿射变换参数的求取，三个编码点决定编码号。在一个优选的实施方式中，所述五个模板点分别作两条连线AEC和BD，并取两线交点F，并按照公式(1)可以得出四点A、E、C、F的交比值t：在一个优选的实施方式中，所述步骤三中仿射变换参数通过五个模板点的实际像素坐标和设计坐标根据最小二乘法计算得出。在一个优选的实施方式中，所述仿射变换参数通过公式(2)能够得到仿射变换关系，将三个编码点的实际像素坐标带入仿射变换关系中得到三个编码点的反算坐标值，与现有技术相比，本专利技术的技术效果和优点：本专利技术通过在五个模板点AEC的延长线上增加一个模板点，实现Hattori编码容量的两倍增长，并通过试验发现，在常规近景摄影测量角度范围内，识别率达到95％以上，满足实际作业需求。附图说明图1为本专利技术改进编码标志设计结构示意图。图2为本专利技术四点交比定义结构示意图。图3为本专利技术实验分析中自动化制作的编码标志图。图4为本专利技术实验分析中两组室内场景图。图5为本专利技术实验分析中初步二值化图。图6为本专利技术实验分析中预处理后图像。图7为本专利技术实验分析中A1组识别结果。图8为本专利技术实验分析中A2组识别结果。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据图1-2所示的一种摄影测量中点状编码标志的改进方法，包括以下步骤：步骤一：图像处理，所述图像处理包括图像预处理、边缘检测及跟踪和中心定位；步骤二：Hattori八点编码的生成，所述Hattori八点编码生成包括Hattori八点编码的构建，设置有六个模板点，分别为A1、A2、B、C、D、E和三十个编码点，分别为1-30，六个模板点中B、C、D、E四个点固定不变，从A1和A2中任选一个作为模板点，三十个编码点中任选三个组成八点编码；各点坐标值的设计，C点为原点，CD和CB分别为X轴和Y轴方向，构成右手系；各点的设计坐标值如表五所示：表五编码库的生成，将三十个编码点分为两组，第一组为1-15号，第二组为16-30号，编码点选取如下：(1)在第一组中选取两个编码点，在第二组中选取一个编码点，同一组两个编码点之间至少间隔两个编码点，有两种情况：1到3号选一个点，10到15号选一个点(组合数为3*本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摄影测量中点状编码标志的改进方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一：图像处理，所述图像处理包括图像预处理、边缘检测及跟踪和中心定位；/n步骤二：Hattori八点编码的生成，所述Hattori八点编码生成包括Hattori八点编码的构建，设置有六个模板点，分别为A1、A2、B、C、D、E和三十个编码点，分别为1-30，六个模板点中B、C、D、E四个点固定不变，从A1和A2中任选一个作为模板点，三十个编码点中任选三个组成八点编码；/n各点坐标值的设计，C点为原点，CD和CB分别为X轴和Y轴方向，构成右手系；/n编码库的生成，将三十个编码点分为两组，第一组为1-15号，第二组为16-30号，编码点选取如下：/n(1)在第一组中选取两个编码点，在第二组中选取一个编码点，同一组两个编码点之间至少间隔两个编码点，有两种情况：1到3号选一个点，10到15号选一个点(组合数为3*6)或者4到6号选一个点，13到15号选一个点(组合数为3*3)，总的组合数为(3*6+3*3)*15为405；/n(2)在第一组中选取一个编码点，在第二组中选取两个编码点，同一组两个编码点之间至少间隔两个编码点，有两种情况：1到3号选一个点，10到15号选一个点(组合数为3*6)或者4到6号选一个点，13到15号选一个点(组合数为3*3)，总的组合数为(3*6+3*3)*15为405；/n当模板点选取A1时，编码的容量为810，当模板点选取A2时，编码的容量也是810，编码点的总容量为1620；/n步骤三：解码，解码包括交比值的确定，利用模板点求解仿射变换参数，再对编码点进行仿射变换，最终得到编码序列。/n...

【技术特征摘要】
1.一种摄影测量中点状编码标志的改进方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：图像处理，所述图像处理包括图像预处理、边缘检测及跟踪和中心定位；
步骤二：Hattori八点编码的生成，所述Hattori八点编码生成包括Hattori八点编码的构建，设置有六个模板点，分别为A1、A2、B、C、D、E和三十个编码点，分别为1-30，六个模板点中B、C、D、E四个点固定不变，从A1和A2中任选一个作为模板点，三十个编码点中任选三个组成八点编码；
各点坐标值的设计，C点为原点，CD和CB分别为X轴和Y轴方向，构成右手系；
编码库的生成，将三十个编码点分为两组，第一组为1-15号，第二组为16-30号，编码点选取如下：
(1)在第一组中选取两个编码点，在第二组中选取一个编码点，同一组两个编码点之间至少间隔两个编码点，有两种情况：1到3号选一个点，10到15号选一个点(组合数为3*6)或者4到6号选一个点，13到15号选一个点(组合数为3*3)，总的组合数为(3*6+3*3)*15为405；
(2)在第一组中选取一个编码点，在第二组中选取两个编码点，同一组两个编码点之间至少间隔两个编码点，有两种情况：1到3号选一个点，10到15号选一个点(组合数为3*6)或者4到6号选一个点，13到15号选一个点(组合数为3*3)，总的组合数为(3*6+3*3)*15为405；
当模板点选取A1时，编码的容量为810，当模板点选取A2时，编码的容量也是810，编码点的总容量为1620；
步骤三：解码，解码包括交比值的确定，利用模板点求解...

【专利技术属性】
技术研发人员：范生宏，勾志阳，王强，范文杰，
申请(专利权)人：江苏普达迪泰科技有限公司，天津师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32