基于边界特征点集的平面图形匹配度评价方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于边界特征点集的平面图形匹配度评价方法、装置及系统，所述方法包括采集待匹配的两个直边平面图形的边界特征点；基于所述边界特征点，以待匹配的两个直边平面图形最大程度重合为目标，计算获得平移、旋转直边平面图形后的图形变换参数，进而求得两个直边平面图形的不重合面积；根据所述不重合面积与两个直边平面图形平均面积的关系，确定图形匹配度值，完成平面图形匹配度评价。本发明专利技术基于具有平均效应的整体匹配原则，而不必考虑采集的边界特征点之间具体的对应情况，仅采用具有直线边界的平面图形的轮廓信息进行匹配，具有计算效率、健壮性和准确性高的优点，特别适合具有直边轮廓的钣金零件识别与分类、内空间平面测绘拼接等应用场合。内空间平面测绘拼接等应用场合。内空间平面测绘拼接等应用场合。

【技术实现步骤摘要】
基于边界特征点集的平面图形匹配度评价方法、装置及系统


[0001]本专利技术属于计算机图象处理
，具体涉及一种基于边界特征点集的平面图形匹配度评价方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]平面图形匹配及匹配度评价常用于图形拼接、比对、识别等，并可进一步用于自动测绘、机器视觉等领域的复杂应用开发。专利CN201610102703.4提供一种图像匹配方法和装置，通过图像的SIFT特征点和SIFT特征向量，计算待匹配截图和所述源图像的特征匹配点对，结合SIFT算法进行图像匹配。该方法需要对整个图像进行面域信息采集并进行特征点和特征向量运算，对例如内空间实时测量、快速轮廓识别等使用场合需要高性能数据处理硬件的支持。采用特征点进行匹配操作是避免处理大量图像数据的有效方法，但在某些非理想条件下仍然存在一些技术难点，例如：特征点采集无参考基准；用于匹配的图形并不完全相同；即使是同一个图形，特征点数据规模因采样频率的不同而不同。因此，寻找适用于计算机处理的成熟高效的方法十分有意义。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出一种基于边界特征点集的平面图形匹配度评价方法、装置及系统，基于具有平均效应的整体匹配原则，而不必考虑采集的边界特征点之间具体的对应情况，仅采用具有直线边界的平面图形的轮廓信息进行匹配，具有计算效率、健壮性和准确性高的优点，特别适合具有直边轮廓的钣金零件识别与分类、内空间平面测绘拼接等应用场合。
[0004]为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种基于边界特征点集的平面图形匹配度评价方法，包括：
[0006]采集待匹配的两个直边平面图形的边界特征点；
[0007]基于所述边界特征点，以待匹配的两个直边平面图形最大程度重合为目标，计算获得平移、旋转直边平面图形后的图形变换参数，进而求得两个直边平面图形的不重合面积；
[0008]根据所述不重合面积与两个直边平面图形平均面积的关系，确定图形匹配度值，完成平面图形匹配度评价。
[0009]可选地，所述边界特征点的采集方法包括：
[0010]分别在待匹配的两个直边平面图形的平面内建立直角坐标系，提取待匹配的两个直边平面图形的边界特征点的位置坐标。
[0011]可选地，第一个直边平面图形的边界特征点的位置记为(x
1i
,y
1i
)，i从1到第一个直边平面图形的边界特征点总个数；第二个平面图形的边界特征点的位置记为(x
2i
,y
2i
)，i从1 到第二个直边平面图形的边界特征点总个数。
[0012]可选地，所述两个直边平面图形的不重合面积的计算方法包括：
[0013]识别出边界离散边界特征点集形成的直线边界，再分别确定相邻直线边界在直角坐标系中的交点，依次连接相邻交点形成直线边界段；将第一个平面图形的直线边界段首尾依次连接，按顺序记为l
1i
，其中，i从1到第一个平面图形的直线边界段总个数；将第二个平面图形的直线边界段首尾依次连接，按顺序记为l
2i
，其中，i从1到第二个平面图形的直线边界段总个数；
[0014]对所有的l
1i
和l
2i
进行等间距插值取点，插值取点的间距均为d，分别获得两个直边平面图形的等间距边界点(x
d1k
,y
d1k
)和(x
d2k
,y
d2k
)，k为等间距边界点的序号，分别取为1 到两个平面图形的等间距边界点的总个数N
d1
和N
d2
；
[0015]分别计算出ΔX＝X2‑
X1，ΔY＝Y2‑
Y1；
[0016]将第二个直边平面图形整体平移(
‑
ΔX，
‑
ΔY)，记平移后的第二个直边平面图形的边界特征点(x
’
2i
,y
’
2i
)，直线边界段为l
’
2i
；
[0017]以(X1，Y1)为中心作0～360
°
等角度辐射线，相邻等角度辐射线的夹角记为θ，获得等角度辐射线与第一个平面图形的直线边界段l
1i
的交点(x
θ1j
，y
θ1j
)，其中，j从1到第一个平面图形的直线边界段上的交点总个数N
θ1
；同样，该组等角度辐射线与第二个直边平面图形的直线边界段l
’
2i
的交点记为(x
θ2j
，y
θ2j
)；其中，j从1到第二个平面图形的直线边界段上的交点总个数N
θ2
；
[0018]按交点(x
θ1j
，y
θ1j
)在首尾依次连接的直线边界段l
1i
上的顺序，按顺时针方向依次分别计算(x
θ1j
，y
θ1j
)与中心点(X1，Y1)之间的距离d
1j
，按相同的方向和顺序，依次分别计算 (x
θ2j
，y
θ2j
)与中心点(X1，Y1)之间的距离d
2j
。对d
2j
和d
1j
进行互相关分析，获得互相关函数达到最高值时的时延参数Δ；按Δ
×
θ角度对平移后的第二个平面图形进行逆时针旋转，并记旋转后第二个平面图形的边界特征点(x”2i
,y”2i
)，直线边界段为l”2i
；
[0019]计算直线边界段l
1i
和直线边界段l”2i
所围面积ΔS，即两个直边平面图形的不重合面积。
[0020]可选地，所述图形匹配度值通过下述公式计算：
[0021][0022]其中，η为两个平面图形匹配度值，S1为直线边界段l
1i
所围面积，S2为直线边界段l”2i
所围面积，ΔS为直线边界段l
1i
和直线边界段l”2i
所围面积。
[0023]可选地，在计算出两个平面图形匹配度值η步骤之后还包括：
[0024]将第二个平面图形的边界特征点(x
2i
,y
2i
)替换为(x”2i
,y”2i
)，将d和θ分别取原值的一半；
[0025]重新采集待匹配的两个直边平面图形的边界特征点；
[0026]重新基于所述边界特征点，以待匹配的两个直边平面图形最大程度重合为目标，计算获得平移、旋转直边平面图形后的图形变换参数，进而求得两个直边平面图形的不重合面积；
[0027]直至两个平面图形匹配度η的变化小于期望阈值，则最后两次计算出的η值的均值即为两个平面图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边界特征点集的平面图形匹配度评价方法，其特征在于，包括：采集待匹配的两个直边平面图形的边界特征点；基于所述边界特征点，以待匹配的两个直边平面图形最大程度重合为目标，计算获得平移、旋转直边平面图形后的图形变换参数，进而求得两个直边平面图形的不重合面积；根据所述不重合面积与两个直边平面图形平均面积的关系，确定图形匹配度值，完成平面图形匹配度评价。2.根据权利要求1所述的一种基于边界特征点集的平面图形匹配度评价方法，其特征在于，所述边界特征点的采集方法包括：分别在待匹配的两个直边平面图形的平面内建立直角坐标系，提取待匹配的两个直边平面图形的边界特征点的位置坐标。3.根据权利要求2所述的一种基于边界特征点集的平面图形匹配度评价方法，其特征在于，第一个直边平面图形的边界特征点的位置记为(x
1i
,y
1i
)，i从1到第一个直边平面图形的边界特征点总个数；第二个平面图形的边界特征点的位置记为(x
2i
,y
2i
)，i从1到第二个直边平面图形的边界特征点总个数。4.根据权利要求3所述的一种基于边界特征点集的平面图形匹配度评价方法，其特征在于，所述两个直边平面图形的不重合面积的计算方法包括：识别出边界离散边界特征点集形成的直线边界，再分别确定相邻直线边界在直角坐标系中的交点，依次连接相邻交点形成直线边界段；将第一个平面图形的直线边界段首尾依次连接，按顺序记为l
1i
，其中，i从1到第一个平面图形的直线边界段总个数；将第二个平面图形的直线边界段首尾依次连接，按顺序记为l
2i
，其中，i从1到第二个平面图形的直线边界段总个数；对所有的l
1i
和l
2i
进行等间距插值取点，插值取点的间距均为d，分别获得两个直边平面图形的等间距边界点(x
d1k
,y
d1k
)和(x
d2k
,y
d2k
)，k为等间距边界点的序号，分别取为1到两个平面图形的等间距边界点的总个数N
d1
和N
d2
；分别计算出ΔX＝X2‑
X1，ΔY＝Y2‑
Y1；将第二个直边平面图形整体平移(
‑
ΔX，
‑
ΔY)，记平移后的第二个直边平面图形的边界特征点(x
’
2i
,y
’
2i
)，直线边界段为l
’
2i
；以(X1，Y1)为中心作0～360
°
等角度辐射线，相邻等角度辐射线的夹角记为θ，获得等角度辐射线与第一个平面图形的直线边界段l
1i
的交点(x
θ1j
，y
θ1j
)，其中，j从1到第一个平面图形的直线边界段上的交点总个数N
θ1
；同样，该组等角度辐射线与第二个直边平面图形的直线边界段l
’
2i
的交点记为(x
θ2j
，y
θ2j
)；其中，j从...

【专利技术属性】
技术研发人员：坎标，王凡越，龚柯健，郝金鹏，孙志永，王齐，王浩猛，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：