基于圆拟合的特征点提取方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请涉及图像处理，本申请提供一种基于圆拟合的特征点提取方法、装置、设备及存储介质，所述方法基于预设标记板中的正方形图案的圆点在待测图像中的像素坐标，以及正方形图案的圆点之间的真实尺寸，从而计算透视变换矩阵，对待测图像进行透视变换，从而获得待测图像的正视图，便于对待测图像中的预设标记板进行识别；同时，在正视图下能够使得对于当前待测图像中的预设标记板的圆形图案的识别和提取更精准，从而在通过预设圆拟合算法提取圆形图案时，能够获得更精确的圆心拟合坐标，进而使得变换后的待测图像中的圆心坐标更加精确，从而提高图像中的特征点提取精度，解决了目前传统标定方案中角点的提取精度低的技术问题。传统标定方案中角点的提取精度低的技术问题。传统标定方案中角点的提取精度低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于圆拟合的特征点提取方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种基于圆拟合的特征点提取方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]姿态估计在许多计算机视觉应用中具有非常重要的作用，典型的任务有：机器人导航、增强现实、三维重建等。基于图像的姿态估计方法是基于搜索真实环境中的路标点和其对应的2D图像投影形成的特征点之间的对应关系。由于特征提取技术和环境变化等条件限制，通常使用Marker来完成特征关联。
[0003]目前，最流行的一种方法是使用方形二进制标靶，通过四个角点来获得相机的姿态，但是由于特征提取和相机畸变参数的影响，使得角点的提取精度较低，从而影响相机的姿态估计精度。因此，如何解决目前传统标定方案中角点的提取精度低成为了亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种基于圆拟合的特征点提取方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在解决目前传统标定方案中角点的提取精度低的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于圆拟合的特征点提取方法，所述基于圆拟合的特征点提取方法包括：获取待测图像中的预设标记板，并基于所述待测图像中的预设标记板，提取正方形图案的角点；其中，所述预设标记板包括：所述正方形图案、圆形图案和编码矩阵；基于各角点之间的真实尺寸，计算所述待测图像以及待测图像对应的正视图之间的透视变换矩阵，并基于所述透视变换矩阵，将所述待测图像变换到正视图视角，获得正视图像；基于预设圆拟合算法，在所述正视图像中确定所述圆形图案的圆心拟合坐标，并基于所述透视变换矩阵，将所述圆心拟合坐标变换到所述待测图像中，获得所述圆形图案的圆心坐标。
[0006]进一步地，所述基于预设圆拟合算法，在所述正视图像中提取所述圆形图案的圆心拟合坐标，包括：
[0007]基于边缘检测算法和所述透视变换矩阵，确定所述各圆形图案的边界坐标；
[0008]基于所述各圆形图案的边界坐标和最小二乘法，构建各圆形图案对应的超定方程，并基于所述超定方程，获得所述各圆形图案的所述圆心拟合坐标。
[0009]进一步地，所述基于边缘检测算法和所述透视变换矩阵，确定所述各圆形图案的边界坐标，包括：
[0010]基于所述透视变换矩阵，将所述方形候选框从所述待测图像变换到正视图像视角中，获得所述正视图视角下的目标候选框；
[0011]基于预设滤波算法，对所述目标候选框进行滤波处理，获得二值化图像，并基于边缘检测算法，对所述二值化图像进行边界提取，获得所述正视图视角下的圆形图案边界像
素坐标；
[0012]基于所述透视变换矩阵，将所述边界像素坐标变换到所述待测图像中，获得所述各圆形图案的所述边界坐标。
[0013]进一步地，基于所述透视变换矩阵，将所述圆心拟合坐标变换到所述待测图像中，获得所述圆形图案的圆心坐标之前，还包括：
[0014]基于预设滤波算法，对所述正视图像进行阈值滤波，获得滤波图像，并基于所述滤波图像中的所述编码矩阵，确定当前预设标记板的ID信息；
[0015]基于所述ID信息和预设信息库，确定所述当前预设标记板中各圆形图案的半径和圆心间距。
[0016]进一步地，基于所述透视变换矩阵，将所述圆心拟合坐标变换到所述待测图像中，获得所述圆形图案的圆心坐标之后，还包括：
[0017]获取至少两张所述待测图像，并基于各待测图像中相同ID的所述预设标记板，获得各待测图像中各圆形图案的所述圆心坐标；
[0018]基于所述圆形图案的所述圆心间距以及所述圆心坐标，计算各待测图像之间相同ID的所述预设标记板的相对姿态变化，并基于所述相对姿态变化，确定所述各待测图像对应的相机位姿。
[0019]进一步地，基于所述待测图像中的预设标记板，提取正方形图案的角点之前，还包括：
[0020]基于圆形图案边界检测，确定包含所述圆形图案的目标区域；
[0021]基于所述目标区域中的所述圆形图案的分布位置，建立一个包含所述圆形图案的矩形区域，并基于所述矩形区域，对所述待测图片进行裁剪，获得所述预设标记板。
[0022]进一步地，所述基于各角点之间的真实尺寸，计算所述待测图像以及待测图像对应的正视图之间的透视变换矩阵，包括：
[0023]基于所述预设标记板，计算所述正方形图案的角点在所述待测图像视角坐标系下的坐标；
[0024]基于所述各角点之间的真实尺寸和所述坐标，计算所述待测图像在当前视角和正视视角之间的所述透视变换矩阵。
[0025]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种基于圆拟合的特征点提取装置，所述基于圆拟合的特征点提取装置包括：角点提取模块，用于获取待测图像中的预设标记板，并基于所述待测图像中的预设标记板，提取正方形图案的角点；其中，所述预设标记板包括所述正方形图案、圆形图案和编码矩阵；正视图像获得模块，用于获取各角点之间的真实尺寸，计算所述待测图像以及待测图像对应的正视图之间的透视变换矩阵，并基于所述透视变换矩阵，将所述待测图像变换到正视图视角，获得正视图像；圆心坐标拟合模块，用于基于预设圆拟合算法，在所述正视图像中确定所述圆形图案的圆心拟合坐标，并基于所述透视变换矩阵，将所述圆心拟合坐标变换到所述待测图像中，获得所述圆形图案的圆心坐标。
[0026]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种基于圆拟合的特征点提取设备，所述基于圆拟合的特征点提取设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的基于圆拟合的特征点提取程序，其中所述基于圆拟合的特征点提取程序被所述处理器执行时，实现如上述的基于圆拟合的特征点提取方法的步骤。
[0027]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于圆拟合的特征点提取程序，其中所述基于圆拟合的特征点提取程序被处理器执行时，实现如上述的基于圆拟合的特征点提取方法的步骤。
[0028]本专利技术提供一种基于圆拟合的特征点提取方法，所述方法获取待测图像中的预设标记板，并基于所述待测图像中的预设标记板，提取正方形图案的角点；其中，所述预设标记板包括：所述正方形图案、圆形图案和编码矩阵；基于各角点之间的真实尺寸，计算所述待测图像以及待测图像对应的正视图之间的透视变换矩阵，并基于所述透视变换矩阵，将所述待测图像变换到正视图视角，获得正视图像；基于预设圆拟合算法，在所述正视图像中确定所述圆形图案的圆心拟合坐标，并基于所述透视变换矩阵，将所述圆心拟合坐标变换到所述待测图像中，获得所述圆形图案的圆心坐标。通过上述方式，本专利技术基于预设标记板中的圆点在待测图像中的像素坐标，以及正方形图案的圆点之间的真实尺寸，从而计算透视变换矩阵，对待测图像进行透视变换，从而获得待测图像的正视图，便于对待测图像中的预设标记板进行识别；同时，在正视图下能够使得对于当前待测图像中的预设标记板的圆形图案的识别和提取更精准，从而在通过预设圆拟合算法提取圆形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于圆拟合的特征点提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取待测图像中的预设标记板，并基于所述待测图像中的预设标记板，提取正方形图案的角点；其中，所述预设标记板包括：所述正方形图案、圆形图案和编码矩阵；基于各角点之间的真实尺寸，计算所述待测图像以及待测图像对应的正视图之间的透视变换矩阵，并基于所述透视变换矩阵，将所述待测图像变换到正视图视角，获得正视图像；基于预设圆拟合算法，在所述正视图像中确定所述圆形图案的圆心拟合坐标，并基于所述透视变换矩阵，将所述圆心拟合坐标变换到所述待测图像中，获得所述圆形图案的圆心坐标。2.根据权利要求1所述的基于圆拟合的特征点提取方法，其特征在于，所述基于预设圆拟合算法，在所述正视图像中提取所述圆形图案的圆心拟合坐标，包括：基于边缘检测算法和所述透视变换矩阵，确定所述各圆形图案的边界坐标；基于所述各圆形图案的边界坐标和最小二乘法，构建各圆形图案对应的超定方程，并基于所述超定方程，获得所述各圆形图案的所述圆心拟合坐标。3.根据权利要求2所述的基于圆拟合的特征点提取方法，其特征在于，所述基于边缘检测算法和所述透视变换矩阵，确定所述各圆形图案的边界坐标，包括：基于所述透视变换矩阵，将所述方形候选框从所述待测图像变换到正视图像视角中，获得所述正视图视角下的目标候选框；基于预设滤波算法，对所述目标候选框进行滤波处理，获得二值化图像，并基于边缘检测算法，对所述二值化图像进行边界提取，获得所述正视图视角下的圆形图案边界像素坐标；基于所述透视变换矩阵，将所述边界像素坐标变换到所述待测图像中，获得所述各圆形图案的所述边界坐标。4.根据权利要求1所述的基于圆拟合的特征点提取方法，其特征在于，基于所述透视变换矩阵，将所述圆心拟合坐标变换到所述待测图像中，获得所述圆形图案的圆心坐标之前，还包括：基于预设滤波算法，对所述正视图像进行阈值滤波，获得滤波图像，并基于所述滤波图像中的所述编码矩阵，确定当前预设标记板的ID信息；基于所述ID信息和预设信息库，确定所述当前预设标记板中各圆形图案的半径和圆心间距。5.根据权利要求4所述的基于圆拟合的特征点提取方法，其特征在于，基于所述透视变换矩阵，将所述圆心拟合坐标变换到所述待测图像中，获得所述圆形图案的圆心坐标之后，还包括：获取至少两张所述待测图像，并基于各待测图像中相同ID的所述预设标记板，获得各待测图像中各圆形图案的所述圆心坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：周朋伟，罗磊，
申请(专利权)人：深圳见得空间科技有限公司，
类型：发明
国别省市：