一种标靶板、标靶图案检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种标靶板、标靶图案检测方法及装置，所述标靶板包括设置于标靶板中心的方形空白区域和阵列设置于所述方形空白区域四周的若干个圆形标识点，所述方形空白区域的边缘设置有至少三个将所述圆形标识点替代的圆环标识点，所述三个圆环标识点的圆心不在同一条直线上且各圆心之间的距离不相等。本发明专利技术的标靶板可以实现各种标定需要，简化标定流程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
一种标靶板、标靶图案检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及计算机视觉
，尤其涉及一种标靶板、标靶图案检测方法及装置。

技术介绍

[0002]3D TOF相机在出厂前进行标定得到更高的距离探测精度是非常必要的，传统的3D TOF相机的标定需要经过多种工序如相机内参、Wiggling标定、Fppn标定等，根据标定项目的不同分设多个标定工位，从而增加了生产车间的更多资源配置，不仅占用场景，配置更多的标定装置、人力与物力等，生产时间也长很多。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种标靶板、靶检测方法及应用该标靶图案检测方法的装置。
[0004]本专利技术实施例中，提出了一种标靶板，其包括设置于标靶板中心的方形空白区域和阵列设置于所述方形空白区域四周的若干个圆形标识点，所述方形空白区域的边缘设置有至少三个将所述圆形标识点替代的圆环标识点，所述三个圆环标识点的圆心不在同一条直线上且各圆心之间的距离不相等。
[0005]本专利技术实施例中，所述圆环标识点的内圆圈的直径与所述圆形标识点相同，外圆圈的直径不小于内圆圈的两倍。
[0006]本专利技术实施例中，所述标靶板上的图案通过如下方式实现：
[0007]在标靶板上阵列axb个圆形标识点，其中a,b为自然数；
[0008]将所述axb个圆形标识点的中心区域掏空cxc的圆形标识点，形成所述方形空白区域，其中，c为自然数，且c<a,c<b；
[0009]将所述方形空白区域边缘的三个圆形标识点被修改为大圆环标识点。
[0010]本专利技术实施例中，还提供了一种上述标靶板的标靶图案检测方法，其特征在于，包括：
[0011]步骤S1：获取标靶图像信息；
[0012]步骤S2：提取标靶图像信息中所有的圆形轮廓，并拟合出所有圆形轮廓的圆心；
[0013]步骤S3：遍历所有圆形轮廓，根据大小找出大圆圈和与其同心的小圆圈，识别出大圆环；
[0014]步骤S4：判定大圆环的数量是否匹配给定圆环数量阈值，若匹配则进入步骤S5，否则检测失败；
[0015]步骤S5：找出各个大圆环的圆心连线上的标识点，并确立各标识点在标靶坐标系上的分布信息；
[0016]步骤S6：通过单应变换H建立标靶坐标系与像素坐标系之间的映射关系，得到标靶坐标系下所有标识点在图像像素坐标系下的映射点；
[0017]步骤S7：依据标识点在像素坐标系中的映射点与像素点之间的距离关系，得到像素坐标系中的标识点图案的分布信息。
[0018]本专利技术实施例中，步骤S2中，使用Canny算子提取轮廓，查找闭合轮廓；然后通过限定轮廓的长度及轮廓内外灰度差等条件对有效轮廓进行限定，同时对提取到的轮廓进行亚像素优化。
[0019]本专利技术实施例中，步骤S3中，通过比较它们的轮廓大小后就区分出大圆圈和小圆圈，从而找出了若干个大圆圈；通过比较所有小圆圈的圆心与大圆圈的圆心像素距离d
n
，若d
n
小于给定距离阈值d
◎
，则判定该小圆圈与大圆圈是同心圆，从而得到若干个大圆环。
[0020]本专利技术实施例中，步骤S5中，将各个大圆环的圆心进行两两相连得到若干条线段，然后判断落在线段上的标识点数量与预设标识点数量是否一致，若是则判定出各个大圆环的标记，若否则判定当前检测失败。
[0021]本专利技术实施例中，步骤S6中，将标靶坐标分别假设为(x1，y1)，(x2，y2)...(x
n
，y
n
)，其所对应的图像像素坐标为(u1，v1)、(u2，v2)...(u
n
，v
n
)，设单应矩阵为：
[0022][0023]使用齐次坐标表示圆心的标靶坐标及对应的像素坐标，即圆心的标靶坐标表示为(x
i
，y
i
，1),对应的像素坐标表述为(u
i
，v
i
，1)，则有
[0024][0025]展开消去k，可得：
[0026][0027]将标靶坐标(x1，y1)、(x2，y2)...(x
n
，y
n
)及其所对应的图像像素坐标(u1，v1)、(u2，v2)...(u
n
，v
n
)代入上述方程组，求解上述方程组的最小二乘解，即得到H矩阵。
[0028]本专利技术实施例中，步骤S7具体包括：
[0029]遍历所有的标识点Q(m)在像素坐标系上的映射点P
’
(m)的像素坐标，并计算其与所有圆心像素点的距离，并统计得到最小距离d1及次小距离d2，假定其与P(m)之间的距离为最小距离d1；
[0030]设定两个阈值分别为a和b，当最小距离d1和次小距离d2满足：d1<a，且d1/d2<b时；则判定映射点P
’
(m)与像素点P(m)之间匹配，即与像素点P(m)所对应的标识点图案标记为m，否则判定为未检测出。
[0031]本专利技术实施例中，还提供了一种标靶图案检测装置，其对标靶图案进行检测时，采用上述的标靶图案检测方法。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的标靶板由若干个圆形标识点、至少三个大圆环标识点和一个较大无标识点的方形空白区域构成图案，所述方形空白区域可用于TOF相机的wiggling标定；所述圆形标识点可用于图像像素内参的标定；在空白区域的边缘上的圆形
标识点，选取至少三处进行置换成大圆环标识点，可用于整个图案的坐标定位与方向确定，从而采用一个标靶板就可以实现各种标定需要，简化了标定流程。
附图说明
[0033]图1是本专利技术实施例的标靶板的标靶图案的示意图。
[0034]图2是本专利技术的标靶图案检测方法的流程图。
[0035]图3(A)为从TOF相机来而的原始灰度图像。
[0036]图3(B)为经过Canny算子提出轮廓后得到的图像。
[0037]图3(C)是图3(B)经过亚像素优化后并且通过条件限定排除无效轮廓后的图像。图4是采用本专利技术的标靶图案检测方法检测当前图像中的所有标识点的编号的示意图。
具体实施方式
[0038]本专利技术实施例中，提出了一种标靶板，其包括设置于标靶板中心的方形空白区域和阵列设置于所述方形空白区域四周的若干个圆形标识点，所述方形空白区域的边缘设置有至少三个将所述圆形标识点替代的圆环标识点，所述三个圆环标识点的圆心不在同一条直线上且各圆心之间的距离不相等。所述方形空白区域可用于TOF相机的wiggling标定。所述圆形标识点可用于图像像素内参的标定。所述大圆环标识点，可用于整个图案的坐标定位与方向确定。
[0039]具体地，如图1所示，标靶图案的中间区域掏空6x6的圆形标识点的空白区域及其四周阵列22x16个圆形标识点，从图案的左上角的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种标靶板，其特征在于，包括设置于标靶板中心的方形空白区域和阵列设置于所述方形空白区域四周的若干个圆形标识点，所述方形空白区域的边缘设置有至少三个将所述圆形标识点替代的圆环标识点，所述三个圆环标识点的圆心不在同一条直线上且各圆心之间的距离不相等。2.如权利要求1所述的标靶板，其特征在于，所述圆环标识点的内圆圈的直径与所述圆形标识点相同，外圆圈的直径不小于内圆圈的两倍。3.如权利要求1所述的标靶板，其特征在于，所述标靶板上的图案通过如下方式实现：在标靶板上阵列axb个圆形标识点，其中a,b为自然数；将所述axb个圆形标识点的中心区域掏空cxc的圆形标识点，形成所述方形空白区域，其中，c为自然数，且c<a,c<b；将所述方形空白区域边缘的三个圆形标识点被修改为大圆环标识点。4.一种如权利要求1所述的标靶板的标靶图案检测方法，其特征在于，包括：步骤S1：获取标靶图像信息；步骤S2：提取标靶图像信息中所有的圆形轮廓，并拟合出所有圆形轮廓的圆心；步骤S3：遍历所有圆形轮廓，根据大小找出大圆圈和与其同心的小圆圈，识别出大圆环；步骤S4：判定大圆环的数量是否匹配给定圆环阈值，匹配在进入步骤S5，否则检测失败；步骤S5：找出各个大圆环的圆心连线上的标识点，并确立各标识点在标靶坐标系上的分布信息；步骤S6：通过单应变换H建立标靶坐标系与像素坐标系之间的映射关系，得到标靶坐标系下所有标识点在图像像素坐标系下的映射点；步骤S7：依据标识点在像素坐标系中的映射点与像素点之间的距离关系，得到像素坐标系中的标识点图案的分布信息。5.一种如权利要求4所述的标靶板的标靶图案检测方法，其特征在于，步骤S2中，使用Canny算子提取轮廓，查找闭合轮廓；然后通过限定轮廓的长度及轮廓内外灰度差等条件对有效轮廓进行限定，同时对提取到的轮廓进行亚像素优化。6.一种如权利要求4所述的标靶板的标靶图案检测方法，其特征在于，步骤S3中，识别出大圆环的过程包括：通过比较它们的轮廓大小后就区分出大圆圈和小圆圈，从而找出了若干个大圆圈；通过比较所有小圆圈的圆心与大圆圈的圆心像素距离d
n
，若d
n
小于给定的距离阈值则判定该小圆圈与大圆圈是同心圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：全世红，刘超俊，
申请(专利权)人：深圳荆虹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：