[发明专利]一种应用于视觉定位和标定的X角点检测方法

说明书

本发明涉及一种应用于视觉定位和标定的X角点检测方法，包括：S1：采集图像，采用环形正方形窗口对图像进行采样；S2：根据X角点的图像特征，初步判断样本数据中是否包含X角点；S3：进一步判断样本数据是否包含X角点，并排除重复判断的X角点；S4：以X角点作为窗口中心，重新获取样本数据，并判断数据是否满足X角点对称性条件，满足则用曲线拟合的方法计算出X角点的亚像素级位置，设置X角点重复检测标志；S5：重复步骤S2到S4，检测出所有的X角点。本发明对图像采样时，每次间隔采样窗口边长的一半，提高了检测速度，且不会遗漏X角点。本发明基于X角点的图像特征判断采样窗口内是否含有X角点，增强了算法的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及一种应用于视觉定位和标定的X角点检测方法，属于计算机视觉应用的技术领域。

背景技术

视觉定位和标定是三维计算机视觉的重要组成部分。计算机视觉的基本任务之一是从摄像机获取的图像信息出发计算三维空间中物体的几何信息，并由此重建和识别物体，而空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系是由摄像机成像的几何模型决定的，这些几何模型参数就是摄像机参数。在大多数条件下，这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个过程被称为视觉标定。标定过程就是确定摄像机的几何和光学参数，摄像机相对于世界坐标系的方位；视觉定位过程就是根据视觉标定的参数通过二维图像信息计算物体的三维信息。标定精度的大小，直接影响着计算机视觉的定位精度。

平面标定法是一种常用的摄像机视觉标定方法，是借助已知的棋盘格标定板，即标定板的尺寸和形状已知，利用标定板上的X角点与拍摄其所获得图像上的对应点之间的对应关系建立数学模型，用此数学模型来标定摄像机内外参数。棋盘格标定板由于制作经济、简单而被广泛应用于摄像机标定中；另外，带有X角点视觉标志的光学定位系统应用也比较广泛。

对于X角点的检测，目前已经有一些方法提出，常用的有基于Harris角点检测的方法、基于Hessian矩阵的检测方法以及基于改进Susan角点检测的方法。已经提出的方法主要是通过各种不同方式的特征计算来判断X角点的强弱，算法运算量大，不适合并行批量处理。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于视觉定位和标定的X角点检测方法；

本发明提高了角点检测算法的运算速度、抗干扰力及准确度。

术语解释：

X角点：视觉标定用的国际象棋盘是由黑白颜色突变区域组合而成，其中相邻黑白棋盘格交界的临界点，即为X角点。

本发明的技术方案为：

一种应用于视觉定位和标定的X角点检测方法，包括：

S1：采集图像，采用回形窗口对图像进行采样；设定该回形窗口取样的边长为2r个像素点，该回形窗口为正方形，则该回形窗口所取样本共含有8r-4个像素点，r小于图像中最小的X角点边长的一半；将回形窗口的所有像素点计入一个环形数据队列，回形窗口的所有像素点即样本数据，记第i个像素点为P_i，P_i的灰度值为f_i，i＝1,2...(8r-4)；

S2：根据X角点的图像特征，初步判断样本数据中是否包含X角点，如果满足判断条件，则计算出X角点的亚像素级位置，否则，进入步骤S5；

S3：根据步骤S2得到的X角点的亚像素级位置，进一步判断样本数据是否包含X角点，并排除重复判断的X角点；

S4：以X角点作为回形窗口中心，重新获取样本数据，并判断数据是否满足X角点对称性条件，满足则用曲线拟合的方法计算出X角点的亚像素级位置，设置X角点重复检测标志；

S5：使回形窗口在图像上移动获取新的样本数据，每次间隔n个像素，n∈(1,2r)，重复步骤S2到S4，检测出所有的X角点。