[发明专利]圆形目标视觉定位精度评估方法、装置、存储介质和处理设备

权利要求书

1.一种圆形目标视觉定位精度评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

设定圆形目标相对于相机的初始状态；所述设定圆形目标相对于相机的初始状态包括：以相机光心为中心，以相机视场角为边界，确定过相机光心的四个平面构成的封闭棱锥区域，对圆形目标的圆心位置在所述封闭棱锥区域内均匀采样，对圆形目标的法向在预设角度范围内均匀采样，设定圆形目标的尺寸，获得包括圆形目标空间位姿和尺寸的初始状态，其中，圆形目标空间位姿包括圆形目标的空间位置和法向；

通过透视投影原理模拟圆形目标的成像过程，将所述圆形目标的连续圆形曲线投影到图像平面，得到椭圆曲线；

按照图像分辨率对所述椭圆曲线进行栅格离散化，获得离散投影点，在所述离散投影点上利用蒙特卡洛方法对成像误差进行模拟叠加，生成带有随机误差的离散像素点集曲线；

对所述离散像素点集曲线进行弧段提取、椭圆拟合和空间圆位姿识别，获得圆形目标的偏差空间位姿状态；

通过对比获得圆形目标的偏差空间位姿状态和初始状态的误差量，根据所述误差量确定定位精度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照图像分辨率对所述椭圆曲线进行栅格离散化，获得离散投影点，在所述离散投影点上利用蒙特卡洛方法对成像误差进行模拟叠加，生成带有随机误差的离散像素点集曲线包括：

按照图像分辨率M×N将图像平面划分为(M-1)×(N-1)个栅格，以栅格为单元对所述椭圆曲线进行分段处理，将所述椭圆曲线划分成多个弧段单元，将每条弧段单元的中点定义为圆形目标的连续圆形曲线的离散投影点，在所述离散投影点上利用蒙特卡洛模拟方法叠加满足概率分布的随机误差，对应分配到所述离散投影点周围的四个像素上，生成带有随机误差的离散像素点集曲线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述离散投影点上利用蒙特卡洛模拟方法叠加满足概率分布的随机误差，对应分配到所述离散投影点周围的四个像素上，生成带有随机误差的离散像素点集曲线包括：

离散投影点(u_i,v_i)的位置偏差满足概率分布P(x,y)，按照概率分布P(x,y)产生误差的随机序列(Δx_ij,Δy_ij)，将(Δx_ij,Δy_ij)叠加到对应离散投影点(u_i,v_i)得到新的离散投影点位置(x_i,y_i)＝(u_i,v_i)+(Δx_ij,Δy_ij)；

将新的离散投影点(x_i,y_i)处的亮度按照双线性变换关系分配给周围的四个像素，记新的离散投影点(x_i,y_i)的灰度取值为I_i，周围的四个像素的坐标为(u_i,v_i)、(u_i+1,v_i)、(u_i,v_i+1)、(u_i+1,v_i+1)，则四个像素点的灰度取值分别为：(u_i+1-x_i)(v_i+1-y_i)I_i、(x_i-u_i)(v_i+1-y_i)I_i、(u_i+1-x_i)(y_i-v_i)I_i、(x_i-u_i)(y_i-v_i)I_i；

对四个像素分别进行灰度的随机性叠加与衰减，设定暗噪声w满足[0,I_b]范围内的概率分布，感光衰减率η满足[η_r,1]的均匀分布，则各个像素的灰度取值变为：w_i1+η_i1(u_i+1-x_i)(v_i+1-y_i)I_i、w_i2+η_i2(x_i-u_i)(v_i+1-y_i)I_i、w_i3+η_i3(u_i+1-x_i)(y_i-v_i)I_i、w_i4+η_i4(x_i-u_i)(y_i-v_i)I_i。