[发明专利]基于方向指示标志点标定模板的转台转轴标定方法

说明书

本发明涉及图像处理与模式识别技术领域，公开了一种基于方向指示标志点标定模板的转台转轴标定方法，包括如下步骤：拍摄多角度图像；提取矩阵；构建标定模板坐标系；解算相机坐标系统；拟合转台圆心；拟合转台平面；构建转台坐标系；计算变换矩阵。本发明使用简单的标定模板即可完成对转台转轴的标定。

技术领域

本发明涉及图像处理与模式识别技术领域，尤其涉及一种基于方向指示标志点标定模板的转台转轴标定方法。

背景技术

通过相机对物体拍摄建模，不管是线激光相机还是面激光相机，均是通过

扫描物体各个角度的数据组合完成三维建模。物体通过在转盘上转动，将各个角度的数据组合成三维数据。转盘转轴的标定在图像识别建模过程中犹为重要。

现有的转盘转轴标定过程是通过标准的三维物体，如正方体、球体和圆柱体来实现，将标准三维物体在转盘上的转动并通过相机扫描，将建模后的图像与标准图像对比分析后实现。这种标准三维物体要定期测定误差，并且操作复杂，计算量大，容易出现偏差，导致识别出错。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种基于方向指示标志点标定模板的转台转轴标定方法，使用简单的标定模板即可完成对转台转轴的标定。

本发明采取的技术方案是：

一种基于方向指示标志点标定模板的转台转轴标定方法，其特征在于：应用转台转轴标定模板和相机系统，所述标定模板包括标志点矩阵和所述标志点矩阵外侧的一个方向指示标志点，所述方向指示标志点位于标志点矩阵的一条矩形边的中垂线上，转台转轴标定方法包括如下步骤：

（1）将所述标定模板置于转台中央区域；

（2）预设转台旋转速度与相机采集的时间间隔；

（3）启动转台旋转360度，得到相机采集的标定模板的图像序列；

（4）提取每个标定模板图像中的标志点矩阵；

（5）提取每个标定模板图像中的方向标志点；

（6）确定每个标定模板图像中标志点矩阵的中心点；

（7）根据中心标志点与方向标志点确定每个标定模板坐标系的X轴方向和Y轴方向；

（8）根据构建的标定模板坐标系与中心标志点识别标定模板得到标志点的物点坐标；

（9）根据标志点的像素坐标与物点坐标解算采集每一幅标定模板图像所在位置时的相机姿态；

（10）根据相机姿态与标志点的像素坐标计算相机坐标系下标志点的三维坐标；

（11）将所有标定模板图像中的标志点矩阵按照标志点的物点坐标进行匹配；

（12）通过圆拟合计算所有图像中匹配标志点旋转360度形成圆的圆心；

（13）采用MeanShift算法从多个圆心中寻找最优解，得到转台的转心；

（14）用所有标志点矩阵三维点拟合转台平面；

（15）用转心和转台平面的法线构建转台坐标系；

（16）计算得到从相机坐标系变换到转台坐标系的变换矩阵。

进一步，所述步骤（7）中，标定模板坐标系的X轴方向由左手定则确定。

进一步，所述标志点矩阵为奇数行列矩阵，所述步骤（6）中的中心点为标志点矩阵的中心标志点。

本发明的有益效果是：

（1）应用平板标定模板，更易使用和更换；