[发明专利]基于特征点的靶面相对位姿测量方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于特征点的靶面相对位姿测量方法及系统，测量方法如下：(1)设计5个黑色圆形靶面特征点，靶面的4个顶角处设置4个特征点，靶面的中心设置1个特征点；(2)基于特征点的自标定，求出被测标靶沉降前后的位置和姿态信息；(3)特征点识别及质心定位。测量系统包括沿无咋轨道长度方向等间距设置多个图像式沉降监测仪，每个监测仪的摄像机镜头对准自身前方或后方监测仪内的激光光源，列车行进方向的最前端的图像式沉降监测仪的输出端与数据采集分析终端的输入端连接。本发明实现了靶面位姿的实时非接触式测量，测量快速准确，成本低，实施便捷，可广泛应用于无砟轨道表面沉降监测。

主权项

1.一种基于特征点的靶面相对位姿测量方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)设计靶面特征点：设置5个圆形靶面特征点，其中4个靶面特征点分别设置于靶面的4个顶角处，另1个靶面特征点设置于靶面的中心，所述靶面特征点为黑色；(2)基于特征点的自标定：分别估计出每帧图像对应的被测目标世界坐标系与相机坐标系间的转换关系，以相机坐标系为中介，即可求出被测标靶沉降前后的位置和姿态信息；(3)特征点识别及质心定位：对获取的初始靶面图像进行处理，提取特征点及质心定位，质心求取算法实现步骤如下：①对输入的图像进行预处理；②进行图像分割；③进行形态学处理；④裁剪感兴趣区域；⑤采用灰度质心法求质心，并标记；⑥输出质心坐标。