[发明专利]基于单目系统的投影标定方法及系统

权利要求书

1.一种基于单目系统的投影标定方法，其特征在于，所述方法基于包含有一摄像设备和一投影设备的单目系统；所述单目系统还包括一立体标靶，所述立体标靶为立方体，所述立方体表面上设置有多个编码标志点和空白区域，并且所述多个编码标志点设置在立方体的棱边处，且中间区域未设置编码标志点；

所述方法包括：

通过所述摄像设备采集所述立体标靶的图像，对所述图像进行滤波处理和二值化处理，得到第一图像；

对所述第一图像进行边缘检测，获取所述第一图像中与所述编码标志点对应的像素坐标；

根据所述编码标志点的像素坐标以及所述编码标志点的世界坐标进行标定，获取与所述摄像设备对应的第一标定模型；

通过所述投影设备将预设的投影图像投影至所述立体标靶的表面的空白区域，所述预设投影图像为散斑图像，所述投影图像中包含多个与所述编码标志点匹配的投影标志点；

通过所述摄像设备采集第二图像，对所述第二图像进行特征识别，获取所述第二图像中4条边缘直线的交点，根据相对的交点生成对应的2条连线，获取所述2条连线的相交点的像素坐标为所述投影标志点的像素坐标；

根据所述第一标定模型和所述投影标志点的像素坐标确定与所述投影标志点对应的世界坐标，根据所述投影标志点的世界坐标和投影标志点的投影坐标进行标定，获取与所述投影设备对应的第二标定模型。

2.根据权利要求1所述的基于单目系统的投影标定方法，其特征在于，所述获取与所述投影设备对应的第二标定模型，还包括：

获取与所述投影设备对应的设备内参数、和/或设备外参数。

3.根据权利要求1所述的基于单目系统的投影标定方法，其特征在于，所述对所述第一图像进行边缘检测，获取所述第一图像中与所述编码标志点对应的像素坐标，还包括：

针对每一个边缘封闭区域，计算该边缘封闭区域的中心和重心，在所述中心与重心匹配的情况下，将该边缘封闭区域作为编码标志点对应的区域，获取所述编码标志点对应的区域在所述第一图像中的像素坐标作为所述编码标志点的像素坐标。

4.根据权利要求3所述的基于单目系统的投影标定方法，其特征在于，所述对所述第二图像进行特征识别，获取所述第二图像中4条边缘直线的交点，根据所述相对的交点生成对应的2条连线，获取所述2条连线的相交点的像素坐标为所述投影标志点的像素坐标，还包括：

对所述第二图像进行检测，获取所述第一图像中的高亮区域；

以高亮区域为中心，对所述第二图像进行边缘检测，在所述高亮区域具有4条边缘直线的情况下，将具有4条边缘直线的所述高亮区域作为投影标志点对应的区域；

获取所述投影标志点对应的区域在所述第二图像中的像素坐标作为所述投影标志点的像素坐标。

5.根据权利要求1所述的基于单目系统的投影标定方法，其特征在于，所述对所述图像进行滤波处理和二值化处理还包括：

对所述二值化后的第一图像进行逆仿射变换，获取与所述第一图像对应的单位圆；

根据所述单位圆上0和1的个数生成与所述单位圆对应的特征码值，所述特征码值为15位二进制数值；

对所述特征码值进行移位操作，获取不同移位位数对应的移位后的移位码值，获取所述移位码值中的最小值对应的编码码值，所述编码码值为十进制数值。

6.根据权利要求5所述的基于单目系统的投影标定方法，其特征在于，所述根据所述相对的交点生成对应的2条连线之后，还包括：

获取所述2条连线上的像素点的灰度值，根据所述编码码值对所述2条连线上的像素点的灰度值进行解码，获取与所述投影标志点对应的编码值。

7.一种基于单目系统的投影标定系统，所述系统包括摄像设备、投影设备以及与所述摄像设备和投影设备连接的处理器和存储器；

所述摄像设备用于采集包含有立体标靶的图像，所述立体标靶为立方体，所述立方体表面上设置有多个编码标志点和空白区域，并且所述多个编码标志点设置在立方体的棱边处，且中间区域未设置编码标志点；

所述投影设备用于将投影图像投影至立体标靶上；

所述处理器用于通过所述摄像设备采集所述立体标靶的图像，对所述图像进行滤波处理和二值化处理，得到第一图像，并对所述第一图像进行边缘检测，获取所述第一图像中与所述编码标志点对应的像素坐标；根据所述编码标志点的像素坐标以及所述编码标志点的世界坐标进行标定，获取与所述摄像设备对应的第一标定模型；

所述处理器还用于控制所述投影设备将预设的投影图像投影至所述立体标靶的表面的空白区域，所述预设投影图像为散斑图像，所述投影图像中包含多个与所述编码标志点匹配的投影标志点；

所述处理器还用于控制所述摄像设备采集第二图像，并对所述第二图像进行特征识别，获取所述第二图像中4条边缘直线的交点，根据相对的交点生成对应的2条连线，获取所述2条连线的相交点的像素坐标为所述投影标志点的像素坐标；

所述处理器还用于根据所述第一标定模型和所述投影标志点的像素坐标确定与所述投影标志点对应的世界坐标，根据所述投影标志点的世界坐标和投影标志点的投影坐标进行标定，获取与所述投影设备对应的第二标定模型；

所述存储器用于存储所述摄像设备采集的图像、和/或存储所述处理器计算得到的结果数据，所述结果数据至少包括第一标定模型和第二标定模型；

所述存储器还用于存储计算机程序，所述处理器执行所述存储器上存储的计算机程序。