[发明专利]一种基于目标二维轮廓模型的识别与空间定位方法

摘要

本发明公开了一种基于目标二维轮廓模型的识别与空间定位方法，涉及图像处理技术领域，针对的对象为具有二维平面轮廓的物体，识别目标即为该物体的某个感兴趣平面上的轮廓特征，识别目标由一定数量的直线段和/或弧线段和/或圆形连接成闭合的轮廓，图像可从任意角度、高度拍摄目标及其所处背景，但须保证目标的所有轮廓可见且清晰，然后根据目标的二维模型轮廓信息，从图像中识别目标，并计算出目标相对于相机的空间位置。

主权项

一种基于目标二维轮廓模型的识别与空间定位方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，准备目标的二维模型，在制图软件中绘制目标的真实二维模型，长度单位为毫米，并将图纸导出为包含有图像轮廓信息的文件，二维模型轮廓线条必须闭合，轮廓由直线段、弧线段或圆组成；步骤2，读取上述包含有图像轮廓信息的文件，解析出几何基元，查找并描述出闭合轮廓，并判断区分其中的歧义轮廓和非歧义轮廓，描述闭合轮廓中直线与弧线的连接顺次关系，建立目标二维轮廓几何基元拓扑关系；步骤3，采集目标图像，使用Canny边缘检测算子检测图像的边缘，遍历每一条轮廓，排除非闭合轮廓，对闭合轮廓进行单通、多通边缘点检查；选择检查出的单通、多通边缘点进行相交轮廓分离；使多边形逼近闭合轮廓，采用Ramer算法对每一个闭合轮廓进行递归细分，直至得到的全部线段到各自对应的闭合轮廓的最大距离小于阈值Dmax；再对直线段和/或弧线段进行拟合与合并，根据拟合出的直线方程和/或椭圆弧方程计算相邻线段的交点坐标，该交点对应了步骤2中的目标二维轮廓；步骤4，指定搜索轮廓，检索在步骤3中产生的所有闭合轮廓确认与目标模板轮廓相同线段组成的待定轮廓，对待定轮廓进行姿态运算并完成确认，在图像中标记识别成功的目标，输出目标位置及投影矩阵。