姿态测量方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110706289A(43)申请公布日2020.01.17(21)申请号201911019549.4(22)申请日2019.10.24(71)申请人中国科学技术大学地址230026安徽省合肥市包河区金寨路96号(72)发明人金国强金一王浩璇陈怀安竺长安陈恩红(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人李伟(51)Int.Cl.G06T7/73(2017.01)G06T7/66(2017.01)G06T7/45(2017.01)G06T7/13(2017.01)权利要求书3页说明书11页附图5页(54)发明名称姿态测量方法及装置(57)摘要本发明提供了一种姿态测量方法及装置，该方法包括：获取待测量目标的视频数据；对于视频数据中的每一帧原始图像，调用预先设置的算法提取原始图像中包含待测量目标的目标图像，对目标图像进行预处理，得到包含待测量目标的轮廓特征的特征图像；对特征图像进行计算，得到待测量目标在特征图像中的惯性椭圆，基于惯性椭圆，确定待测量目标在特征图像中对应的重心坐标和方向角度；依据待测量目标在每一帧所述特征图像对应的重心坐标和方位角，确定待测量目标的姿态信息。能够基于包含待测量目标的轮廓特征的特征图像，得到待测量目标对应的惯性椭圆，并依据该惯性椭圆，得到待测量目标的姿态信息，降低了测量成本，提高了测量的精度和可靠性。CN110706289ACN110706289A权利要求书1/3页1.一种姿态测量方法，其特征在于，包括：获取待测量目标的视频数据，所述视频数据为应用已标定的相机对所述待测量目标进行拍摄得到的；对于所述视频数据中的每一帧原始图像，调用预先设置的算法提取所述原始图像中包含所述待测量目标的目标图像，对所述目标图像进行预处理，得到包含待测量目标的轮廓特征的特征图像；对所述特征图像进行计算，得到所述待测量目标在所述特征图像中的惯性椭圆，基于所述惯性椭圆，确定所述待测量目标在所述特征图像中对应的重心坐标和方向角度；依据所述待测量目标在每一帧所述特征图像对应的重心坐标和方位角，确定所述待测量目标的姿态信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标图像进行预处理，得到包含待测量目标的轮廓特征的特征图像，包括：对目标图像进行上采样操作，并对经过上采样操作的目标图像进行中值滤波，得到第一预处理图像；对所述第一预处理图像进行二值化处理，得到多个图像区域；在各个图像区域中确定待测量目标的轮廓特征区域；在二值化处理后的所述第一预处理图像中，对除所述轮廓特征区域外的各个所述图像区域进行置零，以得到包含待测量目标的轮廓特征的特征图像。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述特征图像进行计算，得到所述待测量目标在所述特征图像中的惯性椭圆，包括：基于所述特征图像中的各个像素点的灰度值，确定所述特征图像的一阶矩；对所述一阶矩进行进行计算，得到惯性椭圆的重心坐标；基于所述第一阶及所述重心坐标，得到所述特征图像的协方差矩阵；确定所述协方差矩阵的特征向量；基于所述重心坐标以及所述特征向量，确定待测量目标的惯性椭圆。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述惯性椭圆，确定所述待测量目标在所述特征图像中对应的重心坐标和方向角度，包括：将所述惯性椭圆的重心坐标，确定为所述待测量目标在所述特征图像中对应的重心坐标；确定所述惯性椭圆的长轴和短轴；依据所述长轴和短轴，得到所述惯性椭圆的方向角度；将所述惯性椭圆的方向角度，确定为所述待测量目标在所述特征图像中对应的方向角度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述待测量目标在每一帧特征图像对应的重心坐标和方位角，生成所述待测量目标的姿态信息，包括：基于所述待测量目标在每一帧特征图像对应的重心坐标，得到所述待测量目标的速度信息；基于所述待测量目标在每一帧特征图像对应的方位角，获得所述待测量目标的运动轨迹信息；2CN110706289A权利要求书2/3页依据所述速度信息和所述运动轨迹信息，生成所述待测量目标的姿态信息。6.一种姿态测量装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取待测量目标的视频数据，所述视频数据为应用已标定的相机对所述待测量目标进行拍摄得到的；确定单元，对于所述视频数据中的每一帧原始图像，调用预先设置的算法提取所述原始图像中包含所述待测量目标的目标图像，对所述目标图像进行预处理，得到包含待测量目标的轮廓特征的特征图像；对所述特征图像进行计算，得到所述待测量目标在所述特征图像中的惯性椭圆，基于所述惯性椭圆，确定所述待测量目标在所述特征图像中对应的重心坐标和方向角度；生成单元，用于依据所述待测量目标在每一帧所述特征图像对应的重心坐标和方位角，生成所述待测量目标