一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法.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CN109470142A(43)申请公布日2019.03.15(21)申请号201811397607.2(22)申请日2018.11.22(71)申请人北京航天计量测试技术研究所地址100076北京市丰台区南大红门路一号申请人中国运载火箭技术研究院(72)发明人袁媛刘柯孙增玉高越刘华(74)专利代理机构核工业专利中心11007代理人任超(51)Int.Cl.G01B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法(57)摘要一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，包括以下步骤：S1：将5个标志点贴在待测立体物体表面上，且保证5个标志点不共面；设5个标志点分别为Pi，i＝1-5。S2：在待测立体物体运动的过程中，使用摄像机对待测立体物体进行拍摄，得到待测立体物体不同时刻的采集图像；S3：对S2中所得的采集图像进行图像处理，并根据S2中所得的采集图像的圆度阈值，得到每个编码标志点的大圆与小圆标志点的特征轮廓；S4：根据S3所得每个编码标志点的大圆与小圆标志点的特征轮廓，从而对5个不同标志点进行特征识别，并得到每个标志点的质心像素坐标值；S5：根据S4中所得的每个标志点的质心像素坐标值，得到待测立体物体的三维六自由度位姿信息。CN109470142ACN109470142A权利要求书1/1页1.一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将5个标志点贴在待测立体物体表面上，且保证5个标志点不共面；设5个标志点分别为Pi，i＝1-5。S2：在待测立体物体运动的过程中，使用摄像机对待测立体物体进行拍摄，得到待测立体物体不同时刻的采集图像；S3：对S2中所得的采集图像进行图像处理，并根据S2中所得的采集图像的圆度阈值，得到每个编码标志点的大圆与小圆标志点的特征轮廓；S4：根据S3所得每个编码标志点的大圆与小圆标志点的特征轮廓，从而对5个不同标志点进行特征识别，并得到每个标志点的质心像素坐标值；S5：根据S4中所得的每个标志点的质心像素坐标值，得到待测立体物体的三维六自由度位姿信息。2.根据权利要求1所述的一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，其特征在于：所述S1中，其中p1标志点包括一个大圆标志点，其四周没有小圆标志点。3.根据权利要求1所述的一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，其特征在于：所述S1中，p2标志点包括一个大圆标志点，其四周均匀分布2个小圆标志点。4.根据权利要求1所述的一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，其特征在于：所述S1中，p3标志点包括一个大圆标志点，其四周均匀分布3个小圆标志点。5.根据权利要求1所述的一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，其特征在于：所述S1中，p4标志点包括一个大圆标志点，其四周均匀分布4个小圆标志点。6.根据权利要求1所述的一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，其特征在于：所述S1中，p5标志点包括一个大圆标志点，其四周均匀分布5个小圆标志点。7.根据权利要求1所述的一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，其特征在于：所述S3中，对S3中所得的采集图像进行图像处理包括图形滤波除噪、阈值分割、边界提取。8.根据权利要求1所述的一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，其特征在于：所述S4中，根据S3所得每个编码标志点的大圆与小圆标志点的特征轮廓，并结合每个编码标志点中大圆标志点周围的小圆标志点的数量，从而对5个不同标志点进行特征识别，并得到每个标志点的质心像素坐标值。9.根据权利要求1所述的一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，其特征在于：所述S5中，通过正交迭代算法得到待测立体物体的三维六自由度位姿信息。10.根据权利要求1所述的一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法，其特征在于：所述S2中，使用摄像机以固定的采集频率对待测立体物体进行拍摄。2CN109470142A说明书1/3页一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法技术领域[0001]本发明属于位姿测量领域，具体涉及一种基于圆形标志点的单目位姿测量方法。背景技术[0002]视觉测量是非接触的光学测量方法，双目视觉系统使用两台相机完成对目标物体的三维姿态测量，但此方法成本较高、测量距离短、视场范围较小，一旦任意一个相机的测量视场被遮挡，位姿数据就无法解算，造成测量数据的丢失，而单目视觉系统仅使用一台相机即可完成对目标物体的姿态测量，可作为冗余设计，极大提高系统的可靠性，此外，单相机测量可解决双相机视场范围较小、标定时间长、试验成本高等缺点，且技术实现较为简单，特别是在某些工程测量领域对相机的体积、重量有严格要求，单目视觉凸显优势，可应用于摄像机标定、目标跟踪、运动物体姿控试验等。[0003