CN101853396A - 点分布型编码标志识别方法 - Google Patents

点分布型编码标志识别方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101853396A
CN101853396A CN 201010201990 CN201010201990A CN101853396A CN 101853396 A CN101853396 A CN 101853396A CN 201010201990 CN201010201990 CN 201010201990 CN 201010201990 A CN201010201990 A CN 201010201990A CN 101853396 A CN101853396 A CN 101853396A
Authority
CN
China
Prior art keywords
point
points
mark
coding
found
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201010201990
Other languages
English (en)
Other versions
CN101853396B (zh
Inventor
李广云
李宗春
冯其强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PLA Information Engineering University
Original Assignee
PLA Information Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PLA Information Engineering University filed Critical PLA Information Engineering University
Priority to CN 201010201990 priority Critical patent/CN101853396B/zh
Publication of CN101853396A publication Critical patent/CN101853396A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101853396B publication Critical patent/CN101853396B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Image Processing (AREA)

Abstract

本发明涉及点分布型编码标志识别方法，该方法首先确定初始点集合，再寻找点3、点1和点2，然后再找点4、点5，再进行仿射变换，再确定编码值，直至所有编码标志均识别完毕，此方法能够实现所有编码标志的正确识别，同时也验证了点分布型编码标志设计的合理性。

Description

点分布型编码标志识别方法
技术领域
本发明涉及点分布型编码标志识别方法，属于工业数字摄影测量技术领域。
背景技术
摄影测量通常要求被测目标表面具有丰富、明显的纹理信息，以在图像处理中提取出足够的、准确的特征点，而工业部件表面通常缺乏纹理，不能满足这一要求。因此，在工业数字摄影测量中，多采用布设人工标志点的方式产生足够数量且对比明显的特征点。
编码标志是一种特殊的测量标志，每个编码标志都对应一个唯一的编码（识别码），能够利用数字图像处理技术进行自动识别。编码标志的作用主要有两方面：与定向靶配合使用以完成多张像片的自动概略定向；作为控制点辅助实现同名像点自动匹配。
现有的点分布型编码标志可产生420个不同的编码值，要比同心圆环型编码标志的编码容量大的多，但是仍然不能满足现有工业数字摄影测量的需要，因此，需要设计新的点分布型编码标志及其识别方法，以满足快速发展的工业数字摄影测量的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种点分布型编码标志识别方法，能够快速、准确的识别满足现有工业数字摄影测量需求的编码标志，与相应的测量系统相适应。
本发明的点分布型编码标志识别方法步骤如下：
(1)确定初始点集合，对所有标志点逐一搜索其周围范围R内的所有标志点，若找到7个以上标志点，则该标志点连同找到的标志点记为集合G；否则继续下一标志点；
(2)在标志点集合G中，将一个标志点设为点3，搜索与之共线且位于同侧的2个点，若找到，则将其按距离点3的远近各标记为点1和点2；否则，将下一个标志点设为点3，若在G中找不到点1和点2，则返回步骤(1)；若找到，则继续步骤(3)；
(3)在集合G剩余点中，任选两点作为点4和点5，判断其是否分别位于点1、点3连线的两侧且右侧为点4，左侧为点5，若点4和点5位于点1和点3连线的同一侧，则重新选择点4和点5并重复该步骤；否则，将点4、点5连线与点1、点3连线的交点记为点6，判断点6和点1是否位于点3的两侧，若位于同一侧，则重新选择点4和点5并重复该步骤；否则，计算点1、点2、点3、点6的交比，判断其是否与设计值一致，若不一致则重新选择点4和点5并重复该步骤；若在G所有剩余点中均找不到点4、点5，则返回步骤(2)；
(4)仿射变换，利用点1~点5计算图像坐标系到设计坐标系的仿射变换参数，并将G中剩余点的图像坐标转换到设计坐标系中；
(5)确定编码值，将G中剩余点仿射变换后的坐标与各编码点设计坐标比对，确定编码点对应字符及编码标志对应字符串，最终确定该编码标志的编码值；
(6)重复步骤(1)~(5)，直至所有编码标志均识别完毕。
步骤（1）中所述标志点周围范围R=
Figure 988183DEST_PATH_IMAGE001
，k为设定的距离因子，r为标志点的半径。
本发明的点分布型编码标志识别方法首先确定初始点集合，再寻找点3、点1和点2，然后再找点4、点5，再进行仿射变换，再确定编码值，直至所有编码标志均识别完毕，此方法能够实现所有编码标志的正确识别，同时也验证了点分布型编码标志设计的合理性。
附图说明
图1是本发明的点分布型编码标志；
图2是本发明的一个点分布型编码实例；
图3是本发明的点分布型编码标志识别方法流程图。
具体实施方式
本发明的点分布型编码标志识别方法所对应设计的识别标志如图1所示，该编码标志包括正方形编码面，该编码面上设有8个大小相同的圆形回光反射标志点，其中点1~5为模版点，另外3个点为编码点，点3为定位点，点1~3共线于Y轴，点4、点5共线于X轴，且关于Y轴对称，点1、点2和点3同位于X轴的上侧且到X轴的距离由远而近，在以Y轴为对称轴与点1同方向的X轴的上侧对等设有20个设计标志点位，所述3个编码点互不相邻的分设于20设计标志点位的其中三位上，所述20个设计标志点位等分成两组分列于Y轴的左右两侧，每组5个一列紧密排列，且每组的两列设计标志点位相互紧密排列，1~20个设计标志点位分别顺序对应字母A~T。
模版点与编码点直径均为12mm，5个模版点的设计坐标为：
 
Figure 588929DEST_PATH_IMAGE002
20个设计标志点的设计坐标为：
 
Figure 52271DEST_PATH_IMAGE003
    该编码标志采用字符串原理，将3个编码点对应字母按顺序排列所得字符串即可作为该编码标志的编码值，如图2所示的编码标志编码值即为CODE_CJK，亦可将所有可能的编码字符串按制定顺序排列，形成一个索引表，以其序号作为每个编码标志的编码值，编码值索引表如下表3所示，则图2的编码值为CODE29。
 
Figure 334348DEST_PATH_IMAGE004
Figure 832325DEST_PATH_IMAGE005
Figure 276076DEST_PATH_IMAGE006
Figure 374799DEST_PATH_IMAGE008
Figure 664966DEST_PATH_IMAGE009
 点分布型编码标志识别涉及仿射变换和交比不变量，仿射变换是两个平面坐标系之间的一种转换关系，其定义可通过平面仿射几何基本定理给出。
平面仿射几何基本定理：设
Figure 341935DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 779870DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 403749DEST_PATH_IMAGE012
是平面内不共线的任意三点；
Figure 610740DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 661872DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 587103DEST_PATH_IMAGE015
也是不共线的任意三点，那么存在一个也只存在一个仿射变换
Figure 811411DEST_PATH_IMAGE016
，使
Figure 76170DEST_PATH_IMAGE017
。换句话说，三对对应点（原像不共线，映像也不共线）决定唯一仿射变换。
仿射变换可用下式表示：
      
Figure 360521DEST_PATH_IMAGE018
 
其中，
Figure 507469DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 473150DEST_PATH_IMAGE020
分别为仿射变换前、后的平面点坐标；
Figure 654733DEST_PATH_IMAGE021
仿射矩阵，使坐标系产生旋转、缩放和扭曲；
Figure 109985DEST_PATH_IMAGE022
为平移参数，使坐标系产生平移。
Figure 947491DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 513602DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 487374DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 113527DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 235067DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 542552DEST_PATH_IMAGE028
等6个参数称为仿射变换参数，唯一确定一个仿射变换。
 标志点的成像过程是中心投影，当各标志点间的距离远小于摄影距离时，中心投影可近似为仿射变换。
交比是射影几何中的一个重要概念和工具。设
Figure 698727DEST_PATH_IMAGE029
、
Figure 495781DEST_PATH_IMAGE030
、
Figure 42300DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 950213DEST_PATH_IMAGE032
为共线的4个点，则这4个点按此顺序的交比
Figure 898578DEST_PATH_IMAGE033
定义为：
      
其中，
Figure 962666DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 611953DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 742720DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 881577DEST_PATH_IMAGE038
均为有向线段，而非距离。
交比是仿射变换不变量，即4个共线点在仿射变换前后的交比相等。设
Figure 137109DEST_PATH_IMAGE039
、、
Figure 637678DEST_PATH_IMAGE041
、
Figure 885120DEST_PATH_IMAGE032
经仿射变换后依次为
Figure 690265DEST_PATH_IMAGE042
、
Figure 681354DEST_PATH_IMAGE043
、
Figure 521134DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 1794DEST_PATH_IMAGE045
，则有：
     
Figure 497498DEST_PATH_IMAGE046
点分布型编码标志识别时首先要在众多测量标志点中找出编码标志包含的标志点，然后通过仿射变换将产生投影变形的标志点坐标恢复到设计坐标系中，最后通过编码点与设计位置的比对确定编码标志的编码值。
 本发明的点分布型编码标志识别方法的流程图如图3所示，具体识别步骤如下：
 (1)确定初始点集合。给定距离因子k，对所有标志点（设其半径为r）逐一搜索其周围范围内的所有标志点，若找到7个以上标志点，则该标志点连同找到的标志点记为集合G；否则继续下一标志点；
(2)寻找点3、点1和点2。在标志点集合G中，将一个标志点设为点3，搜索与之共线且位于同侧的2个点，若找到，则将其按距离远近各标记为点1和点2；否则，将下一个标志点设为点3，若在G中找不到点1和点2，则返回步骤(1)；若找到，则继续步骤(3)；若在G中找不到点1~5，则返回步骤(1)；
(3)寻找点4、点5。在G剩余点中，任选两点作为点4和点5，判断其是否分别位于点1、点3连线的两侧（右侧为点4，左侧为点5），若位于同一侧，则重新选择点4和点5并重复该步骤；否则，继续判断点4、点5连线与点1、点3连线的交点（记为点6）和点1是否位于点3的两侧，若位于同一侧，则重新选择点4和点5并重复该步骤；否则，计算点1、点2、点3、点6的交比，判断其是否与设计值一致，若不一致则重新选择点4和点5并重复该步骤；若在G所有剩余点中均找不到点4、点5，则返回步骤(2)；
(4)仿射变换。利用点1~点5计算图像坐标系到设计坐标系的仿射变换参数，并将G中剩余点的图像坐标转换到设计坐标系中；
(5)确定编码值。将G中剩余点仿射变换后的坐标与各编码点设计坐标比对，确定编码点对应字符及编码标志对应字符串，最终确定该编码标志的编码值；
(6)重复步骤(1)~(5)，直至所有编码标志均识别完毕。

Claims (2)

1.一种点分布型编码标志识别方法，其特征在于，该方法的步骤如下：
(1)确定初始点集合，对所有标志点逐一搜索其周围范围R内的所有标志点，若找到7个以上标志点，则该标志点连同找到的标志点记为集合G；否则继续下一标志点；
(2)在标志点集合G中，将一个标志点设为点3，搜索与之共线且位于同侧的2个点，若找到，则将其按距离点3的远近各标记为点1和点2；否则，将下一个标志点设为点3，若在G中找不到点1和点2，则返回步骤(1)；若找到，则继续步骤(3)；
(3)在集合G剩余点中，任选两点作为点4和点5，判断其是否分别位于点1、点3连线的两侧且右侧为点4，左侧为点5，若点4和点5位于点1和点3连线的同一侧，则重新选择点4和点5并重复该步骤；否则，将点4、点5连线与点1、点3连线的交点记为点6，判断点6和点1是否位于点3的两侧，若位于同一侧，则重新选择点4和点5并重复该步骤；否则，计算点1、点2、点3、点6的交比，判断其是否与设计值一致，若不一致则重新选择点4和点5并重复该步骤；若在G所有剩余点中均找不到点4、点5，则返回步骤(2)；
(4)仿射变换，利用点1~点5计算图像坐标系到设计坐标系的仿射变换参数，并将G中剩余点的图像坐标转换到设计坐标系中；
(5)确定编码值，将G中剩余点仿射变换后的坐标与各编码点设计坐标比对，确定编码点对应字符及编码标志对应字符串，最终确定该编码标志的编码值；
(6)重复步骤(1)~(5)，直至所有编码标志均识别完毕。
2.根据权利要1所述的点分布型编码标志识别方法，其特征在于：步骤（1）中所述标志点周围范围R=
Figure 429174DEST_PATH_IMAGE002
，k为设定的距离因子，r为标志点的半径。
CN 201010201990 2010-06-17 2010-06-17 点分布型编码标志识别方法 Expired - Fee Related CN101853396B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010201990 CN101853396B (zh) 2010-06-17 2010-06-17 点分布型编码标志识别方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010201990 CN101853396B (zh) 2010-06-17 2010-06-17 点分布型编码标志识别方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101853396A true CN101853396A (zh) 2010-10-06
CN101853396B CN101853396B (zh) 2012-12-05

Family

ID=42804874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010201990 Expired - Fee Related CN101853396B (zh) 2010-06-17 2010-06-17 点分布型编码标志识别方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101853396B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106469451A (zh) * 2016-08-31 2017-03-01 浙江捷尚视觉科技股份有限公司 缝隙检测装置和检测方法
CN106871873A (zh) * 2017-02-24 2017-06-20 上海坤辕检测科技有限公司 一种近景摄影测量中编码标志的编码方法
CN108537217A (zh) * 2018-04-04 2018-09-14 湖南科技大学 基于字符编码标志的识别及定位方法
CN108573511A (zh) * 2018-02-11 2018-09-25 湖南科技大学 点状分布合作编码标志及其识别定位方法
CN109115181A (zh) * 2018-08-03 2019-01-01 湖南科技大学 一种编码标志
CN110378939A (zh) * 2018-07-27 2019-10-25 北京京东尚科信息技术有限公司 图像编码、识别、跟踪的方法、系统、设备和存储介质
CN112614188A (zh) * 2020-12-07 2021-04-06 上海交通大学 一种基于交比不变性的点阵式标定板及其识别方法
CN112750172A (zh) * 2020-07-23 2021-05-04 江苏普达迪泰科技有限公司 一种摄影测量中点状编码标志的改进方法
CN113894799A (zh) * 2021-12-08 2022-01-07 北京云迹科技有限公司 机器人及辅助环境定位的标识物识别方法和装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1087330A2 (en) * 1999-09-21 2001-03-28 Omron Corporation Two-dimensional dot code and reader thereof
JP2002216069A (ja) * 2001-01-19 2002-08-02 Olympus Optical Co Ltd ドットコード記録方法、ドットコード記録装置、及び記憶媒体
CN101127089A (zh) * 2007-07-02 2008-02-20 天津市阿波罗信息技术有限公司 一种新的可在印刷媒体上埋入大量信息的实现方法
CN101339604A (zh) * 2008-07-09 2009-01-07 北京理工大学 一种基于视觉不变量的新型标志点图形及其识别、跟踪定位算法
CN101566465A (zh) * 2009-05-18 2009-10-28 西安交通大学 一种物体变形的实时测量方法
US20090310871A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Elan Microelectronics Corporation Decoding method for a two dimensional dot code

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1087330A2 (en) * 1999-09-21 2001-03-28 Omron Corporation Two-dimensional dot code and reader thereof
JP2002216069A (ja) * 2001-01-19 2002-08-02 Olympus Optical Co Ltd ドットコード記録方法、ドットコード記録装置、及び記憶媒体
CN101127089A (zh) * 2007-07-02 2008-02-20 天津市阿波罗信息技术有限公司 一种新的可在印刷媒体上埋入大量信息的实现方法
US20090310871A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Elan Microelectronics Corporation Decoding method for a two dimensional dot code
CN101339604A (zh) * 2008-07-09 2009-01-07 北京理工大学 一种基于视觉不变量的新型标志点图形及其识别、跟踪定位算法
CN101566465A (zh) * 2009-05-18 2009-10-28 西安交通大学 一种物体变形的实时测量方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集》 20081231 冯其强 李广云 李宗春 工业数字摄影测量系统及应用 1-7 1-2 , 2 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106469451A (zh) * 2016-08-31 2017-03-01 浙江捷尚视觉科技股份有限公司 缝隙检测装置和检测方法
CN106871873A (zh) * 2017-02-24 2017-06-20 上海坤辕检测科技有限公司 一种近景摄影测量中编码标志的编码方法
CN108573511A (zh) * 2018-02-11 2018-09-25 湖南科技大学 点状分布合作编码标志及其识别定位方法
CN108573511B (zh) * 2018-02-11 2021-10-12 湖南科技大学 点状分布合作编码标志及其识别定位方法
CN108537217A (zh) * 2018-04-04 2018-09-14 湖南科技大学 基于字符编码标志的识别及定位方法
CN108537217B (zh) * 2018-04-04 2021-06-25 湖南科技大学 基于字符编码标志的识别及定位方法
CN110378939A (zh) * 2018-07-27 2019-10-25 北京京东尚科信息技术有限公司 图像编码、识别、跟踪的方法、系统、设备和存储介质
CN110378939B (zh) * 2018-07-27 2021-11-02 北京京东乾石科技有限公司 图像编码、识别、跟踪的方法、系统、设备和存储介质
CN109115181A (zh) * 2018-08-03 2019-01-01 湖南科技大学 一种编码标志
CN112750172A (zh) * 2020-07-23 2021-05-04 江苏普达迪泰科技有限公司 一种摄影测量中点状编码标志的改进方法
CN112614188A (zh) * 2020-12-07 2021-04-06 上海交通大学 一种基于交比不变性的点阵式标定板及其识别方法
CN113894799A (zh) * 2021-12-08 2022-01-07 北京云迹科技有限公司 机器人及辅助环境定位的标识物识别方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101853396B (zh) 2012-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101853396A (zh) 点分布型编码标志识别方法
CN108573511B (zh) 点状分布合作编码标志及其识别定位方法
CN106468553B (zh) 一种基于路标的移动物体的定位方法
CN110068270A (zh) 一种基于多线结构光图像识别的单目视觉箱体体积测量方法
CN107481276B (zh) 一种三维医学图像中标记点序列的自动识别方法
CN103400373B (zh) 相机检校控制场人工标志像点坐标自动识别定位方法
CN109215016B (zh) 一种编码标志的识别定位方法
CN109285198B (zh) 一种环形编码标记点的编码及识别方法
CN102779345A (zh) 一种基于重心欧氏距离的点云精确配准方法
CN102054276A (zh) 物体三维几何重建相机定标方法和系统
EP3561729B1 (en) Method for detecting and recognising long-range high-density visual markers
CN108664860B (zh) 房间平面图的识别方法及装置
CN106600649A (zh) 一种基于二维标记码的相机自标定方法
CN103049731A (zh) 一种点分布型彩色编码标志的解码方法
CN113506276B (zh) 一种测量结构位移的标志物及方法
CN110838146A (zh) 一种共面交比约束的同名点匹配方法、系统、装置及介质
CN113269193A (zh) 指针式表计的示数读取方法、装置及存储介质
CN109029464B (zh) 一种自设特征图形的视觉二维码室内定位方法
CN101950409B (zh) 一种基于象限的编码标记点设计方法
CN104376328A (zh) 基于坐标的分布型编码标志识别方法及系统
CN106526580A (zh) 用于确定机器人位置的路标、设备及机器人位置确定方法
CN112270716B (zh) 一种人工视觉地标的解码定位方法
CN113421311B (zh) 一种正六边形编码标志及其编码方法
CN112132798A (zh) 基于Mini ARU-Net网络的复杂背景PCB标记点图像检测方法
CN110110731A (zh) 基于深度学习的定位方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121205