CN111678508A - 一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块 - Google Patents

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张小娟
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Abstract

本发明公开了一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，两个或两个以上几何体通过连杆固定连接，所述几何体除与连杆连接的表面外，其他表面均能够设置X角点标记，使得从任意角度均能够观察到至少三个X角点。本发明有效解决了传统标记点因视觉遮挡和角度不佳引起的无法识别或识别不准确的问题，且结构简单，使用方便。

Description

一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块
技术领域
本发明涉及机器视觉标记点位姿识别技术领域，特别是涉及一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块。
背景技术
机器视觉的一个重要功能是识别空间标记点位置。常用的标记点一般由一个平面上特定的图形构成，如条形码、二维码、圆形点和X角点等。标记点所在的平面与摄像头的位置、角度对标记点的识别和位置重构精度有着显著直接的联系。众所周知，遮挡问题是机器视觉中双目视觉跟踪一个很棘手的问题，在使用双目视觉的过程中，常常会因为遮挡、角度不合适等问题导致识别效果较差甚至识别失败，使用者往往要为了照顾双目相机的识别效果刻意地调整标记点姿态，这会造成较大的使用障碍。
由此可见，上述现有的标记点在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的用于机器视觉三维重构的无死角标记块，实属当前重要研发课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，使其能够解决视觉遮挡问题，准确识别标记点的位置与姿态，从而克服现有的标记点的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，两个或两个以上几何体通过连杆固定连接，所述几何体除与连杆连接的表面外，其他表面均能够设置X角点标记，使得从任意角度均能够观察到至少三个X角点。
作为本发明的一种改进，所述几何体为立方体，所述立方体的数量为四个，所述连杆具有四个连接端，分别与四个立方体固定连接。
进一步地，所述连杆包括主杆、第一支杆和第二支杆；
主杆水平布置，在主杆一端端部，水平方向向两侧伸出第一支杆，所述第一支杆与主杆相互垂直；
在主杆的另一端端部，竖直方向向两侧伸出第二支杆，所述第二支杆与主杆相互垂直。
进一步地，所述第一支杆的两端端部垂直固定连接至立方体的表面。
进一步地，所述第二支杆的两端端部垂直固定连接至立方体的表面。
进一步地，所述主杆、第一支杆和第二支杆为一体结构。
进一步地，所述X角点为两个暗块和两个亮块图案交替排列形成图案的公共点。
进一步地，所述几何体为多面体、圆柱体、圆锥体或球体。
进一步地，所述几何体面对被测物体的表面允许不设置X角点标记。
进一步地，所述连杆上固定连接有探针，所述探针的针尖与被测目标点位置重合。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、在任意角度均能观察到至少三个X角点，有效地防止了因遮挡和角度不佳而引起的无法识别或识别不准确的问题。
2、结构简单，使用时无需调整标记块姿态，使用方便。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明提供的用于机器视觉三维重构的无死角标记块的三维立体视图；
图2是本发明提供的用于机器视觉三维重构的无死角标记块的俯视图；
图3是本发明提供的用于机器视觉三维重构的无死角标记块的正视图；
图4是X角点标记的组成图形。
附图标记说明：1-几何体；2-连杆；201-主杆；202-第一支杆；203-第二支杆；204-探针；3-X角点标记；301-X角点。
具体实施方式
请参阅图1至图4，本发明提供一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，两个或两个以上几何体1通过连杆2固定连接，所述几何体1除与连杆2连接的表面外，其他表面均设置有X角点标记3，使得从任意角度均能够观察到至少三个X角点301。
图1至图3所示为本发明的第一实施例，在本实施例中，所述几何体1为立方体，立方体的数量为四个，并通过连杆2固定连接。所述连杆2为一体结构，包括主杆201、第一支杆202和第二支杆203，所述主杆201水平设置，在主杆201的一端水平向两侧伸出第一支杆202，所述第一支杆202与主杆202相互垂直。在主杆201的另一端，竖直向两侧伸出第二支杆203，所述第二支杆203与主杆201相互垂直。所述第一支杆202的两端和第二支杆203的两端为四个连接端，分别固定连接到立方体的表面。
优选的，所述第一支杆202的两端为连接端，与立方体的一个表面垂直连接。所述第二支杆203的两端为连接端，与立方体的一个表面垂直连接。
四个立方体除了与第一支杆202及第二支杆203连接的四个表面外，其余的20个表面上均可以粘贴X角点标记3。由于相机无法拍摄到立方体面对被测物体的表面，因此，允许立方体面对被测物体的表面上不设置X角点标记3，在本实施例中，图1至图3中位于立方体右侧的表面均未粘贴X角点标记3。
在所述连杆2上固定连接有探针204，由于探针204的结构形状和尺寸固定，探针204针尖与所述无死角标记块的相对位置关系就为固定，在使用时将探针204针尖与被测目标点重合，相机通过识别所述无死角标记块的姿态后，再结合已知的探针204针尖与无死角标记块的相对位置关系，即可计算出被测目标点的位置。
请参阅图4，所述X角点标记3的图案为两个明块和暗块交替排列构成的圆形，两明块和两暗块相接的公共点即为X角点301。
这样的设计能够使摄像头在任意角度都可以观察到至少三个X角点301，进而解决传统标记点因遮挡或角度不佳而造成的无法识别或识别不准确的问题。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，所述几何体1的数量包括但不限于两个，同时几何体1的形状也不限于立方体，可以为其他多面体、圆柱体、圆锥体或球体。所述几何体1的形状与数量的多种结合方式，以达到使摄像头从任意角度均能够观察到至少三个X角点301的效果，均属本发明所保护的范围。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，其特征在于，两个或两个以上几何体通过连杆固定连接，所述几何体除与连杆连接的表面外，其他表面均能够设置X角点标记，使得从任意角度均能够观察到至少三个X角点。
2.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，其特征在于，所述几何体为立方体，所述立方体的数量为四个，所述连杆具有四个连接端，分别与四个立方体固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，其特征在于，所述连杆包括主杆、第一支杆和第二支杆；
所述主杆水平布置，在主杆一端端部，水平方向向两侧伸出第一支杆，所述第一支杆与主杆相互垂直；
在主杆的另一端端部，竖直方向向两侧伸出第二支杆，所述第二支杆与主杆相互垂直。
4.根据权利要求3所述的一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，其特征在于，所述第一支杆的两端端部垂直固定连接至立方体的表面。
5.根据权利要求3所述的一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，其特征在于，所述第二支杆的两端端部垂直固定连接至立方体的表面。
6.根据权利要求3所述的一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，其特征在于，所述主杆、第一支杆和第二支杆为一体结构。
7.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，其特征在于，所述X角点为两个暗块和两个亮块图案交替排列形成图案的公共点。
8.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，其特征在于，所述几何体为多面体、圆柱体、圆锥体或球体。
9.根据权利要求1或2所述的一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，其特征在于，所述几何体面对被测物体的表面允许不设置X角点标记。
10.根据权利要求1或2所述的一种用于机器视觉三维重构的无死角标记块，其特征在于，所述连杆上固定连接有探针，所述探针的针尖与被测目标点位置重合。
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