CN202057299U - 可自动建立图像坐标系的图像标定模板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可自动建立图像坐标系的图像标定模板，包括表面设有轴对称图案层的基板，所述图案是一个图形矩阵，所述图形矩阵包括多个形状大小相同的基本图形和分布在所述基本图形之中的至少3个标记图形，所述标记图形与基本图形的形状或大小不同，并且所述的至少3个标记图形位于两条相互垂直的直线上，用连线连起来形成“L”型。本实用新型的图像标定模板设置了可作为坐标标志点的标记图形，用于影像标定时可以自动建立图像坐标系，简化了处理过程，提高了标定精度。

Description

可自动建立图像坐标系的图像标定模板

技术领域

本实用新型涉及二维和三维图像测量领域，尤其涉及一种可以实现图像坐标系自动建立的图像标定模板。

背景技术

影像测量要通过二维图像推知三维物体的空间物理信息，必须建立图像点位置和空间物体表面位置之间的相互对应关系。通过对一种高精度参数已知的标定模块进行拍摄，然后对其成像模型进行计算(即标定过程)可以确定这种相互对应关系。经过标定后的影像测量系统可以消除影像畸变带来的误差，测量物体时可获得高精度的物理尺寸测量结果。

在现有技术中，影像测量所借助的标定模块一般是采用表面上贴附或印刷有圆点阵列或棋盘格/网格等图案(标志点)的基板或立体材料，相邻图案(如相邻圆点)之间具有色差，但所有图案的形状和大小相同。现有技术存在以下缺陷：一，由于标定模块的所有标志点相同，没有可供参考的图像信息，使用现有技术的标定模块时无法自动建立图像坐标系，在计算成像模型之前必须人工确定图像坐标系并另外设计一套排序方式，这使得标定过程变得繁琐、复杂；二，由于标定模块的所有标志点相同，当标定过程需要从不同角度/位置拍摄多幅图片时，无法确定几幅图片之间各标志点的对应关系；三、打印和印刷时无法保证各标志点的相对位置保持一致，会影响后期的标定精度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种可自动建立图像坐标系的图像标定模板，该模板引入坐标标志点作为参考信息，从而标定计算时无需人工建立图像坐标系，可以简化处理过程，提高后期标定精度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种可自动建立图像坐标系的图像标定模板，包括基板和基板表面的轴对称图案层，所述图案层的图案是一个图形矩阵，所述图形矩阵包括多个形状大小相同的基本图形和分布在所述基本图形之中的至少3个标记图形，所述标记图形与基本图形的形状或大小不同，并且所述的至少3个标记图形不在同一直线上。

进一步地，所述的至少3个标记图形位于两条相互垂直的直线上，用连线连起来形成“L”型。

所述的至少3个标记图形中位于横向的两标记图形中心距与位于径向的两标记图形中心距的差距大于3∶1。

在本实用新型的可自动建立图像坐标系的图像标定模板中，所述图形矩阵是方形棋盘格或圆形阵列，所述图形矩阵的相邻图形之间形成有色差。

所述图案层的背景色和图案颜色形成有色差。

所述基本图形为正方形，所述标记图形为中间设有凸出显示的圆点或圆圈的正方形。

或者，所述基本图形为实心圆，所述标记图形为中间设有凸出显示的圆点或圆圈的实心圆。

或者，所述基本图形为正方形，所述标记图形为中间设有凸出显示的十字架或三角形的正方形。

又或者，所述基本图形为实心圆，所述标记图形为中间设有凸出显示的十字架或三角形的实心圆。

所述基板由低膨胀系数材料制成，所述低膨胀系数材料包括碳纤维、石英玻璃、大理石、玻璃或陶瓷。

同现有技术相比较，本实用新型具有如下有益技术效果：1)设置了可被自动识别的标记图形，可以自动建立以标记图形所在直线为坐标轴、所在直线的垂直交点为圆心的图像坐标系，从而解决了现有技术需要手动建立坐标系的缺陷，可以简化处理流程；2)在不同角度拍摄多幅图像时，借助坐标标志点以及现有软件还可以将图像坐标系统一，并自动将多幅图像中的位置标志点进行匹配对应；3)将国家计量部门实际测量标定模块中坐标标志点的物理坐标信息作为标准尺度，引入系统的标定过程中，可进一步提高标定精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例可自动建立图像坐标系的图像标定模板的结构示意图；

图2是本实用新型又一实施例可自动建立图像坐标系的图像标定模板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的图像标定模板包括基板，所述基板由低膨胀系数材料制成，例如可以由碳纤维、石英玻璃、大理石、玻璃、陶瓷等材料制成。所述基板形状规则或至少具有一个平面，从而基板的规则表面可以贴附、印刷、腐刻或嵌入图案。

如图1至图2所示，所述基板的规则表面上设有轴对称图案层，所述图案层的图案是一个图形矩阵，例如可以是方形棋盘格或圆形阵列等。所述图形矩阵包括多个形状大小相同的基本图形和分布在所述基本图形之中的至少3个标记图形，相邻图形之间形成有色差(见图1)。所述图案层的背景色和图案颜色也可以形成色差，例如背景色为白色，图案颜色为黑色；或者背景色为黑色，图案颜色为白色。所述标记图形与基本图形的形状或大小不同，并且所述的至少3个标记图形不在同一直线上。以下列举本实用新型的标记图形和基本图形的几种实施方式：

实施例一，所述基本图形为正方形，所述标记图形为中间设有凸出显示的圆点或圆圈的正方形，或反之；

实施例二，所述基本图形为实心圆，所述标记图形为中间设有凸出显示的圆点或圆圈的实心圆，或反之；

实施例三，所述基本图形为正方形，所述标记图形为中间设有凸出显示的十字架/三角形的正方形，或反之；

实施例四，所述基本图形为实心圆，所述标记图形为中间设有凸出显示的十字架/三角形的实心圆，或反之。实际上，标记图形只要具备足以与基本图形区分开来的特征即可，本实用新型的标记图形和基本图形可以有多种实施方式。

如图1或图2所示，所述的至少3个标记图形位于两条相互垂直的直线上，用连线连起来形成“L”型。所述标记图形的中心可以和基本图形的中心重合，也可以不重合。所述的至少3个标记图形中位于横向的两标记图形中心距与位于径向的两标记图形中心距的差距大于3∶1。由于标记图形在形状或大小上易于辨别，因此所述标记图形在影像测量的标定过程中可以作为坐标标志点使用，而基本图形则可作为位置标志点使用。

本实用新型的图像标定模板，引入了可被现有图像处理方式自动识别的标记图形，由于3个标记图形的距离相差较大，通过现有软件可以自动建立以距离较远的两个标记图形所在直线为X轴、距离较近的两个标记图形所在直线作为Y轴、两条直线的垂直交点为坐标原点的图像坐标系，从而可解决现有技术需要手动建立坐标系的缺陷。在不同角度拍摄多幅图像时，借助坐标标志点以及现有软件还可以将图像坐标系统一，并自动将多幅图像中的位置标志点进行匹配对应。将国家计量部门实际测量标定模块中坐标标志点的物理坐标信息作为标准尺度，引入系统的标定过程中，可进一步提高标定精度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可自动建立图像坐标系的图像标定模板，包括基板和基板表面的轴对称图案层，其特征在于：

所述图案层的图案是一个图形矩阵，所述图形矩阵包括多个形状大小相同的基本图形和分布在所述基本图形之中的至少3个标记图形，所述标记图形与基本图形的形状或大小不同，并且所述的至少3个标记图形不在同一直线上。

2.根据权利要求1所述的可自动建立图像坐标系的图像标定模板，其特征在于：所述的至少3个标记图形位于两条相互垂直的直线上，用连线连起来形成“L”型。

3.根据权利要求2所述的可自动建立图像坐标系的图像标定模板，其特征在于：所述的至少3个标记图形中位于横向的两标记图形中心距与位于径向的两标记图形中心距的差距大于3∶1。

4.根据权利要求3所述的可自动建立图像坐标系的图像标定模板，其特征在于：所述图形矩阵是方形棋盘格或圆形阵列，所述图形矩阵的相邻图形之间形成有色差。

5.根据权利要求4所述的可自动建立图像坐标系的图像标定模板，其特征在于：所述图案层的背景色和图案颜色形成有色差。

6.根据权利要求5所述的可自动建立图像坐标系的图像标定模板，其特征在于：所述基本图形为正方形，所述标记图形为中间设有凸出显示的圆点或圆圈的正方形。

7.根据权利要求5所述的可自动建立图像坐标系的图像标定模板，其特征在于：所述基本图形为实心圆，所述标记图形为中间设有凸出显示的圆点或圆圈的实心圆。

8.根据权利要求5所述的可自动建立图像坐标系的图像标定模板，其特征在于：所述基本图形为正方形，所述标记图形为中间设有凸出显示的十字架或三角形的正方形。

9.根据权利要求5所述的可自动建立图像坐标系的图像标定模板，其特征在于：所述基本图形为实心圆，所述标记图形为中间设有凸出显示的十字架或三角形的实心圆。

10.根据权利要求6至9任一项权利要求所述的可自动建立图像坐标系的图像标定模板，其特征在于：所述基板由低膨胀系数材料制成，所述低膨胀系数材料包括碳纤维、石英玻璃、大理石、玻璃或陶瓷。

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