本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，尤其涉及基于棋盤格的角點(diǎn)提取方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、角點(diǎn)提取在相機(jī)標(biāo)定中起到關(guān)鍵作用，而角點(diǎn)提取的精確度更是決定了相機(jī)標(biāo)定的結(jié)果是否準(zhǔn)確。

2、目前，角點(diǎn)的標(biāo)定方式主要是通過角點(diǎn)提取函數(shù)（如opencv中的findchessboardcorners）先對圖像進(jìn)行預(yù)處理，再基于像素的差異值進(jìn)行角點(diǎn)的提取，最后再通過亞像素級的梯度下降法來確定精確的角點(diǎn)信息。

3、但是，上述方法存在以下缺陷，具體包括：（1）當(dāng)圖像質(zhì)量不高或存在復(fù)雜背景因素時(shí)，在識別過程中會出現(xiàn)大量角點(diǎn)未識別出或錯誤識別的問題。即使是識別成功的點(diǎn)，精度依然不符合要求，誤差在10個(gè)像素點(diǎn)以上，需要進(jìn)一步的亞像素級提取。（2）角點(diǎn)提取過程繁瑣。需要對圖像進(jìn)行預(yù)處理，灰度化二值化以及模糊等處理來提高識別準(zhǔn)確度，并且提取的角點(diǎn)依然存在誤差，需要進(jìn)一步的亞像素級角點(diǎn)檢測來得到最終角點(diǎn)結(jié)果。（3）角點(diǎn)提取耗時(shí)長。在圖像質(zhì)量好的前提下仍需要1-2秒完成，在質(zhì)量一般的情況下容易出現(xiàn)識別不出或需要10秒甚至更多的時(shí)間去完成識別。

4、因此，亟需一種新的角點(diǎn)提取方法，可以更直接快速獲取精確的角點(diǎn)坐標(biāo)位置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在角點(diǎn)提取過程繁瑣、耗時(shí)長、誤識及未識別等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于棋盤格的角點(diǎn)提取方法及系統(tǒng)，可以更直接快速獲取精確的角點(diǎn)坐標(biāo)位置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在角點(diǎn)提取過程繁瑣、耗時(shí)長、誤識及未識別等問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于棋盤格的角點(diǎn)提取方法，所述方法包括以下步驟：

3、獲取由單元格以行列式組合排列構(gòu)成的棋盤格，且在所述棋盤格中三個(gè)頂角處的單元格上均對應(yīng)覆蓋有一特征圓，并設(shè)定所述棋盤格中除覆蓋有特征圓的三個(gè)單元格之外的其他單元格均表征為一角點(diǎn)；

4、在所述棋盤格中，選取一特征圓為原點(diǎn)來構(gòu)建平面直角坐標(biāo)系，并基于所述平面直角坐標(biāo)系，計(jì)算出平面直角坐標(biāo)系下三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)及所有角點(diǎn)的平面坐標(biāo)，且基于平面直角坐標(biāo)系下三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)，繪畫出第一直角三角形；

5、獲取基于攝像機(jī)對所述棋盤格所拍攝的圖像，并將所獲取的圖像導(dǎo)入預(yù)設(shè)的特征圓檢測模型中，以得到像素坐標(biāo)系下三個(gè)特征圓的像素坐標(biāo)及所有角點(diǎn)的像素坐標(biāo)，并基于像素坐標(biāo)系下三個(gè)特征圓的像素坐標(biāo)，繪畫出第二直角三角形；

6、確定所述第一直角三角形與所述第二直角三角形之間的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)及像素坐標(biāo)，構(gòu)建出像素坐標(biāo)系與平面直角坐標(biāo)系之間進(jìn)行仿射的變換矩陣，且進(jìn)一步根據(jù)所述變換矩陣，將所有角點(diǎn)的平面坐標(biāo)均轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的像素坐標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)所有角點(diǎn)在所獲取的圖像中基于像素坐標(biāo)進(jìn)行提取。

7、其中，所述棋盤格的總長為12mm且總寬為7.5mm；其中，單元格為12*12，共計(jì)3個(gè)特征圓和141個(gè)角點(diǎn)。

8、其中，所述三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)及像素坐標(biāo)均是以各自的圓心坐標(biāo)來表示。

9、其中，所述特征圓檢測模型是基于yolov8模型構(gòu)建得到的，并通過原始棋盤格圖像為訓(xùn)練樣本進(jìn)行訓(xùn)練。

10、本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種基于棋盤格的角點(diǎn)提取系統(tǒng)，包括：

11、棋盤格獲取單元，用于獲取由單元格以行列式組合排列構(gòu)成的棋盤格，且在所述棋盤格中三個(gè)頂角處的單元格上均對應(yīng)覆蓋有一特征圓，并設(shè)定所述棋盤格中除覆蓋有特征圓的三個(gè)單元格之外的其他單元格均表征為一角點(diǎn)；

12、平面直角坐標(biāo)計(jì)算單元，用于在所述棋盤格中，選取一特征圓為原點(diǎn)來構(gòu)建平面直角坐標(biāo)系，并基于所述平面直角坐標(biāo)系，計(jì)算出平面直角坐標(biāo)系下三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)及所有角點(diǎn)的平面坐標(biāo)，且基于平面直角坐標(biāo)系下三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)，繪畫出第一直角三角形；

13、像素坐標(biāo)計(jì)算單元，用于獲取基于攝像機(jī)對所述棋盤格所拍攝的圖像，并將所獲取的圖像導(dǎo)入預(yù)設(shè)的特征圓檢測模型中，以得到像素坐標(biāo)系下三個(gè)特征圓的像素坐標(biāo)及所有角點(diǎn)的像素坐標(biāo)，并基于像素坐標(biāo)系下三個(gè)特征圓的像素坐標(biāo)，繪畫出第二直角三角形；

14、仿射變換單元，用于確定所述第一直角三角形與所述第二直角三角形之間的對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)及像素坐標(biāo)，構(gòu)建出像素坐標(biāo)系與平面直角坐標(biāo)系之間進(jìn)行仿射的變換矩陣，且進(jìn)一步根據(jù)所述變換矩陣，將所有角點(diǎn)的平面坐標(biāo)均轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的像素坐標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)所有角點(diǎn)在所獲取的圖像中基于像素坐標(biāo)進(jìn)行提取。

15、其中，所述棋盤格的總長為12mm且總寬為7.5mm；其中，單元格為12*12，共計(jì)3個(gè)特征圓和141個(gè)角點(diǎn)。

16、其中，所述三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)及像素坐標(biāo)均是以各自的圓心坐標(biāo)來表示。

17、其中，所述特征圓檢測模型是基于yolov8模型構(gòu)建得到的，并通過原始棋盤格圖像為訓(xùn)練樣本進(jìn)行訓(xùn)練。

18、實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

19、不同于傳統(tǒng)的角點(diǎn)直接識別方式，本發(fā)明設(shè)計(jì)一款帶有特征圓的棋盤格，利用特征圓來確定角點(diǎn)位置，避免了誤判，漏判的情況，僅需要識別出明顯的特征圓位置來快速仿射出角點(diǎn)圖像位置，從而可以更直接快速獲取精確的角點(diǎn)坐標(biāo)位置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在角點(diǎn)提取過程繁瑣、耗時(shí)長、誤識及未識別等問題。

技術(shù)特征：

1.一種基于棋盤格的角點(diǎn)提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的基于棋盤格的角點(diǎn)提取方法，其特征在于，所述棋盤格的總長為12mm且總寬為7.5mm；其中，單元格為12*12，共計(jì)3個(gè)特征圓和141個(gè)角點(diǎn)。

3.如權(quán)利要求2所述的基于棋盤格的角點(diǎn)提取方法，其特征在于，所述三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)及像素坐標(biāo)均是以各自的圓心坐標(biāo)來表示。

4.如權(quán)利要求3所述的基于棋盤格的角點(diǎn)提取方法，其特征在于，所述特征圓檢測模型是基于yolov8模型構(gòu)建得到的，并通過原始棋盤格圖像為訓(xùn)練樣本進(jìn)行訓(xùn)練。

5.一種基于棋盤格的角點(diǎn)提取系統(tǒng)，其特征在于，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的基于棋盤格的角點(diǎn)提取系統(tǒng)，其特征在于，所述棋盤格的總長為12mm且總寬為7.5mm；其中，單元格為12*12，共計(jì)3個(gè)特征圓和141個(gè)角點(diǎn)。

7.如權(quán)利要求6所述的基于棋盤格的角點(diǎn)提取系統(tǒng)，其特征在于，所述三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)及像素坐標(biāo)均是以各自的圓心坐標(biāo)來表示。

8.如權(quán)利要求7所述的基于棋盤格的角點(diǎn)提取系統(tǒng)，其特征在于，所述特征圓檢測模型是基于yolov8模型構(gòu)建得到的，并通過原始棋盤格圖像為訓(xùn)練樣本進(jìn)行訓(xùn)練。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于棋盤格的角點(diǎn)提取方法及系統(tǒng)，包括獲取棋盤格，且在棋盤格的三個(gè)頂角單元格設(shè)特征圓以及其他單元格設(shè)為角點(diǎn)；構(gòu)建平面直角坐標(biāo)系，計(jì)算三個(gè)特征圓及所有角點(diǎn)的平面坐標(biāo)，且以三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)畫出第一直角三角形；獲取棋盤格圖像并導(dǎo)入特征圓檢測模型中，得到三個(gè)特征圓及所有角點(diǎn)的像素坐標(biāo)，并以三個(gè)特征圓的像素坐標(biāo)畫出第二直角三角形；確定第一與第二直角三角形之間關(guān)系，并根據(jù)三個(gè)特征圓的平面坐標(biāo)及像素坐標(biāo)，構(gòu)建變換矩陣來轉(zhuǎn)換所有角點(diǎn)的平面坐標(biāo)為相應(yīng)的像素坐標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)所有角點(diǎn)圖像提取。實(shí)施本發(fā)明，可以更直接快速獲取精確的角點(diǎn)坐標(biāo)位置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在角點(diǎn)提取過程繁瑣、耗時(shí)長、誤識及未識別等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王瀚文,汪日偉,葛勇,張志強(qiáng),俞華飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：溫州理工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6