變形模板匹配的圓標(biāo)靶中心點(diǎn)優(yōu)化方法
發(fā)布時(shí)間:2022-01-27 09:43
針對(duì)近景攝影測量常用的圓形標(biāo)靶的中心點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別和定位時(shí),如何提高圓標(biāo)靶中心點(diǎn)提取的精準(zhǔn)度問題,該文提出了一種基于變形模板匹配的優(yōu)化方法,對(duì)初步識(shí)別的中心點(diǎn)做進(jìn)一步優(yōu)化,以此獲得精準(zhǔn)的標(biāo)靶中心。該方法首先利用物體在相機(jī)中的成像特點(diǎn),模擬標(biāo)靶成像時(shí)的狀態(tài),構(gòu)造一個(gè)與目標(biāo)所成之像高度相似的變形模板影像;然后以影像間的相關(guān)系數(shù)作為匹配測度,用這個(gè)模板在原始影像上進(jìn)行滑動(dòng)匹配,尋找到相關(guān)系數(shù)最大時(shí)的模板中心點(diǎn)坐標(biāo)作為優(yōu)化后的標(biāo)靶中心點(diǎn)坐標(biāo);最后通過改變滑動(dòng)的步距可將優(yōu)化精度提升到子像素級(jí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,優(yōu)化后的標(biāo)靶的中心點(diǎn)的精確度得到了明顯的提高。
【文章來源】:測繪科學(xué). 2020,45(07)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
基于變形模板匹配的優(yōu)化方法流程圖
要獲得一個(gè)與目標(biāo)所成之像高度相似的變形模板,就必須要建立起物方與影像間的關(guān)系,從而模擬物體的成像過程。以物方標(biāo)靶為一個(gè)面元,把它看作是無窮遠(yuǎn)相機(jī)所攝之像,無窮遠(yuǎn)相機(jī)成像的投影方式可以看作是平行投影[13],如圖2所示。當(dāng)焦距增加時(shí)攝像機(jī)與物體之間的距離也增加,圖像保持同樣大小,但透視效應(yīng)消失。由于是平行投影成像,所以面元可以視作一個(gè)與物方平面等大的“影像”,在面元上采樣,其采樣間隔為影像分辨率對(duì)應(yīng)的物方分辨率;謴(fù)物方面元與影像間的關(guān)系就是要求面元與影像間的單應(yīng)矩陣H。然后試圖將這個(gè)面元的表達(dá)數(shù)學(xué)化。本文實(shí)驗(yàn)所用的為15點(diǎn)標(biāo)定板,即一個(gè)標(biāo)定板上按規(guī)則排列著15個(gè)標(biāo)靶。將標(biāo)板視為一個(gè)平面,標(biāo)靶均在這個(gè)平面上。由標(biāo)板上15個(gè)標(biāo)靶中心的初始坐標(biāo)擬合標(biāo)板平面,得到平面法向量n=(n1,n2,n3)及平面方程A=(n,d)。已知物方坐標(biāo)系x軸的坐標(biāo)向量為(1,0,0),設(shè)面元坐標(biāo)系的坐標(biāo)向量分別為Px、Py、Pz,則有式(1)。
式中: X p { i }(X,Y,Ζ)(i=1,2,3?) 。判斷點(diǎn) X p { i } 到面元中心的距離,如果其小于或等于圓標(biāo)靶半徑,則給這個(gè)位置的像素賦值為(255,0,0);否則為(0,0,0)。以此得到面元模板(圖3)。1.2.2 生成變形模板
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]近景攝影測量中圓標(biāo)靶圓心提取的方法[J]. 鄢詠折,黃先鋒,張帆,范曉燕. 地理空間信息. 2018(10)
[2]基于Hough投票空間的橢圓圖像特征亞像素提取方法[J]. 鄒榮,趙稼宸,凌俊,許楨英. 光學(xué)技術(shù). 2016(02)
[3]視覺標(biāo)定中圓心投影點(diǎn)精確定位[J]. 劉子騰,白瑞林,王秀平. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2015(09)
[4]一種圓形標(biāo)記點(diǎn)的快速提取算法[J]. 解則曉,顧賓. 光學(xué)技術(shù). 2013(05)
[5]視覺測量中圓形標(biāo)記點(diǎn)的高精度定位[J]. 陳新禹,馬孜,胡英,陳余慶,畢豐隆. 光電子.激光. 2013(08)
[6]光學(xué)測量中橢圓圓心定位算法研究[J]. 張虎,達(dá)飛鵬,邢德奎. 應(yīng)用光學(xué). 2008(06)
[7]近景攝影測量中標(biāo)記點(diǎn)的自動(dòng)檢測[J]. 周玲,張麗艷,鄭建冬,張維中. 應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)
碩士論文
[1]合肥地鐵二號(hào)線基坑變形監(jiān)測中近景攝影測量非量測數(shù)碼相機(jī)檢校及控制點(diǎn)布設(shè)的研究[D]. 孟麗媛.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于區(qū)域劃分與自適應(yīng)聚類算法的隨機(jī)Hough變換對(duì)直線及圓的提取研究[D]. 歐海晨.昆明理工大學(xué) 2015
[3]基于機(jī)器視覺的樣本頁檢測分級(jí)系統(tǒng)研究[D]. 付亞光.大連海事大學(xué) 2015
本文編號(hào):3612243
【文章來源】:測繪科學(xué). 2020,45(07)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
基于變形模板匹配的優(yōu)化方法流程圖
要獲得一個(gè)與目標(biāo)所成之像高度相似的變形模板,就必須要建立起物方與影像間的關(guān)系,從而模擬物體的成像過程。以物方標(biāo)靶為一個(gè)面元,把它看作是無窮遠(yuǎn)相機(jī)所攝之像,無窮遠(yuǎn)相機(jī)成像的投影方式可以看作是平行投影[13],如圖2所示。當(dāng)焦距增加時(shí)攝像機(jī)與物體之間的距離也增加,圖像保持同樣大小,但透視效應(yīng)消失。由于是平行投影成像,所以面元可以視作一個(gè)與物方平面等大的“影像”,在面元上采樣,其采樣間隔為影像分辨率對(duì)應(yīng)的物方分辨率;謴(fù)物方面元與影像間的關(guān)系就是要求面元與影像間的單應(yīng)矩陣H。然后試圖將這個(gè)面元的表達(dá)數(shù)學(xué)化。本文實(shí)驗(yàn)所用的為15點(diǎn)標(biāo)定板,即一個(gè)標(biāo)定板上按規(guī)則排列著15個(gè)標(biāo)靶。將標(biāo)板視為一個(gè)平面,標(biāo)靶均在這個(gè)平面上。由標(biāo)板上15個(gè)標(biāo)靶中心的初始坐標(biāo)擬合標(biāo)板平面,得到平面法向量n=(n1,n2,n3)及平面方程A=(n,d)。已知物方坐標(biāo)系x軸的坐標(biāo)向量為(1,0,0),設(shè)面元坐標(biāo)系的坐標(biāo)向量分別為Px、Py、Pz,則有式(1)。
式中: X p { i }(X,Y,Ζ)(i=1,2,3?) 。判斷點(diǎn) X p { i } 到面元中心的距離,如果其小于或等于圓標(biāo)靶半徑,則給這個(gè)位置的像素賦值為(255,0,0);否則為(0,0,0)。以此得到面元模板(圖3)。1.2.2 生成變形模板
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]近景攝影測量中圓標(biāo)靶圓心提取的方法[J]. 鄢詠折,黃先鋒,張帆,范曉燕. 地理空間信息. 2018(10)
[2]基于Hough投票空間的橢圓圖像特征亞像素提取方法[J]. 鄒榮,趙稼宸,凌俊,許楨英. 光學(xué)技術(shù). 2016(02)
[3]視覺標(biāo)定中圓心投影點(diǎn)精確定位[J]. 劉子騰,白瑞林,王秀平. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2015(09)
[4]一種圓形標(biāo)記點(diǎn)的快速提取算法[J]. 解則曉,顧賓. 光學(xué)技術(shù). 2013(05)
[5]視覺測量中圓形標(biāo)記點(diǎn)的高精度定位[J]. 陳新禹,馬孜,胡英,陳余慶,畢豐隆. 光電子.激光. 2013(08)
[6]光學(xué)測量中橢圓圓心定位算法研究[J]. 張虎,達(dá)飛鵬,邢德奎. 應(yīng)用光學(xué). 2008(06)
[7]近景攝影測量中標(biāo)記點(diǎn)的自動(dòng)檢測[J]. 周玲,張麗艷,鄭建冬,張維中. 應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)
碩士論文
[1]合肥地鐵二號(hào)線基坑變形監(jiān)測中近景攝影測量非量測數(shù)碼相機(jī)檢校及控制點(diǎn)布設(shè)的研究[D]. 孟麗媛.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于區(qū)域劃分與自適應(yīng)聚類算法的隨機(jī)Hough變換對(duì)直線及圓的提取研究[D]. 歐海晨.昆明理工大學(xué) 2015
[3]基于機(jī)器視覺的樣本頁檢測分級(jí)系統(tǒng)研究[D]. 付亞光.大連海事大學(xué) 2015
本文編號(hào):3612243
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