CN115830103B 一种基于单目彩色的透明物体定位方法、装置及存储介质 （北京石油化工学院）

本发明涉及一种基于单目彩色的透明物体信息，也就是标定图像的世界坐标以及像素坐标，通过世界坐标以及像素坐标求解相机的内行矫正，再根据拍摄获取的透明图像的像素坐基于深度单目相机的方法和基于双目视觉的方法无法精准获取到深度信息，定位不精准的问2选取多张任意角度拍摄的棋盘格标定板的标定图像，计算所有标定图像上各根据标定图像上各棋盘格角点的世界坐标以及像素坐标求解带根据求解的带畸变的内参矩阵以及畸变参数所述根据求解的带畸变的内参矩阵以及畸变参数获取无畸变内根据求解的带畸变的内参矩阵，以及畸变后的图像坐标系的坐根据图像坐标点求解每个像素在像素坐标系中的横轴和纵轴的根据每个像素在像素坐标系中的横轴和纵轴的物理尺寸通过单目相机拍摄固定平面上透明物体的图像，使用带畸变的内在矫正后的透明物体的图像中，获取透明物体的像素坐标，所述通过单目相机拍摄固定平面上透明物体对数据集中每张图像的亮度在原图的基础上进行上调以及下调，将数通过物体检测算法对数据集进行训练得到检测模型，检测模型可所述世界坐标系通过刚体变换得到相机坐标系，所述相机坐标系通过所述刚体变换包括：将世界坐标系乘以一个旋转矩阵再加上平移矩阵得到相机坐标所述仿射变换包括：在平面二维坐标系中，将图像坐标系的坐标原联合单目相机坐标系到图像坐标系的映射矩阵以及图像坐标系到像素坐标系的映射3设置未知数作为单目相机的畸变参数，根据畸变参数以及图像坐标联合径向畸变公式以及切向畸变公式得到畸变后图像坐标系投向像素坐标系的坐标将畸变后图像坐标系投向像素坐标系的坐标点代入到初始内参所述根据标定图像上各棋盘格角点的世界坐标以及像素坐标求解带畸变的内参矩阵、将各棋盘格角点的世界坐标以及像素坐标输入到单点带畸变的相机成对带畸变的内参矩阵、外参矩阵以及畸变参数设定初始值，通过线性标定模块：用于选取多张任意角度拍摄的棋盘格标定板的标定图像，计无畸变求解模块：用于根据求解的带畸变的内参矩阵以及畸变参数求所述根据求解的带畸变的内参矩阵以及畸变参数获取无畸变内根据求解的带畸变的内参矩阵，以及畸变后的图像坐标系的坐根据图像坐标点求解每个像素在像素坐标系中的横轴和纵轴的根据每个像素在像素坐标系中的横轴和纵轴的物理尺寸矫正模块：用于通过单目相机拍摄固定平面上透明物体的图像，使用带控器执行时，实现如权利要求1_5任一项所述的一种基于单目彩色的透明物体定位方法中4[0001]本发明涉及视觉定位技术领域，具体涉及一种基于单目彩色的透明物体定位方[0009]根据标定图像上各棋盘格角点的世界坐标以及像素坐标求解带畸变的内参矩阵、素坐标系的映射关系，以及求解的无畸变内参矩阵以及外参矩阵逆推透明物体的世界坐5[0026]联合单目相机坐标系到图像坐标系的映射矩阵以及图像坐标系到像素坐标系的[0028]联合径向畸变公式以及切向畸变公式得到畸变后图像坐标系投向像素坐标系的[0032]所述根据标定图像上各棋盘格角点的世界坐标以及像素坐标求解带畸变的内参6[0053]图1是根据一示例性实施例示出的一种基于单目彩色的透明物体定位方法的流程7[0058]图6是根据另一示例性实施例示出的一种基于单目彩色的透明物体定位装置的系[0062]图1是根据一示例性实施例示出的一种基于单目彩色的透明物体定位方法的流程定图像上各角点的世界坐标以及像素坐标求解带畸变的内参矩阵、外参矩阵以及畸变参8算法是目前目标检测算法的典型代表，其主要思想是将目标检测问题转换为一个回归问界坐标系中的一点到摄像机坐标系中的点，可以由一个旋转矩阵R和一个平移矩阵T来描9其中R为一个3x3的旋转矩阵(正交旋转[0093]而图像坐标系则可以通过仿射变换转化为像素坐标系，仿射变换即在二维平面内，对象进行平移(Translation)、缩放(Scale)、翻转(Flip)、旋转(Rotation)和剪切[0106]所述根据世界坐标系到像素坐标系的映射关系确定单目相机的初始内参矩阵以[0107]联合单目相机坐标系到图像坐标系的映射矩阵以及图像坐标系到像素坐标系的[0121]联合单目相机坐标系到图像坐标系的映射矩阵以及图像坐标系到像素坐标系的[0123]联合径向畸变公式以及切向畸变公式得到畸变后图像坐标系投向像素坐标系的32，2[0135]j=y+(p1(rl+2y2)+2p,x)[0141]将畸变后的点通过内参矩阵投影到像素平面，得到该点在像素平面上的正确位[0154]所述根据标定图像上各棋盘格角点的世界坐标以及像素坐标求解带畸变的内参a,b)已知，将各棋盘格角点的世界坐标以及畸变后的像素坐标代入到公式(18)中，对带[0176]图6是根据另一示例性实施例示出的一种基于单目彩色的透明物体定位装置的系[0178]畸变求解模块2：用于根据标定图像上各棋盘格角点的世界坐标以及像素坐标求[0179]无畸变求解模块3：用于根据求解的带畸变的内参矩阵以及畸变参数求解无畸变[0182]可以理解的是，本申请通过标定模块1选取多张任意角度拍摄的棋盘格标定板的块2根据标定图像上各棋盘格角点的世界坐标以及像素坐标求解带畸变的内参矩阵、外参矩阵以及畸变参数；无畸变求解模块3根据求解的带畸变的内参矩阵以及畸变参数求解无参矩阵以及畸变参数对透明物体的图像进行矫正；定位模块5在矫正后的透明物体的图像变内参矩阵以及外参矩阵逆推透明物体的世界坐标，通过世界坐标实现透明物体的定位；未详细说明的内容可以参见其他实施例中相[0190]