[发明专利]一种共面圆圆心投影点的定位方法

权利要求书

1.一种共面圆圆心投影点的定位方法，其特征在于，所述方法包括：

A、获取摄像机拍摄处于同一平面的两个共面圆得到的测量图像，对该测 量图像进行边缘提取处理，获取测量图像中的椭圆边缘点，并根据所获取的椭 圆边缘点，得到所述共面圆投影在所述测量图像平面上的椭圆表达式；

B、根据得到的椭圆表达式构造二次曲线，得到所述二次曲线的特征值及 对应的特征向量；

C、根据所述特征向量得到所述共面圆的投影不变点，确定所述共面圆圆 心连线的投影直线，并得到该投影直线与所述椭圆的交点；并根据所述特征值 确定所述共面圆的结构参数；

D、根据所述共面圆圆心连线的投影直线与所述椭圆的交点、以及所述共 面圆的结构参数，由交比不变原理，确定所述共面圆圆心的真实投影点的位置；

步骤B中根据得到的椭圆表达式构造二次曲线，包括：根据椭圆的矩阵表 达式e₁、e₂，由公式构造二次曲线q₁以及由公式构造二次曲线 q₂；

步骤B中在得到所述二次曲线的特征值及对应的特征向量后，还包括：

B1、根据计算的所述特征向量，得到各所述特征向量之间的欧式距离；并 根据所述欧式距离中的最小值，对所述特征向量进行排序；

B2、根据所述特征向量的排序结果，对所述特征向量对应的特征值进行排 序；

步骤C中确定所述共面圆圆心连线的投影直线，包括：根据得到的投影不 变点的齐次坐标，计算其中任意两个不同点的叉积，得到所述共面圆圆心连线 的投影直线；

步骤C中所述根据特征向量得到投影直线与所述椭圆的交点具体包括：

C11、根据排序后的所述特征向量，确定所述共面圆的投影不变点的齐次 坐标；

C12、根据所述共面圆的投影不变点的齐次坐标，确定所述共面圆圆心连 线的投影直线的表达式；

C13、根据所述共面圆圆心连线的投影直线的表达式及所述椭圆的表达式， 得到该投影直线与所述椭圆的交点的坐标；

步骤C中所述根据所述特征值确定所述共面圆的结构参数包括：

C21、根据排序后的所述特征值，确定所述共面圆中两圆之间的圆心距与 各圆半径的比值；

C22、根据所述圆心距与各圆半径的比值关系，得到所述共面圆中两圆半 径的比值；

其中，根据排序后的所述特征值，确定所述共面圆中两圆之间的圆心距与 各圆半径的比值，包括：根据得到二次曲线q₁的特征值λ₁₁、λ₁₂、λ₁₃及公式 得到与共面双圆的圆心距dist相差一比例因子m的 值dt：并根据公式得到与圆Cir₂的半径rad₂相差上述比例因子 m的值r；再由得到的dt和r的值，由公式k₂＝dist/rad₂＝dt₁/r₁得到圆心距dist 与所述圆Cir₂的半径rad₂的比值k₂；同理，由二次曲线q₂的特征值λ₂₁、λ₂₂、λ₂₃并结合上述公式，得到圆心距dist与圆Cir₁的半径rad₁的比值k₁。

2.根据权利要求1所述共面圆圆心投影点的定位方法，其特征在于，步骤 A中所述对该测量图像进行边缘提取处理为：通过Hessian矩阵法对所述测量 图像进行处理。