[发明专利]一种基于二基点的标定板特征点自动排序方法

权利要求书

1.一种基于二基点的标定板特征点自动排序方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一．读入标定板图片并选择感兴趣的区域，对拍摄的标定板图片进行灰度化以及二值化处理，并提取所有特征点的边缘坐标进行最小二乘椭圆拟合计算各特征点的圆心坐标以及半径；

步骤二．利用各特征点的半径大小筛选出半径最小的六个小特征点；

步骤三．利用六个小特征点的圆心坐标计算每个小特征点与其他小特征点的距离和，将距离之和最小的小特征点作为第一个基点，将距离之和第二小的小特征点作为第二个基点；

步骤四．利用步骤三中的两个基点拟合直线，计算所有特征点的圆心坐标与该拟合直线的距离，挑选出距离最小的N_x个特征点，这N_x个特征点即为与原点同一水平线上的N_x个点，原点就是步骤三中第一个基点；

步骤五．根据第一个基点的y轴坐标减去第二个基点的y轴坐标的正负，判断N_x个点的排序方式；若为正，则N_x个点按照x轴坐标升序排列，若为负，则为降序排列；

步骤六．筛选出步骤二中六个小特征点中去除第一个基点和第二个基点之外的四个小特征点，计算这四个小特征点到步骤四中第一条拟合直线的平均距离，并将第一条拟合直线向上平移该平均距离，计算所有特征点到平移后直线的距离并提取距离最近的两个点作为新的基点，拟合新的直线；

步骤七．重复步骤四、步骤五及步骤六，直到步骤四中第一条拟合直线以上所有的特征点均排序完成；再将步骤四中第一条拟合直线按步骤六相同的方式向下平移，重复步骤四、步骤五及步骤六，直到所有特征点都排序完成；排序完成的点共N_y组，按照世界坐标系的定义方式进行排序。

2.根据权利要求1所述的一种基于二基点的标定板特征点自动排序方法，其特征在于步骤一为图像的预处理过程，具体为：

首先，读入标定板的图片，选择感兴趣的区域，对图像进行灰度化，并选取图像中感兴趣的区域用最大类间方差法计算阈值：

（1）

其中，记level为前景与背景的分割阈值，前景点数占图像比例为w₀，平均灰度为u₀；背景点数占图像比例为w₁，平均灰度为u₁；

然后，利用计算得到的阈值对拍摄得到的标定板图片进行二值化处理，计算二值化后的图像连通区域，并将每个连通区域的像素坐标作为一个椭圆的边缘进行最小二乘椭圆拟合：

（2）

其中，α中的各个字母代表一个椭圆的各项系数，(x_i,y_i)为各个特征点边缘坐标值，f(α,X_i)为代数距离求平方和，对其求导并使其为0得到：

（3）

求解方程组得到相应的系数得到椭圆方程，根据椭圆方程求得半径及圆心坐标。

3.根据权利要求1所述的一种基于二基点的标定板特征点自动排序方法，其特征在于步骤二为中间白色特征点筛选，具体为：

利用步骤一求得的所有半径，用sort函数进行升序排序得到：

（4）

其中，r₁~r₆为标定板中心六个白色小特征点的坐标，r₇~r_n为标定板其余黑色大特征点的坐标。