中国图象图形学报
中國圖象圖形學報
중국도상도형학보
Journal of Image and Graphics
2015年
8期
1051-1061
,共11页
解则晓%潘成成%迟书凯%魏征
解則曉%潘成成%遲書凱%魏徵
해칙효%반성성%지서개%위정
机器视觉%人造目标定位%椭圆检测%随机抽样一致性%超二次曲面
機器視覺%人造目標定位%橢圓檢測%隨機抽樣一緻性%超二次麯麵
궤기시각%인조목표정위%타원검측%수궤추양일치성%초이차곡면
machine vision%man-made object localization%ellipse detection%RANSAC%superquadrics
目的 针对水下人造目标的位姿参数估计问题,提出一种基于图像线特征与点云面特征的目标定位算法.方法 基于对人造物体成像后的边缘特征及其本身曲面特征的认知,将目标描述成为一种线特征与面特征的组合.首先依据指定线型对目标图像边缘进行线特征检测,初步定位目标在图像中的位置;然后采用RANSAC(random sample consensus)算法对投影到目标区域内的点云进行曲面特征检测,得到目标参数的近似值并从视场点云中提取目标点云;最后以超二次曲面作为目标的部件化模型,以检测到的目标参数为初值,建立3维目标尺寸和位姿估计的非线性目标函数,将该目标函数的优化结果作为3维目标的定位结果.结果 通过水下实验对算法的有效性进行验证,定位后的目标旋转轴角度偏差不超过2°,相对位置偏差不超过1％,单目标定位耗时不超过5 s.结论 实验结果表明,该算法的定位精度和耗时均能满足应用需要,可有效定位未知尺寸的人造目标,且对水下复杂环境有较强的适应性.
目的 針對水下人造目標的位姿參數估計問題,提齣一種基于圖像線特徵與點雲麵特徵的目標定位算法.方法 基于對人造物體成像後的邊緣特徵及其本身麯麵特徵的認知,將目標描述成為一種線特徵與麵特徵的組閤.首先依據指定線型對目標圖像邊緣進行線特徵檢測,初步定位目標在圖像中的位置;然後採用RANSAC(random sample consensus)算法對投影到目標區域內的點雲進行麯麵特徵檢測,得到目標參數的近似值併從視場點雲中提取目標點雲;最後以超二次麯麵作為目標的部件化模型,以檢測到的目標參數為初值,建立3維目標呎吋和位姿估計的非線性目標函數,將該目標函數的優化結果作為3維目標的定位結果.結果 通過水下實驗對算法的有效性進行驗證,定位後的目標鏇轉軸角度偏差不超過2°,相對位置偏差不超過1％,單目標定位耗時不超過5 s.結論 實驗結果錶明,該算法的定位精度和耗時均能滿足應用需要,可有效定位未知呎吋的人造目標,且對水下複雜環境有較彊的適應性.
목적 침대수하인조목표적위자삼수고계문제,제출일충기우도상선특정여점운면특정적목표정위산법.방법 기우대인조물체성상후적변연특정급기본신곡면특정적인지,장목표묘술성위일충선특정여면특정적조합.수선의거지정선형대목표도상변연진행선특정검측,초보정위목표재도상중적위치;연후채용RANSAC(random sample consensus)산법대투영도목표구역내적점운진행곡면특정검측,득도목표삼수적근사치병종시장점운중제취목표점운;최후이초이차곡면작위목표적부건화모형,이검측도적목표삼수위초치,건립3유목표척촌화위자고계적비선성목표함수,장해목표함수적우화결과작위3유목표적정위결과.결과 통과수하실험대산법적유효성진행험증,정위후적목표선전축각도편차불초과2°,상대위치편차불초과1％,단목표정위모시불초과5 s.결론 실험결과표명,해산법적정위정도화모시균능만족응용수요,가유효정위미지척촌적인조목표,차대수하복잡배경유교강적괄응성.
