一种正六边形编码标志及其编码方法技术

本发明专利技术公开了一种正六边形编码标志及其编码方法，该正六边形编码标志包括指向图案和编码图案和正六边形背景图案，其中编码图案由多个编码单元图案组成；该编码方法主要包括以下步骤：由指向图案实现起始点的定位，通过正六边形编码标志点的标定方法确定正六边形其它标志点的定位；由编码单元图案的划分方法实现编码单元图案的分类；由编码单元图案的编号排序方法确定各个编码单元图案的编号；由编码图案确定正六边形的编码，通过正六边形编码标志点的标定方法和编码图案的编码方法获得6个标志点的编码。本发明专利技术的正六边形编码标志特征角点较多，编码容量较大，在实现三维数据拼接时比较稳定；并且它的编码方法比较简单，易于数字图像处理。数字图像处理。数字图像处理。

【技术实现步骤摘要】
一种正六边形编码标志及其编码方法


[0001]本专利技术涉及计算机视觉中的视觉测量领域，适用于相机标定、目标特征提取、立体匹配和三维数据拼接等领域，具体为一种正六边形编码标志及其编码方法。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，为了解决大尺寸和小尺寸及复杂背景的测量问题，视觉测量技术顺应而生，计算机视觉技术都得到快速的发展,。视觉测量技术具有非接触、不易受温度变化和振动的影响、高精度、便携性好等特点。在视觉测量领域中，大视场、复杂背景下的相机标定困难，以及大尺寸目标如何实现立体匹配和三维数据拼接等问题仍是研究热点。
[0003]为有效解决上述问题，编码标记点技术飞速发展，出现的编码标志点类型很多，但大多都为环形、圆形或扇形等，而这些编码标记点在面对仿射变换图像，或大尺寸目标三维拼接时，不能保证结果的准确度和精确度，在编码和编码过程中也存在很多难点，不易于数字图像处理。因此，本专利技术提出的一种正六边形编码标志及其解码方法，有效弥补了以上缺陷，利用正六边形编码标志的六个顶点作为六个编码标志点，以及六个编码标志点利于提取和实现高精度定位的特性，可实现高精度的正六边形编码标志的定位和高精度三维点云拼接等应用；同时由于编码容量较大，面对尺寸目标较大的三维数据点云拼接能保持较高的准确性；而且，此种编码标志由圆环、圆弧和角点构成，其图案简单，便于计算机视觉测量中实时数字图像的提取和实时正六边形编码标志的解码算法实现。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在克服现有技术的不足，提出了一种正六边形编码标志及其编码方法，以克服多数编码标志特征点较少的不足，利用正六边形编码标志点和正六边形质心进行编码的工作方法，编码容量较大，在保持精确度和准确度的情况下，能够实现对大尺寸目标的立体匹配和三维数据拼接；并且它的编码方法比较简单，易于数字图像处理。
[0005]为实现上述效果，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种正六边形编码标志的编码方法，主要包括以下步骤：由指向图案实现起始点的定位，通过正六边形编码标志点的标定方法确定正六边形其它标志点的定位；由编码单元图案的划分方法实现编码单元图案的分类；由编码单元图案的编号排序方法确定各个编码单元图案的编号；由编码图案确定正六边形的编码，通过正六边形编码标志点的标定方法和编码图案的编码方法获得正六边形编码标志的6个标志点的编码，由此完成正六边形编码标志的编码。
[0007]进一步的，所述正六边形起始标志点的定位方法为：记整数e为所述平行四边形编码标志的编码号，记编码号为e对应的正六边形编码标志中的指向图案的质心为o
l
点，记编码号为e对应的正六边形编码标志中的指向图案的顶点为D
l
点，记向量指向的正六边形的顶点为正六边形编码标志中的第1标志点。
[0008]进一步的，所述确定正六边形编码标志点的标定方法为：以正六边形编码标志中
的起始标志点为原点，按照顺时针方向，依次经过的正六边形编码标志点为第2标志点、第3标志点、第4标志点、第5标志点和第6标志点。
[0009]进一步的，所述编码单元图案组的划分方法为：记编码号为e对应的正六边形编码标志中的编码单元图案的质心在第k(k＝1,2,3,4,5,6)标志点与正六边形的质心的连线上的编码单元图案为第k(k＝1,2,3,4,5,6)组编码单元图案，第k(k＝1,2,3,4,5,6)标志点与正六边形的质心的连线上都包含2个编码单元图案，且编码单元图案的质心都在对应标志点和正六边形质心的连线上。
[0010]进一步的，所述编码单元图案的编号排序方法为：记编码号为e对应的正六边形编码标志上第j(j＝1,2)个编码单元图案到正六边形质心的距离和相应标志点的距离为和和和满足式(1)；
[0011][0012]则记编码号为e对应的正六边形编码标志内的第k(k＝1,2,3,4,5,6)组编码单元图案的第1编码单元图案为编码号为e对应的正六边形编码标志内的第k组编码单元图案上的第1位编码单元图案，记编码号为e对应的正六边形编码标志内的第k(k＝1,2,3,4,5,6)组编码单元图案的第2编码单元图案为编码号为e对应的正六边形编码标志内的第k组编码单元图案上的第2位编码单元图案。
[0013]进一步的，所述确立正六边形编码标志的编码方法为：在编码号为e对应的正六边形编码标志内，将第k组编码单元图案上的第j位编码单元图案对应的编码值记为内，将第k组编码单元图案上的第j位编码单元图案对应的编码值记为的取值只能为0或1；对于编码号为e对应的正六边形编码标志，记编码号e所对应的12位二进制数为w
e
，并且规定，并且规定依次按照从最低位到最高位的顺序分别对应二进制数w
e
的十二位数值，且须满足式(2)：
[0014]G
T
·
F
e
＝＝e
ꢀꢀꢀ
(2)
[0015]其中列向量G＝(20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,2
10
,2
11
)
T
，且列向量
[0016]进一步的，对正六边形编码标志的6个标志点进行编码的编码方法为：根据确定的编码号为e对应的正六边形编码标志内第k组编码单元图案上的第j位编码单元图案所对应的编码值的取值，分为以下两种情况：若则令编码号为e对应的正六边形编码标志内第k组编码单元图案上的第j位编码单元图案的颜色为正六边形编码标志的背景颜色，j＝1,2；否则，令编码号为e对应的正六边形编码标志内第k组编码单元图案上的第j位编码单元图案的颜色为指向图案的颜色；
[0017]将位于编码号为e的正六边形编码标志中第η个角点记为编码号为e的正六边形编码标志中第η个角点其中η＝1，2，3，4，5，6；
[0018]由此完成平行四边形编码标志的编码工作，每个角点的编码序号均可实现判断唯一确定的角点所在平行四边形编码标志上的位置。
[0019]还提供了一种用于所述编码方法的正六边形编码标志，所述正六边形编码标志包括指向图案、编码图案和正六边形背景图案，其中编码图案由多个编码单元图案组成，编码图案在正六边形背景图案内。
[0020]进一步的，所述正六边形编码标志为边长为a的正六边形；正六边形编码标志中的编码标志包括指向图案和编码图案，指向图案、编码图案均不重叠且不连通，指向图案为扇形，指向图案的质心和正六边形的质心为同一个点，指向图案的边长为β，弧长为ε，所有编码单元图案为圆形。
[0021]进一步的，所述正六边形编码标志的背景颜色与指向图案的颜色具有明显差异，所有编码单元图案的颜色与正六边形编码标志的背景颜色相同或与指向图案的颜色相同。
[0022]进一步的，所述正六边形编码标志中，所有编码单元图案的位置和颜色均由编码方法确定。
[0023]与现有技术相比较，本专利技术的有益效果如下：
[0024]1、本专利技术提出的正六边形编码标志，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正六边形编码标志的编码方法，其特征在于，主要包括以下步骤：由指向图案实现起始点的定位，通过正六边形编码标志点的标定方法确定正六边形其它标志点的定位；由编码单元图案的划分方法实现编码单元图案的分类；由编码单元图案的编号排序方法确定各个编码单元图案的编号；由编码图案确定正六边形的编码，通过正六边形编码标志点的标定方法和编码图案的编码方法获得正六边形编码标志的6个标志点的编码，由此完成正六边形编码标志的编码。2.根据权利要求1所述的一种正六边形编码标志的编码方法，其特征在于：所述正六边形起始标志点的定位方法为：记整数e为所述平行四边形编码标志的编码号，记编码号为e对应的正六边形编码标志中的指向图案的质心为o
l
点，记编码号为e对应的正六边形编码标志中的指向图案的顶点为D
l
点，记向量指向的正六边形的顶点为正六边形编码标志中的第1标志点。3.根据权利要求1所述的一种正六边形编码标志的编码方法，其特征在于：所述确定正六边形编码标志点的标定方法为：以正六边形编码标志中的起始标志点为原点，按照顺时针方向，依次经过的正六边形编码标志点为第2标志点、第3标志点、第4标志点、第5标志点和第6标志点。4.根据权利要求1所述的一种正六边形编码标志的编码方法，其特征在于：所述编码单元图案组的划分方法为：记编码号为e对应的正六边形编码标志中的编码单元图案的质心在第k(k＝1,2,3,4,5,6)标志点与正六边形的质心的连线上的编码单元图案为第k(k＝1,2,3,4,5,6)组编码单元图案，第k(k＝1,2,3,4,5,6)标志点与正六边形的质心的连线上都包含2个编码单元图案，且编码单元图案的质心都在对应标志点和正六边形质心的连线上。5.根据权利要求1所述的一种正六边形编码标志的编码方法，其特征在于：所述编码单元图案的编号排序方法为：记编码号为e对应的正六边形编码标志上第j(j＝1,2)个编码单元图案到正六边形质心的距离和相应标志点的距离为和和和满足式(1)；则记编码号为e对应的正六边形编码标志内的第k(k＝1,2,3,4,5,6)组编码单元图案的第1编码单元图案为编码号为e对应的正六边形编码标志内的第k组编码单元图案上的第1位编码单元图案，记编码号为e对应的正六边形编码标志内的第k(k＝1,2,3,4,5,6)组编码单元图案的第2编码单元图案为编码号为e对应的正六边形编码标志内的第k组编码单元图案上的第2位编码单元图案。6.根据权利要求1所述的一种正六边形编码标志的编码方法，其特征在于：所述确立正六边形编码标志的编码方法为：在编码号为e对应的正六边形编码标志内，将第k组编码单元图...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱忠武，梁兴松，殷玉龙，符宏伟，刘凯，陈争，杨昭辉，杨霈，
申请(专利权)人：力源电力设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：