RU2719689C1 - Самоидентифицирующийся плоский калибровочный объект для измерительных средств оптического диапазона - Google Patents
Самоидентифицирующийся плоский калибровочный объект для измерительных средств оптического диапазона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2719689C1 RU2719689C1 RU2019116421A RU2019116421A RU2719689C1 RU 2719689 C1 RU2719689 C1 RU 2719689C1 RU 2019116421 A RU2019116421 A RU 2019116421A RU 2019116421 A RU2019116421 A RU 2019116421A RU 2719689 C1 RU2719689 C1 RU 2719689C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calibration object
- square
- recognition area
- black
- center
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
- G01M11/0257—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by analyzing the image formed by the object to be tested
- G01M11/0264—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by analyzing the image formed by the object to be tested by using targets or reference patterns
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области оптических измерений. Технический результат заключается в расширении арсенала средств. Самоидентифицирующийся плоский калибровочный объект для измерительных средств оптического диапазона, инвариантный к операции масштабирования, состоящий из находящейся в центре объекта квадратной области распознавания, разделенной двумя диагоналями на четыре треугольника, два черного и два белого цвета, расположенных поочередно, отличающийся тем, что область распознавания предназначена для определения координат центра калибровочного объекта для определения размера маркера и границы области кодирования, состоящей из двух полос, расположенных напротив двух полос области ограничения относительно квадрата области распознавания, и разделенных на квадратные зоны черного и белого цвета, предназначенных для кодирования двоичным кодом идентификатора-номера данного калибровочного объекта, и использующегося для автоматического декодирования идентификатора калибровочного объекта. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области оптических измерений, преимущественно при проведении полигонных испытаний на местности, и может быть использовано для калибровки оптических измерительных средств, а также для осуществления ориентирования подвижных объектов, оснащенных системой технического зрения.
Уровень техники
Для калибровки оптических измерительных средств применяются различные виды калибровочных объектов, в том числе, особенно при работе на открытой местности на полигонах, калибровочные вехи, содержащие легко распознаваемое на фоне местности контрастное изображение. Для осуществления калибровки камеры оптического измерительного средства в вычислительное устройство вводится информация о координатах калибровочных вех на местности и координаты их изображений в кадре. При этом указание на положение калибровочного объекта (вехи) в кадре необходимо осуществить оператором вручную, и вручную ввести или выбрать из списка его координаты, что вызывает затруднения в идентификации при наличии нескольких идентичных изображений калибровочных объектов в кадре - в сопоставлении измеренных координат объектов на местности и конкретного изображения вехи в кадре, и, как следствие, увеличение времени на калибровку измерительного средства, увеличение вероятности ошибки и нагрузки на оператора.
В технике известны различные виды меток, размещаемых на предметах, и содержащих закодированную различными способами информацию, связанную или не связанную с данным объектом. Информация с данных меток может быть считана в радиодиапазоне (RFID-метки) или в оптическом диапазоне. Различные виды меток оптического диапазона (маркеров) используются, в частности, в системах дополненной реальности [1]. В основном в приложениях дополненной реальности используются два типа маркеров - шаблонные маркеры и маркеры с двухмерным (матричным) штрихкодом, соответственно идентификация маркеров первого типа осуществляется методом нахождения соответствия некоторому шаблону, хранящемуся в базе данных, а маркеров второго типа - методом декодирования. Шаблонные маркеры обычно представляют собой простые черно-белые изображения, размещенные внутри квадрата с границей черного цвета (фиг. 1).
Разработано значительное количество матричных кодов (Aztech Code, Data Matrix, Maxi Code, PDF417, QR Code, Microsoft Tag и другие), некоторые из которых стандартизированы [2]. В некоторых из них используются только черный и белый цвета, в других дополнительная информация закодирована с помощью цвета.
Недостатком известных видов маркеров является то, что их применение для идентификации объектов, расположенных на значительном (от сотен метров до нескольких километров) расстоянии от видеофотокамеры, практически невозможно, поскольку из-за ограниченного разрешения фотоприемной матрицы элементы изображения метки сливаются, и записанный в метке код становится крайне затруднительно или невозможно распознать.
Цель изобретения - снижение времени на калибровку оптических измерительных средств и снижение вероятности ошибок при калибровке за счет автоматизации идентификации калибровочных объектов, изображения которых находятся в кадре.
Поставленная цель достигается тем, что в конструкцию калибровочного объекта включаются область распознавания 1, содержащая автоматически распознаваемый маркер характерного вида (фиг. 2), горизонтальная 2 и вертикальная 3 области ограничения, позволяющие определить границы области распознавания, и область кода, состоящая из нескольких элементов 4, позволяющая закодировать идентификатор (номер) калибровочного объекта (вехи) двоичным кодом, с возможностью считывания и декодирования на изображениях низкого разрешения и контраста, характерных для съемки калибровочных объектов с большого расстояния в полевых условиях (фиг. 3).
Размер стороны квадратного элемента области кодирования выбирается в зависимости от предполагаемых условий съемки таким образом, чтобы гарантировать надежное распознавание кода, предпочтительно от 1/2 до 1/5 размера стороны автоматически распознаваемого маркера. Может применяться структура калибровочного объекта, симметричная описываемой и приводимой на фиг. 2, 3.
В зависимости от предполагаемых условий применения (в помещении или на улице), дальности от камеры, освещения калибровочный объект может изготавливаться различного размера, из фанеры, дерева, металла, пластика и других материалов с нанесением изображения черной и белой краской, распечатываться на бумаге или других материалах с помощью печатающих устройств.
Самоидентифицирующийся плоский калибровочный объект используется следующим образом. Вначале на изображении (снимке) с помощью алгоритма (например, по шаблону) обнаруживается автоматически распознаваемый маркер, находящий в области распознавания (фиг. 2). Из изображения вырезается область, гарантированно полностью содержащая калибровочный объект (например, в 2-3 раза большая, чем обнаруженный маркер). Изображение вырезанной области бинаризуется, после чего на нем детектируются границы. На полученном изображении с помощью преобразования Хафа обнаруживаются диагональные линии и вычисляются координаты точки их пересечения - точные координаты центра калибровочного объекта. Затем обнаруживаются горизонтальная линия выше центра и вертикальная линия левее центра и вычисляются координаты точек их пересечения с ранее обнаруженными диагональными линиями - левого нижнего, левого верхнего и правого верхнего углов маркера. По полученным координатам вычисляется размер маркера на изображении и границы области кодирования, расположение которой относительно маркера и размер которой относительно размера маркера известны. Далее вырезаются две прямоугольные области исходного изображения, содержащие только элементы области кодирования (снизу от маркера и справа от маркера), данные изображения бинаризуются и сегментируются на квадраты, соответствующие элементам области кодирования. По преимущественной интенсивности для каждого сегмента определяется значение соответствующего бита кода, например - низкая интенсивность соответствует единице, высокая - нулю, или наоборот. Из полученных битов формируется код, соответствующий изображению калибровочного объекта. В целях повышения надежности декодирования может применяться помехоустойчивое кодирование.
Применение самоидентифицирущихся калибровочных объектов позволить уменьшить время, необходимое для калибровки оптических измерительных средств, и снизить количество ошибок при подготовке и обработке измерений с помощью оптических измерительных средств и комплексов.
Список использованных источников
1. Vadim Beglov. Object information based on marker recognition. University of Eastern Finland Department of Computer Science. Master's Thesis.
2. ГОСТ P ИСО/МЭК 18004-2015. Информационные технологии. Технологии автоматической идентификации и сбора данных. Спецификация символики штрихового кода QR Code. М.: Стандартинформ, 2015.
Claims (1)
- Самоидентифицирующийся плоский калибровочный объект для измерительных средств оптического диапазона, инвариантный к операции масштабирования, состоящий из находящейся в центре объекта квадратной области распознавания, разделенной двумя диагоналями на четыре треугольника, два черного и два белого цвета, расположенных поочередно, отличающийся тем, что область распознавания предназначена для определения координат центра калибровочного объекта путем обнаружения точки пересечения его диагоналей, имеет область ограничения, состоящую из двух полос, одной черного и другой белого цвета, расположенных вдоль двух смежных сторон квадрата области распознавания, предназначенную для обнаружения горизонтальной линии выше центра и вертикальной линии левее центра и определения координат точек пересечения их с диагоналями калибровочного объекта, по которым определяют размер маркера и границы области кодирования, состоящей из двух полос, расположенных напротив двух полос области ограничения относительно квадрата области распознавания, и разделенных на квадратные зоны черного и белого цвета, предназначенных для кодирования двоичным кодом идентификатора-номера данного калибровочного объекта, и использующегося для автоматического декодирования идентификатора калибровочного объекта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019116421A RU2719689C1 (ru) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | Самоидентифицирующийся плоский калибровочный объект для измерительных средств оптического диапазона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019116421A RU2719689C1 (ru) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | Самоидентифицирующийся плоский калибровочный объект для измерительных средств оптического диапазона |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2719689C1 true RU2719689C1 (ru) | 2020-04-21 |
Family
ID=70415656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019116421A RU2719689C1 (ru) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | Самоидентифицирующийся плоский калибровочный объект для измерительных средств оптического диапазона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2719689C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6459425B1 (en) * | 1997-08-25 | 2002-10-01 | Richard A. Holub | System for automatic color calibration |
US20040107063A1 (en) * | 2001-03-31 | 2004-06-03 | Jurg Weilenmann | Method for calibrating a measuring instrument |
RU2262713C2 (ru) * | 2002-01-28 | 2005-10-20 | Чекушкин Всеволод Викторович | Способ калибровки измерительных систем |
RU2682588C1 (ru) * | 2018-02-28 | 2019-03-19 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Способ высокоточной калибровки дисторсии цифровых видеоканалов |
-
2019
- 2019-05-28 RU RU2019116421A patent/RU2719689C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6459425B1 (en) * | 1997-08-25 | 2002-10-01 | Richard A. Holub | System for automatic color calibration |
US20040107063A1 (en) * | 2001-03-31 | 2004-06-03 | Jurg Weilenmann | Method for calibrating a measuring instrument |
RU2262713C2 (ru) * | 2002-01-28 | 2005-10-20 | Чекушкин Всеволод Викторович | Способ калибровки измерительных систем |
RU2682588C1 (ru) * | 2018-02-28 | 2019-03-19 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Способ высокоточной калибровки дисторсии цифровых видеоканалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109791623B (zh) | 具有包括物理表面的基底的制品及其构造方法 | |
CN109791624B (zh) | 包含遮蔽弹性光学代码的机读制品 | |
US10255471B2 (en) | Code recognition device | |
US10775300B2 (en) | Encoded calibration device and systems and methods thereof | |
US20230267602A1 (en) | Method and system for optical product authentication | |
CN101978380B (zh) | 二维符号及其读取方法 | |
RU2470361C2 (ru) | Засекреченный штрихкод | |
CN109934093B (zh) | 一种识别货架商品的方法、计算机可读介质及识别*** | |
US11151434B2 (en) | Two dimensional barcode provided with surrounding dynamic environmental indicator and color calibration reference | |
JP2016105276A (ja) | 2次元マトリックスシンボルを復号するためのシステムおよび方法 | |
PT2279501E (pt) | Método e sistema para controlar a produção de artigos | |
US8123139B2 (en) | Virtual code window | |
CN101981603A (zh) | 车辆识别*** | |
CN109978110B (zh) | 一种用于agv定位与导航的二维码及解码方法 | |
CN113506276B (zh) | 一种测量结构位移的标志物及方法 | |
CN104331697A (zh) | 一种感兴趣区域的定位方法 | |
CN103884323A (zh) | 基于二维码地理信息标志的全站仪测量方法及*** | |
CN103884335A (zh) | 基于二维码地理信息标志的遥感与摄影测量定位方法 | |
CN110050275B (zh) | 光学可读标签以及用于解码光学可读标签的方法和*** | |
RU2534952C1 (ru) | Способ маркировки продукции или изделий для их идентификации и защиты от подделки | |
US7889930B2 (en) | 2-D encoded symbol quality assessment | |
RU2719689C1 (ru) | Самоидентифицирующийся плоский калибровочный объект для измерительных средств оптического диапазона | |
Yu et al. | Application of Semi-physical Verification Technology in Other Areas of IOT | |
Dong et al. | A Real-Time Algorithm for Multiple Data Matrix Codes Localization | |
CN118176421A (zh) | 基于磁珠的检测方法、存储介质和检测设备 |