基于近景摄影测量的脑电电极空间定位方法

摘要

基于近景摄影测量的脑电电极空间定位方法属于三维空间定位技术领域。其特征在于：它是在一个由戴有若干标定点的标定物、与标定物空间位置固定的电极帽、非量测摄影机、图像处理器和计算机构成的系统中，依次通过以下三个步骤来完成电极空间坐标测量的：用图像识别方法(如灰度阈值方法)得出一组图像中的控制点(标定点和待测点)的二维坐标；由若干个标定点已知的图像中的二维坐标及其实际三维坐标用近景摄影测量中的共线方程逆向求解出相机在取景时的参数；由相机参数和图片上测量出的待测点，即电极的特征点的二维坐标计算出待测点的三维坐标。它具有测量精度高、速度快及环境适应性强的优点。

主权项

1、基于近景摄影测量的脑电电极空间定位方法，含有近景摄影测量的步骤，其特征在于：它是一种采用非量测摄影机从不同的角度对戴有电极帽的测试者头部拍摄一组二维照片，再把上述二维照片经图像处理器后形成的多幅图像和拍摄时所用的标定点的坐标一起输入计算机以获得电极特征点的三维坐标的方法，在一个由带有若干标记点即已知空间坐标值的标定物、与标定物之间空间位置固定的作待测物体用的电极帽、非量测摄影机和量测设备组成的系统中，依以下步骤对脑电电极进行空间定位：第1步：依一定的移动方向、从不同角度用非量测摄影机对戴有电极帽的测试者头部去拍摄一组二维照片；第2步：把上述照片输入图像处理器，用图像识别方法得出标定点和待测点的二维坐标；第3步：由若干标定点利用近景测量方法中共线方程的逆问题方法，求出非量测摄影机拍照时的参数：其中所述共线方程为；$x-x_0=f\frac{a_1(X-X_S)+b_1(Y-Y_S)+c_1(Z-Z_S)}{a_2(X-X_S)+b_2(Y-Y_S)+c_2(Z-Z_S)}$ $z-z_0=f\frac{a_3(X-X_S)+b_3(Y-Y_S)+c_3(Z-Z_S)}{a_2(X-X_S)+b_2(Y-Y_S)+c_2(Z-Z_S)},$ 其中设：地面坐标系为D-XYZ，摄影中心S在地面摄影坐标中的坐标是Xs，Ys，Zs；相片在该坐标系中的方位由三个角元素、ω、κ确定，像平面坐标系中y方向与焦距方向重合，垂直于x，y平面；成像物理点M为控制点，即上述标定点或待测点、摄影中心S、成像点m，即主点，成直线关系：在逆问题方法中，M是标定点，它的坐标(x，y)是从相片中测得的，实际坐标(X、Y、Z)已知。把若干个标定点构成方程组后，即可求出摄像机的下述参数：焦距f，相片像主点坐标(x0，z0)、角元素、ω、κ的相关参数a1、b1、c1、a2、b2、c2；第4步：根据第2步得到的待测点即电极特征点的二维坐标和第3步得到的摄影机参数，利用上述共线方程的正问题方法，即控制点是待测点时，在已知摄影机参数的条件下，利用两张或两张以上的相片相点坐标(x，y)即可求得待测点的三维坐标(X、Y、Z)。