[發明專利]基于雙目立體相機的障礙物視覺檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201611019555.6
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108090930A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 陳墩金;覃爭鳴
• 申請（專利權）人: 廣州映博智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06K9/46;G01C11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于雙目立體相機的障礙物視覺檢測系統及方法，所述系統包括：特征提取模塊，用于提取圖像的特征點；特征匹配模塊，用于對雙目相機圖像的特征點進行匹配；障礙物區域計算模塊，用于計算障礙物的阻擋區域。本發明方案通過使用雙目立體相機采集場景圖像的稀疏特征點，而非密集的深度信息圖，對圖像特征點進行匹配，獲取場景圖像的三維世界坐標，進而實現障礙物的區域檢測，實現機器人避障。該方案使用少數特征點的深度信息計算障礙物的阻擋范圍，無需密集的深度信息實現三維場景重建，減少了計算量，保證了實時檢測效率。

技術領域

本發明涉及障礙物視覺檢測技術，具體涉及基于雙目立體相機的障礙物視覺檢測系統及方法。

背景技術

自主移動機器人是機器人技術的一個重要分支，是高度智能化的可以自主移動的機器人。自主移動機器人的重要發展方向是具有高度自感知、自規劃和自組織能力，在無需人干預下自主應對環境變化，有目的地移動和完成任務。自主移動機器人已在多個領域有大量應用，改變著人們的生產生活方式，在可以預見的將來，將成為人類的不可或缺的助手，極大的提高人類生活質量。具體的實際應用有高爾夫球場、病人看護、物流基地和單兵小分隊軍事運輸等多種領域。

在自主跟隨機器人系統的研究中，機器人在運動過程中是否能夠準確、快速地檢測出行進過程中的障礙物成為自主跟隨機器人系統的關鍵。機器人系統大多采用聲納避障，通過主動發射探測信號，然后接收場景中各物體反射的回波，通過測量發射和返回信號來獲取場景信息。聲納避障只具有局部空間避障特點(只能進行特定高度和視角的障礙物檢測，檢測范圍和檢測距離有較大局限性)，不具有檢測全局視野特點。

另一種是采用雙目立體視覺方法，由兩個完全相同規格的相機平行并排放置的三維視覺系統，即利用兩個相機獲取的同一三維場景對象的投影視差來進行深度計算，利用深度信息進行圖像匹配，從而實現對三維場景信息的感知和重建，再根據重建后的三維場景進行障礙物檢測。

雙目立體視覺系統實現障礙物檢測所面臨的最大挑戰是計算復雜度和雙目立體視覺圖像匹配精度之間的矛盾問題。障礙物檢測的準確率取決于圖像匹配的準確性，然而要求保持精確的匹配結果，計算復雜度會提高，難以保證實時檢測。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，尤其解決雙目立體視覺系統實現障礙物檢測中的計算復雜度和雙目立體視覺圖像匹配精度之間的矛盾問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于雙目立體相機的障礙物視覺檢測系統，其中，所述基于雙目立體相機的障礙物視覺檢測系統包括：特征提取模塊，用于提取圖像的特征點；特征匹配模塊，用于對雙目相機圖像的特征點進行匹配；障礙物區域計算模塊，用于計算障礙物的阻擋區域及阻擋角度。

本發明還提供一種基于雙目立體相機的障礙物視覺檢測方法，其中，所述基于雙目立體相機的障礙物視覺檢測方法包括：S1，提取圖像的特征點；S2，對雙目相機圖像的特征點進行匹配；S3，計算障礙物的阻擋區域及阻擋角度。

該發明方案的有益效果在于，通過使用雙目立體相機采集場景圖像的稀疏特征點，而非密集的深度信息圖，對圖像特征點進行匹配，獲取場景圖像的三維世界坐標，進而實現障礙物的區域檢測，實現機器人避障。該方案使用少數特征點的深度信息計算障礙物的阻擋范圍，無需密集的深度信息實現三維場景重建，減少了計算量，保證了實時檢測效率。

附圖說明

圖1是本發明實施例的基于雙目立體相機的障礙物視覺檢測系統示意圖。

圖2為本發明實施例的基于雙目立體相機的障礙物視覺檢測方法的流程圖。

圖3為水平雙目立體視覺模型示意圖。

圖4為障礙物區域表示示意圖。

具體實施方式