[發明專利]一種雙目視覺系統測量船舶距離與高度的方法

在審

• 申請號: 201711050019.7
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107884767A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 劉新東;何信;周曙;張新征;鄧義軍;羅志維;凌政;王曉俊;周正昊
• 申請（專利權）人: 暨南大學;廣州忘平信息科技有限公司
• 主分類號: G01S11/12
• 分類號: G01S11/12;G01B11/06
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司44259
• 代理人: 姚迎新

1.一種雙目視覺系統測量船舶距離與高度的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1:建立由兩個獨立的攝像頭系統組成的兩個雙目視覺系統，該雙目視覺系統用于船舶測距測高；

步驟2:單個攝像頭標定，得出每一個攝像頭的內部參數和兩個攝像頭之間的相對位置；

步驟3：兩個攝像頭分別獲取左右圖像并進行預處理，得到船舶的基本輪廓信息，從而獲取輪廓上及輪廓內部二維圖像像素點坐標；

步驟4：雙目校正，匹配目標點在左右圖像上對應的像點，計算目標點在左右兩個圖像上形成的視差；

步驟5：立體匹配，根據視差，得到視差圖；

步驟6：三維重建；獲取到視差數據之后，結合標定參數和船舶輪廓區域的二維像素點坐標，即可將圖像中的二維點坐標重投影為三維世界坐標；

步驟7：在幀圖像中檢測出船舶的輪廓，獲取船舶輪廓上及輪廓內的像素點二維坐標數據，將二維坐標轉換為三維坐標，利用三角測距原理，計算出船舶到橋梁的距離，就得到了距離數據；

步驟8：在幀圖像中檢測出船舶的輪廓，獲取幀圖像中船舶輪廓上及輪廓被的像素點二維坐標數據，將二維坐標轉換為三維坐標，提取出三維坐標點中y值最大和最小的坐標，最小的y坐標值減去最大的y坐標值即得到船舶的高度。

2.根據權利要求1所述的一種雙目視覺系統測量船舶距離與高度的方法，其特征在于：步驟1中的兩個雙目視覺系統包括兩臺焦距及其它內部參數均相同的攝像機，兩臺攝像機按光軸互相平行、X軸互相重合、沿X軸相距T的位置放置。

3.根據權利要求1所述的一種雙目視覺系統測量船舶距離與高度的方法，其特征在于：步驟2基于棋盤格標定法，計算出每個攝像頭的內參和外參，從而得到攝像頭焦距f和成像原點cx,cy，并消除攝像頭的徑向畸變和切向畸變以及得到標定物的世界坐標，雙目攝像頭定標得出每個攝像頭的內部參數，與兩個攝像頭之間的相對位置，即以左攝像頭為基準，右攝像頭相對于左攝像頭的旋轉矩陣R、平移向量t。

4.根據權利要求1所述的一種雙目視覺系統測量船舶距離與高度的方法，其特征在于：步驟3通過安裝于橋梁上的雙目視覺系統左右兩個攝像頭同步抓取水面圖像，實現對船舶信息的采集，對圖像進行灰度處理、高斯模糊預處理步驟，去除存在的噪聲；對船舶進行輪廓檢測，得到船舶的基本輪廓信息，獲取輪廓上及輪廓內部二維圖像像素點坐標。

5.根據權利要求1所述的一種雙目視覺系統測量船舶距離與高度的方法，其特征在于：步驟4利用極線約束將消除畸變后的兩幅圖像嚴格地行對應，使得兩幅圖像的對極線恰好在同一水平線上，從而使一幅圖像上任意一點與其在另一幅圖像上的對應點就必然具有相同的行號，只需在該行進行一維搜索即可匹配到對應點，計算目標點在左右兩個圖像上形成的視差。