[發(fā)明專利]一種單雙目融合定位測距算法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810200565.2
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108592885A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹文君
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02
• 代理公司: 佛山市禾才知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44379
• 代理人: 梁永健

一種單雙目融合定位測距算法，包括如下步驟：A、完成Ladybug相機(jī)標(biāo)定，獲取精確的相機(jī)內(nèi)外參數(shù)；B、測距圖像預(yù)處理，利用直方圖均衡化增強(qiáng)對比度，中值濾波處理噪聲；C、計(jì)算兩鏡頭的重疊區(qū)域，確定視場分界線的位置，根據(jù)視場分界線，判斷障礙物是否存在重疊區(qū)域；D、若障礙物位于重疊區(qū)域，則開啟雙目測距機(jī)制，根據(jù)透視變換的三角關(guān)系等式，推導(dǎo)出空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)；E、若障礙物位于非重疊區(qū)域，則開啟單目測距機(jī)制，采用數(shù)據(jù)非線性回歸建模方法；F、在Ladybug全景相機(jī)中獲取Dome Projection模式全景圖像中，計(jì)算障礙物的方位角。本發(fā)明提出一種針對多目全景相機(jī)的單雙目融合定位測距算法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中的圖像測距技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單雙目融合定位測距算法。

背景技術(shù)

機(jī)器人研究領(lǐng)域中，機(jī)器人使用傳感器作為避障裝置一直是研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)你，但是多個(gè)使用傳感器的設(shè)備在同一環(huán)境中工作時(shí)，相互之間可能產(chǎn)生干擾，相對于視覺測量，傳感器還是存在一定的不足。

因此，多數(shù)的研究機(jī)構(gòu)開始了全景視覺系統(tǒng)的研究。但是目前的全景視覺在定位測距領(lǐng)域不能完全替代傳感器，需要與傳感器聯(lián)合使用，這樣的話，既增加了裝置的重量，也沒有降低使用成本，并且在反應(yīng)速度上還存在一定的不足。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述缺陷，本發(fā)明提出一種針對多目全景相機(jī)的單雙目融合定位測距算法，將相機(jī)視野分為重疊區(qū)域和非重疊區(qū)域，建立選擇機(jī)制，若判斷障礙物在重疊區(qū)域，則開啟雙目測距模式；若判斷障礙物在非重疊區(qū)域，則開啟單目測距模式。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種單雙目融合定位測距算法，包括如下步驟：

A、完成Ladybug相機(jī)標(biāo)定，獲取精確的相機(jī)內(nèi)外參數(shù)；

B、測距圖像預(yù)處理，利用直方圖均衡化增強(qiáng)對比度，中值濾波處理噪聲；

C、計(jì)算兩鏡頭的重疊區(qū)域，確定視場分界線的位置，根據(jù)視場分界線，判斷障礙物是否存在重疊區(qū)域；

D、若障礙物位于重疊區(qū)域，則開啟雙目測距機(jī)制，根據(jù)透視變換的三角關(guān)系等式，推導(dǎo)出空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)；

E、若障礙物位于非重疊區(qū)域，則開啟單目測距機(jī)制，采用數(shù)據(jù)非線性回歸建模方法；

F、在Ladybug全景相機(jī)中獲取Dome Projection模式全景圖像中，計(jì)算障礙物的方位角。

進(jìn)一步地，所述步驟C中，β是兩攝像機(jī)所成的夾角(90°＜β＜180°)，是攝像機(jī)的最大水平視角，兩攝像機(jī)的最大視角相等，當(dāng)攝像機(jī)的邊界線出現(xiàn)在相鄰相機(jī)視場中時(shí)，稱邊界線為對應(yīng)攝像機(jī)下的視場分界線；

相鄰攝像機(jī)重疊區(qū)域的角度的計(jì)算公式為：

設(shè)采集到單幅圖像的寬度為W，計(jì)算兩相鄰攝像機(jī)之間視場重疊區(qū)域?qū)挾萣的公式為：

在求出重疊區(qū)域的寬度b后，即可確定視場分界線的位置。根據(jù)視場分界線，判斷障礙物是否存在重疊區(qū)域，來確定使用雙目測距或單目測距；

若攝像機(jī)的視場中存在障礙物(x，y)，定義G(x，y)為被測障礙物與視場分界線的關(guān)系函數(shù)，以此判斷其障礙物是否在重疊區(qū)域，函數(shù)如下：

根據(jù)G(x，y)取值，即可判斷被測障礙物處于攝像機(jī)的視場內(nèi)位置。