[發(fā)明專利]一種基于視覺識(shí)別的簡(jiǎn)易水下測(cè)距方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810273034.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN108731596B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉然;宦鍵;譚斐;張芊;吉訓(xùn)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海安智鵬自動(dòng)化科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G01C11/04
• 代理公司: 北京一格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

本發(fā)明涉及一種基于視覺識(shí)別的簡(jiǎn)易水下測(cè)距方法，水下測(cè)距方法通過水下測(cè)距裝置并配合圖像攝取、圖像判斷、圖像分析、距離計(jì)算的步驟實(shí)現(xiàn)距離的測(cè)量，所述水下測(cè)距裝置包括用于測(cè)量基準(zhǔn)信息的圖像標(biāo)識(shí)卡、用于攝取圖像標(biāo)識(shí)卡數(shù)字畫面的水下攝像頭以及用于處理水下攝像頭攝取的數(shù)字畫面的圖像處理器，圖像標(biāo)識(shí)卡上具有信息隱藏圖案。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的水下測(cè)距方法通過水下測(cè)距裝置的配合，只需要水下攝像頭與圖像標(biāo)識(shí)卡的組合，就可以測(cè)量目標(biāo)與攝像頭之間的距離、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向、與目標(biāo)之間的水文信息，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，測(cè)量精度較高，適用于短距離(70m)之內(nèi)的目標(biāo)監(jiān)控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下測(cè)距領(lǐng)域，特別涉及一種基于視覺識(shí)別的簡(jiǎn)易水下測(cè)距方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是一個(gè)海洋大國(guó)，具有極其豐富的海洋資源。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與空間技術(shù)為海洋的測(cè)繪工作提供極大地技術(shù)支持，并為高精度、高效率地水下測(cè)距提供了實(shí)現(xiàn)的可能。現(xiàn)代水下測(cè)距技術(shù)為測(cè)量技術(shù)開拓了一個(gè)新的維度，甚至帶動(dòng)一個(gè)國(guó)家的新興產(chǎn)業(yè)。通常水下測(cè)距使用超聲波測(cè)距、激光測(cè)距、電磁波測(cè)距等傳統(tǒng)水下測(cè)距裝置，但是超聲波水下測(cè)距精度較低、激光水下測(cè)距易受水流擾動(dòng)、電磁波水下測(cè)距裝置體積較大。視覺識(shí)別技術(shù)作為新型的非接觸式測(cè)距技術(shù)，在水下測(cè)量這個(gè)特殊的使用場(chǎng)合具有十分重要的意義。基于數(shù)字圖像處理的測(cè)量系統(tǒng)作為一種新型、高效率、高精度、信息量豐富，對(duì)被測(cè)物影響最小的非接觸式測(cè)量技術(shù)，體現(xiàn)出極大的優(yōu)越性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種測(cè)距精度高的基于視覺識(shí)別的簡(jiǎn)易水下測(cè)距方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于視覺識(shí)別的簡(jiǎn)易水下測(cè)距方法，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：水下測(cè)距方法通過水下測(cè)距裝置配合圖像攝取、圖像判斷、圖像分析、距離計(jì)算的步驟實(shí)現(xiàn)距離的測(cè)量，所述水下測(cè)距裝置包括用于測(cè)量基準(zhǔn)信息的圖像標(biāo)識(shí)卡、用于攝取圖像標(biāo)識(shí)卡數(shù)字畫面的水下攝像頭以及用于處理水下攝像頭攝取的數(shù)字畫面的圖像處理器，圖像標(biāo)識(shí)卡上具有信息隱藏圖案，圖像標(biāo)示卡位于待測(cè)物體上，水下攝像頭位于圖像標(biāo)識(shí)卡的對(duì)面，在測(cè)距時(shí)，由水下攝像頭攝取圖像標(biāo)識(shí)卡上的信息隱藏圖案，并將攝取的數(shù)字畫面信息反饋給圖像處理器，再由圖像處理器對(duì)數(shù)字畫面信息進(jìn)行分析并計(jì)算出水下攝像頭與圖像標(biāo)識(shí)卡之間的距離。

進(jìn)一步的，所述信息隱藏圖案由93個(gè)1cm×1cm的正方形小黑塊組成除第1列之外，呈10*9矩形陣列排布方式組合而成的不規(guī)則陣列，矩陣陣列第1-10行，第2至10列中每個(gè)小黑塊之間的間距為1cm。但是第一列只有3個(gè)小黑塊，其中，第一個(gè)小黑塊的位置為(1,1)，即第1行、第1列，第二個(gè)小黑塊的位置為(5,1)，即第5行、第1列，第三個(gè)小黑塊的位置為(10,1)，即第10行、第1列，該第一列特殊的排列形式為圖像標(biāo)識(shí)卡提供起始位；

所述水下測(cè)距方法步驟具體為：

a)圖像攝取：將水下攝像頭置于圖像標(biāo)識(shí)卡前方并調(diào)整水下攝像頭焦距后，得到圖像標(biāo)識(shí)卡的清晰的圖像，并將圖像反饋給圖像處理器，并找到信息隱藏圖案的特征列，即信息隱藏圖案的第一列起始列；

b)圖像判斷：圖像處理器在接收到水下攝像頭傳輸過來的圖像后，判斷圖像標(biāo)識(shí)卡是否有所形變，如果發(fā)生形變，則先進(jìn)行形變分析；如果沒有發(fā)生形變，則連接起始列中的三個(gè)正方形小黑塊，判斷其是否在一條直線；

c)圖像分析：如果起始列中的三個(gè)正方形小黑塊在一條直線上，測(cè)量起始列中第一個(gè)小黑塊與第二個(gè)小黑塊的距離、第二個(gè)小黑塊與第三個(gè)小黑塊的距離；

如果起始列中的三個(gè)正方形小黑塊不在一條直線上，則依次測(cè)量第二列中每?jī)蓚€(gè)小黑塊之間的距離，即依次測(cè)量第二列中第一個(gè)小黑塊與第二個(gè)小黑塊之間的距離、第二個(gè)小黑塊與第三個(gè)小黑塊之間的距離、第三個(gè)小黑塊與第四個(gè)小黑塊之間的距離·······第九個(gè)小黑塊與第十個(gè)小黑塊之間的距離。

d)距離計(jì)算：對(duì)于起始列三個(gè)小黑塊都在一條直線上的情況，其距離比值為