[發明專利]基于統計學特征的三目視覺系統的標定裝置及方法

有效

• 申請號: 201810628091.1
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108805939B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 李慶武;張穎;周亞琴;馬云鵬;劉艷;漆燦;馬嘯川
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種基于統計學特征的三目視覺系統的標定裝置及方法，基于統計學特征的三目視覺系統的標定裝置由可見光相機標定面和紅外相機標定面組成；基于統計學特征的三目視覺系統的標定方法，由一目紅外和雙目可見光的三目視覺系統從多角度同時拍攝多組圖像序列；首先對雙目可見光相機進行標定；然后利用灰度統計特性提取紅外圖像中的類圓連通區域；根據統計學特征擬合類圓連通區域的中心點；并以紅外中心點代替右目圖像棋盤角點，與左目可見光圖像進行二次“雙目標定”；最后利用幾何關系傳導完成三目視覺系統的協同標定；本發明實現了三目視覺系統的精確標定，操作方便，實用價值高。

技術領域

本發明屬于計算機視覺技術領域，具體涉及一種基于統計學特征的三目視覺系統的標定裝置及方法。

背景技術

攝像機的標定技術是視覺測量領域的一項重要技術，目的是通過攝像機拍攝的單幅或多幅圖像確定攝像機的參數模型，進而獲得攝像機的內外參數，在機器人導航、三維重建、生物醫療、虛擬現實、視覺監控等領域均有廣泛的應用前景。隨著對熱紅外成像技術研究的深入，人們更期望能將可見光圖像和紅外圖像融合在一起，而普通的雙目系統已經滿足不了當下的研究需求，尤其是軍事作戰、電子產品檢測、資源探測等方面，傳統的標定裝置往往也無法較準確地提取紅外圖像，標定過程中對紅外圖像角點的提取也存在偏差，如何清晰準確地提取紅外圖像的角點是現階段亟需解決的問題之一。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種基于統計學特征的三目視覺系統的標定裝置及方法，實現可見光和紅外三目視覺系統的聯合標定，解決紅外標定不準確的技術問題。

本發明采用如下技術方案，一種基于統計學特征的三目視覺系統的標定裝置，包括正反兩面，正面為可見光標定面，反面為紅外標定面，可見光標點面為黑白棋盤格標定板，紅外標定面包括圓形電熱膜、電源和導線，圓形電熱膜為紅外相機的標定識別圖案，以可見光標定面的黑白棋盤格內角點為圓心確定圓形電熱膜的位置，通過導線串聯圓形電熱膜。

基于統計學特征的三目視覺系統的標定方法，包括以下步驟：

1)使用一目紅外相機和雙目可見光相機組成的三目視覺系統同時對基于統計學特征的三目視覺系統的標定裝置拍攝不同角度的n組三目圖像序列，三目圖像序列包括可見光圖像序列的“左目-右目”雙目可見光圖像對和紅外圖像序列；

2)提取所述可見光圖像序列的“左目-右目”雙目可見光圖像對，對雙目可見光相機進行標定；

3)提取紅外圖像序列，利用灰度化統計特征得到紅外圖像序列的類圓連通區域；

4)基于統計學特征擬合類圓連通區域的中心點；

5)提取左目可見光圖像和紅外圖像序列組成新的雙目圖像對，即“左目-紅外”圖像對，以擬合的類圓連通區域中心代替右目可見光圖像內角點，與左目可見光圖像進行“雙目標定”；

6)根據“左目-右目”標定以及“左目-紅外”標定結果，通過幾何傳導關系，完成“左目-紅外-右目”三目視覺系統的協同標定。

發明所達到的有益效果：本發明是一種基于統計學特征的三目視覺系統的標定裝置及方法，實現可見光和紅外三目視覺系統的聯合標定，解決紅外標定不準確的技術問題；提出了一種同時適用于可見光成像與紅外成像原理的新型三目標定裝置；紅外類圓連通區域中心點的擬合算法效果好、精確度高，保證了紅外與可見光圖像的位置關系求解的準確性；完成了一目紅外、雙目可見光的三目視覺系統的精確標定，裝置簡單，操作容易。

附圖說明

圖1為標定裝置結構示意圖；

圖2為標定方法流程圖；

圖3為中心點提取算法示意圖；

圖4為特征維灰度分布示意圖；

圖5為不同方向的[a,b]數組取值示意圖；