[發明專利]一種波面高度測量方法、終端設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201910402017.2
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110136114B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 劉春嶸;劉波
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/41;G06T7/62;G01F23/00;G01F23/292
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

1.一種波面高度測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：通過雙目攝像頭采集波面圖像；

S2：將第一圖像劃分為網格，并記錄其網格中心坐標為(x1(i),y1(i))，i為網格的編號；

S3：計算第二圖像中與第一圖像的網格配對的網格，并記錄對應的網格中心坐標(x2(i),y2(i))；

S4：計算每對配對網格中的所有亮點對的像素坐標，亮點對為灰度值高于網格區域內的平均灰度值的像素點；

S5：根據每對亮點對的像素坐標，計算該對亮點在鏡頭架坐標系(x’,y’,z’)下的空間坐標；

S6：將亮點對坐標從鏡頭架坐標系(x’,y’,z’)轉變為測量坐標系(x,y,z)下的坐標；

S7：根據所有亮點在測量坐標系下的坐標，采用插值算法計算波面的水平坐標點(x,y)的垂向坐標ζ(x,y)即為波面高度。

2.根據權利要求1所述的波面高度測量方法，其特征在于：步驟S3的計算過程為：

設定相關系數R(Δx,Δy)的計算公式為：

其中，Δx,Δy分別為第一圖像與第二圖像中像素坐標在x軸和y軸上的偏移量，D為網格尺寸，g1和g2分別為第一圖像與第二圖像的灰度值，k、j均為變量參數；

計算相關系數R(Δx,Δy)最大時所對應的坐標偏移量Δx和Δy，根據計算的坐標偏移量Δx和Δy計算第二圖像中與第一圖像的網格配對的網格所對應的中心坐標：

(x₂(i)＝x1(i)+Δx，y₂(i)＝y1(i)+Δy)。

3.根據權利要求1所述的波面高度測量方法，其特征在于：步驟S4的具體計算過程如下：

設定相關系數R(j,k)的計算公式為：

其中，j表示第一圖像內的亮點，k表示第二圖像內的亮點，m為第一圖像中的亮點個數，n為第二圖像中的亮點個數，D為網格尺寸，g1和g2分別為第一圖像與第二圖像的灰度值；

計算相關系數R(j,k)最大時所對應的亮點對的像素坐標。

4.根據權利要求1所述的波面高度測量方法，其特征在于：步驟S5具體過程如下：

根據亮點i在第一圖像和第二圖像中的像素坐標(x1(i)，y1(i))，(x2(i)，y2(i))，計算該亮點i在鏡頭架坐標系下的空間坐標(x’(i),y’(i),z’(i))：

其中，f為鏡頭焦距，μ為芯片中一個像素點的尺寸，l為兩個CCD攝像頭的相隔距離。

5.根據權利要求1所述的波面高度測量方法，其特征在于：步驟S6的具體過程為：

設定轉變公式為：

其中，(x₀,y₀,z₀)為鏡頭架坐標系中原點的測量坐標，為坐標變換矩陣，(x,y,z)為某一空間點在測量坐標系下的坐標，(x’，y’，z’)為某一空間點在鏡頭架坐標系下的坐標。

6.根據權利要求1所述的波面高度測量方法，其特征在于：步驟S7中具體計算過程為：

設定波面的水平坐標點為(x,y)，在所有亮點中找出四個與該水平坐標點(x,y)距離最近的亮點，坐標分別記為：(x₁,y₁,z₁)，(x₂,y₂,z₂)，(x₃,y₃,z₃)，(x₄,y₄,z₄)；

采用水平距離加權算法計算水平坐標點(x,y)所對應波面垂向坐標ζ(x,y)：

其中，

7.一種波面高度測量終端設備，其特征在于：包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1～6中任一所述方法的步驟。

8.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1～6中任一所述方法的步驟。