[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

本發明涉及一種波面高度測量方法、終端設備及存儲介質，該方法中包括：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；S3：計算第二圖像中與第一圖像的網格配對的網格；S4：計算每對配對網格中的所有亮點對的像素坐標；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：將亮點對坐標轉變為測量坐標系(x,y,z)下的坐標；S7：采用插值算法計算波面的垂向坐標ζ(x,y)即為波面高度。本發明采用兩個鏡頭采集三維波面的圖像，可以同時測量出波面上多個點的三維坐標信息，從而得到波面上各點的高度。

技術領域

本發明涉及測量技術領域，尤其涉及一種波面高度測量方法、終端設備及存儲介質。

背景技術

在海洋工程、海岸工程、船舶工程等領域的實驗研究和現場觀測中，都會用到浪高儀(波浪儀)來測量波浪的高度。目前，常用的浪高儀有：光學測波儀、加速度測量、水壓式測波儀、聲學式測波儀、電阻式浪高儀等。但這些浪高儀都是基于單點測量技術的。無法同時給出多點處的波高信息。在研究波浪與結構物的相互作用時，往往需要同時獲取多個位置處的波面高度信息。目前的浪高儀很難做到這一點。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種波面高度測量方法、終端設備及存儲介質，采用兩個鏡頭采集三維波面的圖像，可以同時測量出波面上多個點的三維坐標信息，從而得到波面上各點的高度。

具體方案如下：

一種波面高度測量方法，包括以下步驟：

S1：采用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；

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。

進一步的，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；

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)。

進一步的，步驟S4中，所述亮點對為灰度值高于網格區域內的平均灰度值的像素點。

進一步的，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；

計算相關系數R(j,k)最大時所對應的亮點對的像素坐標。