[發明專利]基于目標檢測與雙目匹配的三維目標實時測量系統和方法

在審

• 申請號: 202010301440.6
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111551920A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 萬里;魏林
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01S11/12
• 分類號: G01S11/12;G01C3/00;G06T7/80
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 王宏松

本發明提出了一種基于目標檢測與雙目匹配的三維目標實時測量系統和方法，該系統包括用于固定安裝雙目攝像頭的基座支架，在基座支架上安設有雙目攝像頭，雙目攝像頭包括左攝像頭和右攝像頭，左攝像頭的圖像數據輸出端與控制器的圖像數據第一輸入端相連，右攝像頭的圖像數據輸出端與控制器的圖像數據第二輸入端相連，控制器的圖像輸出端與顯示屏的圖像輸入端相連；控制器根據雙目攝像頭拍攝的左圖像和右圖像得到待測目標物的距離。本發明能夠利用雙目攝像頭實現待測目標物所處位置的測量。

技術領域

本發明涉及一種測量技術領域，特別是涉及一種基于目標檢測與雙目匹配的三維目標實時測量系統和方法。

背景技術

雙目測距技術作為雙目視覺系統的基石，對于促進以計算機視覺系統為基礎的增強現實技術(AR技術)、虛擬現實技術(VR技術)、人工智能技術(AI技術)等當下最火熱的計算機領域的前沿發展技術有著極大的作用。因此，研究、改進和完善雙目測距技術，拓展雙目測距的應用場景和適用環境，提高雙目測距技術的測距精度，降低雙目測距技術的使用門檻，對于計算機視覺研究方向的發展，以及整個計算機學科技術領域的發展都具有十分巨大的作用，且前景廣闊。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種基于目標檢測與雙目匹配的三維目標實時測量系統和方法。

為了實現本發明的上述目的，本發明提供了一種基于目標檢測與雙目匹配的三維目標實時測量系統，包括用于固定安裝雙目攝像頭的基座支架，在基座支架上安設有雙目攝像頭，雙目攝像頭包括左攝像頭和右攝像頭，左攝像頭的圖像數據輸出端與控制器的圖像數據第一輸入端相連，右攝像頭的圖像數據輸出端與控制器的圖像數據第二輸入端相連，控制器的圖像輸出端與顯示屏的圖像輸入端相連；控制器根據雙目攝像頭拍攝的左圖像和右圖像得到待測目標物的距離。

本發明還公開了一種基于目標檢測與雙目匹配的三維目標實時測量方法，該方法包括以下步驟：

S1，獲取雙目攝像頭拍攝的圖像，將左攝像頭拍攝的圖像作為左圖像，將右攝像頭拍攝的圖像作為右圖像；

S2，將步驟S1中雙目攝像頭拍攝的圖像進行左圖像和右圖像標定和校準；

S3，對左圖像和右圖像中的待測目標物生成提取框；

S4，根據提取框內的目標物獲取相同目標點，根據目標點獲得待測目標物所處位置。

在本發明的一種優選實施方式中，在步驟S2中，對雙目攝像頭拍攝的圖像進行標定的計算方法為：

其中，R表示旋轉向量；

T表示平移向量；

Z_c表示物體離光學透鏡中心的距離；

dx表示每一像素列代表多少距離；

f表示相機焦距；

u₀表示圖像坐標系相對于像素坐標系的橫坐標；

dy表示每一像素行代表多少距離；

v₀表示圖像坐標系相對于像素坐標系的縱坐標；

(u,v)表示像素坐標系中的坐標。

在本發明的一種優選實施方式中，在步驟S2中，對雙目攝像頭拍攝的圖像進行校準的計算方法為：

其中，(X,Y,Z)表示三維坐標；

(c_x,c_y)為主點，作為左圖像的原點；

W表示坐標變換參數；