[發明專利]一種掃地機雙目攝像機實現運動三維重建的方法及系統

在審

• 申請號: 202110218890.3
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN112837411A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 鐘搏;江秋芳
• 申請（專利權）人: 由利（深圳）科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/80;G06T7/593
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 王莉

本發明公開了一種掃地機雙目攝像機實現運動三維重建的方法及系統，該方法包括以下步驟：S1、利用兩組平行設置的攝像機獲取周圍景物的數字圖像；S2、提取數字圖像的特征點及特征線；S3、對攝像機進行標定，并得出標定參數；S4、對提取的特征點及特征線進行匹配，并生成深度圖；S5、根據標定參數及深度圖輸出景物三維位置信息。有益效果：通過采用張正友標定法獲取立體相機的內部參數及其之間的相對位置關系，并應用交互信息算法對糾正后的立體相機影像進行逐像素匹配，從而生成目標場景的深度圖，且該三維重建方法具有一定的實時性，能夠重建出質量較好的深度信息；本發明能夠穩定地獲得較好的重建效果，且實時性及穩定性較好。

技術領域

本發明涉及視覺領域，具體來說，涉及一種掃地機雙目攝像機實現運動三維重建的方法及系統。

背景技術

掃地機器人是智能家用電器的一種，其能憑借一定的人工智能，自動在房間里完成地板清潔工作。一般掃地機器人通過其底端的邊刷及風機將地面雜物進行收集并吸納進入自身的塵桶中，從而完成地面清理的功能，而且操作人員只需定期將塵桶進行清理即可。掃地機器人在工作之前一般需要對周圍環境進行識別，現有的掃地機器人一般通過雙目攝像機實現環境識別。

雙目立體視覺是非接觸性測量技術。屬于光學三維視覺中被動式的分支，雙目視覺技術是由兩個工業相機同時采集左右相機圖片來恢復場景或物體的三維信息。用左右眼視差及神經系統產生遠近感。結合約束條件及匹配準則進行三維重建或測量。雙目視覺系統原理較簡單且容易實施，對光照和材質的變化有較好魯棒性，在室內外場景重建中有很大優勢。雙目視覺系統在國內外多種行業都展現了極具商業價值的應用，如工業、農業、醫學及國防建設等社會領。

在計算機視覺系統中，人們常常是采用多個，從不同角度同時獲取周圍景物的數字圖像，然后用計算機重建方法來識別周圍景物的三維形狀與位置，如何快速而又準確地由兩副圖像恢復物體的三維形狀，是阻礙計算機視覺進一步發展的一大難題。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中的問題，本發明提出一種掃地機雙目攝像機實現運動三維重建的方法，以克服現有相關技術所存在的上述技術問題。

為此，本發明采用的具體技術方案如下：

根據本發明的一個方面，提供了一種掃地機雙目攝像機實現運動三維重建的方法，該方法包括以下步驟：

S1、利用兩組平行設置的攝像機獲取周圍景物的數字圖像；

S2、提取數字圖像的特征點及特征線；

S3、對攝像機進行標定，并得出標定參數；

S4、對提取的特征點及特征線進行匹配，并生成深度圖；

S5、根據標定參數及深度圖輸出景物三維位置信息。

進一步的，所述S2中提取數字圖像的特征點及特征線還包括以下步驟：

S21、輸入數字圖像；

S22、對數字圖像實行融合顏色和光照信息的灰度化；

S23、對灰度化后的數字圖像提取特征點及特征線。

進一步的，S21中所述數字圖像包括左圖像和右圖像，所述左圖像為左攝像機獲取的圖像，所述右圖像為右攝像機獲取的圖像。

進一步的，所述S22中采用尺度不變特征變換匹配算法對數字圖像實行融合顏色和光照信息的灰度化。

進一步的，所述S3中采用張正友標定法對攝像機進行標定。

進一步的，所述S3中對攝像機進行標定，并得出標定參數還包括以下步驟：

S31、將標定板放置在雙目攝像機的正前方；