[發明專利]一種智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索方法

在審

• 申請號: 202111117235.5
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113763451A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 白羚;李銀國;周中奎
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06T7/55
• 分類號: G06T7/55;G06T7/80;G06T7/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃宗波

1.一種智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索方法，其特征在于，包括如下步驟：

初始化雙目相機模型的條件設定和標定；

構建雙目相機采集圖像數據的區域模板和初始化相關系數；

構建左右圖像中對應區域模板的定位點投影關系模型；

對雙目區域模板立體匹配和遞階搜索，得到最佳區域立體匹配的深度測量值；

基于最佳區域立體匹配的深度測量值，計算三維空間坐標。

2.如權利要求1所述的智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索方法，其特征在于，初始化雙目相機模型的條件設定和標定的步驟包括：

設定雙目相機兩種安裝條件；

標定雙目相機的內參和外參，得到二維圖像到三維世界的投影矩陣。

3.如權利要求2所述的智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索方法，其特征在于，設定雙目相機兩種安裝條件的步驟包括：

安裝的雙目左右相機同型號即內參相同，橫向平行安裝；

安裝的雙目左右相機不同型號即內參不相同，無須平行安裝即立體校正。

4.如權利要求2所述的智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索方法，其特征在于，標定雙目相機的內參和外參，得到二維圖像到三維世界的投影矩陣的步驟中：

利用單目相機標定法或者雙目相機標定法，分別標定計算出左相機模型和右相機模型相對于世界坐標系的投影矩陣。

5.如權利要求1所述的智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索方法，其特征在于，構建雙目相機采集圖像數據的區域模板和初始化相關系數的步驟包括：

像平面區域模板的定義和初始化構建；

左右區域模板的相關系數的計算和初始化。

6.如權利要求5所述的智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索算法，其特征在于，像平面區域模板的定義和初始化構建的步驟中：

定義左右相機采集圖像數據上的塊狀區域為區域模板，其包含一個定位點，一個核心區域，一個核心區域的邊緣區域，定位點為區域模板核心區域的左上角位置的像素點，即核心區域的初始點；

初始化構建一個像素為0的區域模板。

7.如權利要求1所述的智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索算法，其特征在于，構建左右圖像中對應區域模板的定位點投影關系模型的步驟包括：

分解左右相機模型中計算的投影矩陣；

計算投影矩陣中分解出的聯合常數矩陣系數；

初始化左圖中的定位點，計算所對應的右圖中的落點定位點的軌跡。

8.如權利要求1所述的智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索算法，其特征在于，對雙目區域模板立體匹配和遞階搜索，得到最佳區域立體匹配的深度測量值的步驟包括：

采集左右相機同一時刻的左右成對的立體圖像，初始化區域模板起始定位點；

進行左右圖對應區域模板位置的遞階搜索和立體匹配，計算相關系數；

判斷相關性最大的右圖區域模板作為最優立體匹配結果，并計算深度估計測量值。

9.如權利要求8所述的智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索算法，其特征在于，采集左右相機同一時刻的左右成對的立體圖像，初始化區域模板起始定位點的步驟包括：

雙目相機同時采集視頻序列，提取校準對齊后的同一時刻間隔幀的左右圖像數據形成左右成對的立體圖像；

初始化左圖的區域模板的定位點從左圖的左上角像素點開始按從左到右，從上到下的滑動順序計算。

10.如權利要求8所述的智能車雙目視覺深度測量的遞階搜索算法，其特征在于，進行左右圖對應區域模板位置的遞階搜索和立體匹配，計算相關系數的步驟包括：

將初始化的左相機圖像像平面的區域模板在當前定位點處開始計算，并設定計算步長即滑動和條件；

將當前左圖區域模板位置的區域做卷積濾波，定位點的深度預估計的先驗值和區域模板定位點代入投影關系模型；

計算得出對應右相機圖像像平面的估計匹配的區域模板的位置，即定位點位置；

以當前左圖區域模板位置的定位點所估計深度先驗值的對應三維世界點看作起始計算第一起點，選取定量點作為基本搜索點集；

根據投影關系模型，得到立體匹配對應的右圖區域模板的定位點集；

計算當前左圖對應區域模板的區域與右圖估計立體匹配的區域模板位置的區域相關系數，得到相關系數集。