[發(fā)明專利]一種基于雙目視覺和對稱性的偏移量檢測方法

在審

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• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN114066997A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李忠國;吳金坤;唐煒;遲睿;席茜;車賽;石周
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80;G06T7/13;G06T7/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

本發(fā)明公開了一種基于雙目視覺和對稱性的偏移量檢測方法，包括：采集機(jī)動(dòng)目標(biāo)需要對正的矩形艙門的兩個(gè)垂直邊的圖像；求取像素距離d1和像素距離d2，根據(jù)d1/d2的比值判斷兩車叉是全部位于單個(gè)貨艙內(nèi)部還是橫跨左/右艙門邊緣；提取偏移像素p1和偏移像素p2；利用相機(jī)安裝的對稱性和艙門的對稱性，根據(jù)p1和p2的差值，計(jì)算機(jī)動(dòng)目標(biāo)相對艙門中心的水平偏移像素p；通過標(biāo)定每個(gè)像素代表的實(shí)際尺寸s與偏移像素p相乘，可以得到機(jī)動(dòng)目標(biāo)相對艙門的實(shí)際偏移位移x。本發(fā)明采用雙目視覺，兼顧了精度和實(shí)時(shí)性要求，分兩階段標(biāo)定像素尺寸提高了整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中偏移量檢測的精度，可用于無人艇自動(dòng)導(dǎo)引回收，智能叉車自動(dòng)導(dǎo)引裝卸貨物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于圖像的相對位姿測量技術(shù)，具體涉及一種基于雙目視覺和對稱性的偏移量檢測方法。

背景技術(shù)

在倉儲(chǔ)物流或者回收視覺導(dǎo)引過程中有時(shí)候需要測量估算機(jī)動(dòng)目標(biāo)(帶雙目相機(jī))相對艙門的實(shí)際偏移位移，便于后續(xù)的姿態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。利用相機(jī)安裝的對稱性以及艙門的對稱性，來計(jì)算機(jī)動(dòng)目標(biāo)相對艙門中心的偏移量，這種計(jì)算方式具有無接觸，靈活，可遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)等等優(yōu)點(diǎn)，但圖像測量在偏移量測量中由于邊緣紋理準(zhǔn)確獲取難度大，亮度場、色彩場、條紋方向場連續(xù)變化等難題的存在使得基于圖像的偏移量計(jì)算變得十分困難。

例如劉炳憲等人發(fā)表的文獻(xiàn)“基于線陣相機(jī)拍攝的圖像拼接方法和裝置”中將待拼接的圖像按照寬度X方向和長度Y方向分成多個(gè)矩形區(qū)域，通過分割重合部分計(jì)算偏移量，該方法由于受制于分割重合部分的影響較大導(dǎo)致偏移量的計(jì)算困難，并且由于圖像拼接數(shù)據(jù)量較大導(dǎo)致實(shí)時(shí)性較差。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于雙目視覺和對稱性的偏移量檢測方法，根據(jù)計(jì)算拍攝的矩形艙門圖像中心點(diǎn)到艙門左右垂直邊緣中心偏移像素之差，與標(biāo)定的每個(gè)像素代表的實(shí)際尺寸相乘可以得到機(jī)動(dòng)目標(biāo)相對艙門的實(shí)際水平偏移位移，采用雙目視覺，兼顧了精度和實(shí)時(shí)性要求，分兩階段標(biāo)定像素尺寸提高了整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中偏移量檢測的精度，可用于無人艇自動(dòng)導(dǎo)引回收，智能叉車自動(dòng)導(dǎo)引裝卸貨物。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于雙目視覺和對稱性的偏移量檢測方法，包括如下步驟：

S1：利用安裝于機(jī)動(dòng)載體上的雙目視覺相機(jī)采集機(jī)動(dòng)目標(biāo)需要對正的矩形艙門的兩個(gè)垂直邊的圖像；

S2：由左邊相機(jī)所獲取的圖像分別求取圖像中心到其相距最近的左邊垂直艙門邊緣的像素距離d1和圖像中心到其相距最近的右邊垂直艙門邊緣的像素距離d2，根據(jù)d1/d2的比值判斷兩車叉是全部位于單個(gè)貨艙內(nèi)部還是橫跨左/右艙門邊緣，當(dāng)機(jī)動(dòng)目標(biāo)在某個(gè)單獨(dú)的貨艙矩形平面內(nèi)但可能發(fā)生左偏或者右偏時(shí)，進(jìn)入步驟S3；

S3：提取左相機(jī)中圖像中心O₁左邊的垂直艙門邊緣距離圖像中心的偏移像素p1，同時(shí)提取右相機(jī)中右邊的垂直艙門邊緣距離圖像中心O₂的偏移像素p2；

利用相機(jī)安裝的對稱性和艙門的對稱性，根據(jù)p1和p2的差值，計(jì)算機(jī)動(dòng)目標(biāo)相對艙門中心的水平偏移像素p，若p＝0則未發(fā)生偏移，否則發(fā)生左偏或右偏；

S4：通過標(biāo)定每個(gè)像素代表的實(shí)際尺寸s與偏移像素p相乘，可以得到機(jī)動(dòng)目標(biāo)相對艙門的實(shí)際偏移位移x。

進(jìn)一步地，所述機(jī)動(dòng)載體上安裝有圖形處理器，所述雙目視覺相機(jī)通過相機(jī)數(shù)據(jù)采集線連接圖形處理器，所述圖形處理器用于根據(jù)雙目視覺相機(jī)的采集數(shù)據(jù)完成步驟S2-步驟S4；圖形處理器(工控機(jī))負(fù)責(zé)軟件處理系統(tǒng)的運(yùn)行；雙目視覺相機(jī)負(fù)責(zé)采集矩形艙門的垂直邊緣圖像；軟件處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)根據(jù)采集的垂直邊原圖像計(jì)算機(jī)動(dòng)目標(biāo)相對艙門的水平偏移像素，并進(jìn)一步根據(jù)標(biāo)定的每個(gè)像素代表的實(shí)際尺寸與偏移像素相乘得到實(shí)際水平偏移位移。

進(jìn)一步地，所述步驟S1中矩形艙門所在平面垂直于水平面，并且雙目相機(jī)所在平面也垂直于水平面。