[發(fā)明專利]波浪三維高度場(chǎng)的圖像重構(gòu)方法及圖像重構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210584463.1
• 申請(qǐng)日: 2022-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN114923665B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王千;陸昊成;趙長(zhǎng)澤;劉樺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M10/00
• 分類號(hào): G01M10/00;G06T7/00;G06T17/00
• 代理公司: 蘇州錦尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32502
• 代理人: 劉通;閆曉欣

1.一種波浪三維高度場(chǎng)的圖像重構(gòu)方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，水面預(yù)處理，使用二氧化鈦將目標(biāo)試驗(yàn)區(qū)域的水面染成白色；

步驟二，對(duì)目標(biāo)試驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行投影，隨機(jī)生成迷彩圖形，并利用投影儀將所述迷彩圖形投影至所述目標(biāo)試驗(yàn)區(qū)域的水面；

步驟三，制造波浪，使用兩個(gè)重構(gòu)相機(jī)從所述目標(biāo)試驗(yàn)區(qū)域的上方采集所述目標(biāo)試驗(yàn)區(qū)域的重構(gòu)用圖像，同時(shí)使用兩個(gè)驗(yàn)證相機(jī)從所述目標(biāo)試驗(yàn)區(qū)域的側(cè)方采集所述目標(biāo)試驗(yàn)區(qū)域的驗(yàn)證用圖像；

步驟四，采用歸一化互相關(guān)算法對(duì)所述重構(gòu)用圖像進(jìn)行問詢匹配，并計(jì)算匹配點(diǎn)的空間點(diǎn)坐標(biāo)，得到在原始坐標(biāo)系下的初步重構(gòu)圖像；

步驟五，坐標(biāo)變換，將原始坐標(biāo)系變換到目標(biāo)坐標(biāo)系，得到目標(biāo)坐標(biāo)系中的最終重構(gòu)圖像；

步驟六，重構(gòu)結(jié)果驗(yàn)證，基于所述驗(yàn)證用圖像得到目標(biāo)坐標(biāo)系中的最終驗(yàn)證圖像，將所述最終重構(gòu)圖像與所述最終驗(yàn)證圖像進(jìn)行比較，確認(rèn)圖像重構(gòu)的精度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像重構(gòu)方法，其特征在于，在進(jìn)行試驗(yàn)之前，對(duì)所述重構(gòu)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定以獲得相機(jī)內(nèi)外參數(shù)和鏡頭畸變系數(shù)，對(duì)所述驗(yàn)證相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定以得到所述驗(yàn)證用圖像的比例尺。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像重構(gòu)方法，其特征在于，在所述步驟四之前，對(duì)所述重構(gòu)用圖像基于所述鏡頭畸變系數(shù)進(jìn)行去除畸變操作，且基于所述相機(jī)內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行極線校正操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像重構(gòu)方法，其特征在于，在所述步驟四之前，對(duì)所述重構(gòu)用圖像進(jìn)行預(yù)處理以降低局部的亮度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像重構(gòu)方法，其特征在于，在所述步驟四中，在進(jìn)行所述問詢匹配之前，對(duì)所述重構(gòu)用圖像中的明顯特征點(diǎn)進(jìn)行預(yù)匹配以獲得預(yù)估計(jì)問詢范圍，所述問詢匹配基于所述預(yù)估計(jì)問詢范圍進(jìn)行。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像重構(gòu)方法，其特征在于，在所述問詢匹配中，進(jìn)行網(wǎng)格迭代多次問詢匹配。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像重構(gòu)方法，其特征在于，在任意連續(xù)兩幀的重構(gòu)用圖像的問詢匹配中，后一幀重構(gòu)用圖像的首次問詢匹配在以前一幀重構(gòu)用圖像的匹配位置為中心的預(yù)定范圍內(nèi)進(jìn)行。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像重構(gòu)方法，其特征在于，所述預(yù)定范圍為列向10個(gè)像素內(nèi)、行向1個(gè)像素內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像重構(gòu)方法，其特征在于，通過重構(gòu)靜水平面和重構(gòu)特征標(biāo)識(shí)物獲得原始坐標(biāo)系向目標(biāo)坐標(biāo)系變換的變換方式，且使得所述重構(gòu)相機(jī)與所述驗(yàn)證相機(jī)兩個(gè)測(cè)量系統(tǒng)能夠共享目標(biāo)坐標(biāo)系。

10.用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的圖像重構(gòu)方法的圖像重構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像重構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng)包括：

水池；

造波機(jī)構(gòu)，用于在所述水池內(nèi)產(chǎn)生波浪；

投影儀，用于將所述迷彩圖形投影至所述水池的水面；

重構(gòu)相機(jī)，設(shè)置于所述水池上方，用于獲取所述重構(gòu)用圖像；

驗(yàn)證相機(jī)，設(shè)置于所述水池的側(cè)面，用于獲取所述驗(yàn)證用圖像；

控制機(jī)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元用于對(duì)所述重構(gòu)用圖像進(jìn)行圖像處理而得到所述最終重構(gòu)圖像，且用于對(duì)所述驗(yàn)證用圖像進(jìn)行圖像處理而得到所述最終驗(yàn)證圖像。