[發明專利]一種智能巡檢機器人的機載云臺像機角度自適應調整方法及裝置

在審

• 申請號: 202210586045.6
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN114862969A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 何澤家;羅珊珊;崔林;唐錦;張力
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06V10/75;G06T7/73
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

1.一種智能巡檢機器人的機載云臺像機角度自適應調整方法，其特征在于，包括：

獲取智能巡檢機器人拍攝的某一位置處兩個不同時刻的兩幅圖像，并在兩幅圖像的重疊區域進行特征點提取和匹配；

基于提取的匹配點計算兩幅圖像的像機外參和兩幅圖像之間的單應性矩陣；

基于兩幅圖像的像機外參和兩幅圖像之間的單應性矩陣，以一幅圖像為基準，計算像機的旋轉角度，對云臺進行調整。

2.根據權利要求1所述的一種智能巡檢機器人的機載云臺像機角度自適應調整方法，其特征在于，所述在兩幅圖像的重疊區域進行特征點提取和匹配，包括：

對智能巡檢機器人拍攝的某一位置處兩個不同時刻的兩幅圖像的重疊區域進行ORB-FAST特征點提取，并利用隨機抽樣一致算法剔除特征點對中的誤匹配點，得到兩幅圖像的匹配點。

3.根據權利要求1所述的一種智能巡檢機器人的機載云臺像機角度自適應調整方法，其特征在于，所述基于提取的匹配點計算兩幅圖像的像機外參，包括：

基于單目移動視覺原理得到智能巡檢機器人拍攝的某一位置處兩個時刻的兩幅圖像的投影方程如下：

其中，s₁和s₂是兩個時刻像機的非零尺度因子，p₁和p₂為兩個時刻拍攝的兩幅圖像中二維圖像齊次坐標，A₁和A₂分別是兩個時刻的像機內參，且A₁＝A₂，[R₁ T₁]和[R₂ T₂]分別是兩個時刻的像機外參，X_W為像機所拍攝的空間點P的世界三維齊次坐標；

基于所述兩幅圖像的投影方程建立基本矩陣F和本質矩陣E如下：

E＝SR，

其中，R是像機在任何一個時刻下的像機外參的統一表示；

利用提取的匹配點采用8點算法，求解得到基礎矩陣F；并采用張氏平面標定法得到像機內參；

基于像機內參和基礎矩陣，求解得到本質矩陣E；

對本質矩陣E進行分解，得到兩幅圖像的像機外參。

4.根據權利要求3所述的一種智能巡檢機器人的機載云臺像機角度自適應調整方法，其特征在于，所述基于提取的匹配點計算兩幅圖像之間的單應性矩陣，包括：

基于像機的透視投影模型，得到兩個時刻拍攝的兩幅圖像之間的匹配點的圖像坐標系和世界坐標系之間的關系如下：

其中，(x_a,y_a,z_a)和(x_b,y_b,z_b)分別表示兩幅圖像中匹配點對的齊次坐標，K_a、K_b是兩幅圖像的像機內參，通過標定求出，[R_a T_a]和[R_b T_b]分別為兩幅圖像的像機外參；

轉換后得到，

令，并假設

得到，

基于匹配點對的像素坐標和齊次坐標之間的關系，得到：

u_a＝x_a/z_a，v_a＝y_a/z_a；

采用4對匹配點對上述方程進行求解，得出兩幅圖像之間的單應性矩陣H。