[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

本發明公開了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，通過智能巡檢機器人上的像機獲取兩個在某一位置附近處兩個不同時刻的目標圖像；根據兩幅圖像提取的特征匹配點，計算云臺像機在兩個不同時刻的位置處目標點相對像機的位姿和角度，最后得到智能巡檢機器人搭載的像機需要校正的偏轉角度，實現對機載云臺的自適應調整，使機器人在某一位置捕獲的兩個不同時刻的目標在圖像的固定位置，為后續實現機器人對數據進行智能分析和圖像智能檢測提供重要依據。

技術領域

本發明涉及機器視覺測量技術領域，更具體地說，涉及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。

背景技術

基于單目視覺的智能巡檢機器人在巡檢過程中，機器人在行走與駐停時存在一定的導航和定位誤差，智能巡檢機器人機載云臺也存在一定的轉動誤差，導致機器人要巡檢的目標偏離攝像機成像的視野中心，嚴重情況下造成目標完全偏離像機成像視野范圍，無法對要檢測的目標成像，給后續目標的智能檢測和設備故障預警判斷帶來一定困難。

發明內容

本發明的目的在于提供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，以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構成兩視圖，基于ORB-FAST特征點的提取和匹配，得到兩幅圖像的單應性矩陣，并對目標點進行三維重建，得到智能巡檢機器人機載云臺像機的偏轉角度，減小機器人由于行走累積誤差造成的對目標定位不準確的影響。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明提供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，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。

進一步的，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。

進一步的，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；