[發(fā)明專利]一種基于線激光3d相機(jī)拍攝的道面深度圖片的抖動(dòng)消除改進(jìn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210625245.8
• 申請(qǐng)日: 2022-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN114998139A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀驥;費(fèi)越;桂仲成;鄧治林;肖唐杰;鐘新然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海圭目機(jī)器人有限公司
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T5/20
• 代理公司: 成都佳劃信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51266
• 代理人: 任遠(yuǎn)高

本發(fā)明公開了一種基于線激光3d相機(jī)拍攝的道面深度圖片的抖動(dòng)消除改進(jìn)方法，S1：遍歷深度圖片的每一行；S2：讀取深度數(shù)據(jù)，組成數(shù)組a_i，對(duì)數(shù)組a_i進(jìn)行排序，得到新的數(shù)組a'_i；S3：數(shù)組a'_i的中部數(shù)據(jù)組成數(shù)組b_i；S4：求數(shù)組b_i的深度數(shù)據(jù)平均值，得出平均地面高度dm_i，則S5：重復(fù)上述步驟，直到所有h行均遍歷完畢，得到h行的平均地面高度組成的數(shù)組dm；S6：對(duì)dm低通濾波，濾掉dm的高頻信號(hào)后，得到只包含抖動(dòng)波形的離散數(shù)組dm'；S7：對(duì)深度圖片的每一行深度數(shù)據(jù)，減去該行對(duì)應(yīng)的濾波后的地面高度dm'_i，其中dm'_i是數(shù)組dm'的第i個(gè)數(shù)據(jù)，1≤i≤h。本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)利用算法的方式來(lái)消除抖動(dòng)，大大簡(jiǎn)化了運(yùn)算，而且不需要加裝傳感器，提高了效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深度圖片抖動(dòng)消除領(lǐng)域，特別是一種基于線激光3d相機(jī)拍攝的道面深度圖片的抖動(dòng)消除改進(jìn)方法。

背景技術(shù)

線激光3d相機(jī)是一種基于三角測(cè)量或機(jī)構(gòu)光原理，通過(guò)圖像傳感器，捕獲激光發(fā)生器投射在物體表面的激光線信息，從而重構(gòu)物體表面輪廓信息的三維相機(jī)。

在工廠常見應(yīng)用中，固定激光發(fā)射器和3d相機(jī)，被測(cè)對(duì)象在傳送帶上以穩(wěn)定速度從3d 相機(jī)下方經(jīng)過(guò)，由于3d相機(jī)固定不動(dòng)，傳送帶運(yùn)動(dòng)平滑，抖動(dòng)也很小，其深度測(cè)量精度甚至可達(dá)微米級(jí)。但是在道面深度圖的拍攝中，圖像采集方式發(fā)生了變化，激光發(fā)射器和3d相機(jī)被固定在移動(dòng)平臺(tái)(車輛或室外移動(dòng)機(jī)器人)上，跟隨運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿被拍攝道面運(yùn)動(dòng)，線激光垂直于移動(dòng)平臺(tái)前進(jìn)方向。由于移動(dòng)平臺(tái)在行進(jìn)過(guò)程中不可避免發(fā)生自身抖動(dòng)，導(dǎo)致3d相機(jī)采集的深度圖像發(fā)生數(shù)據(jù)畸變。其中，移動(dòng)平臺(tái)垂直道面的上下抖動(dòng)對(duì)深度圖像的影響最大，因?yàn)槎秳?dòng)直接疊加在了深度圖像的數(shù)據(jù)中，就會(huì)對(duì)自動(dòng)病害識(shí)別產(chǎn)生了不利影響。

現(xiàn)有的方法是在3d采集系統(tǒng)上額外加裝一個(gè)加速度計(jì)(或imu，慣導(dǎo)等，本質(zhì)都是測(cè)量加速度)，通過(guò)加速度計(jì)測(cè)量整個(gè)3d采集系統(tǒng)在垂直道面方向的按時(shí)間分布的加速度，然后對(duì)加速度進(jìn)行二次積分，得到垂直道面方向的按時(shí)間分布的位移(即抖動(dòng)干擾)，采集深度圖片上每行也對(duì)應(yīng)具體時(shí)間，最后用采集的深度圖片減去插值后的對(duì)應(yīng)位移，即可濾除抖動(dòng)。但此方法有一定的缺陷，首先需要額外加裝硬件，而且需要保證結(jié)構(gòu)剛度，使得傳感器和3d 相機(jī)的抖動(dòng)完全一致；其次從加速度需要積分兩次才能得到位移變化，累計(jì)誤差較大，影響計(jì)算抖動(dòng)位移的準(zhǔn)確性。經(jīng)過(guò)發(fā)明人的長(zhǎng)期研究，發(fā)明了一種基于線激光3d相機(jī)拍攝的道面深度圖片的抖動(dòng)消除改進(jìn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種基于線激光3d相機(jī)拍攝的道面深度圖片的抖動(dòng)消除改進(jìn)方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種基于線激光3d相機(jī)拍攝的道面深度圖片的抖動(dòng)消除改進(jìn)方法，假設(shè)3d相機(jī)拍攝的道面深度圖片具有h行和w列，每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的深度數(shù)據(jù)為d_ij，其中i代表第i行，j代表第j列，1≤i≤h，1≤j≤w，包括以下步驟：

S1：遍歷深度圖片的每一行，假設(shè)當(dāng)前為第i行；

S2：讀取第i行的全部w個(gè)深度數(shù)據(jù)，組成一個(gè)數(shù)組a_i，對(duì)數(shù)組a_i按深度數(shù)據(jù)從小到大進(jìn)行排序，得到一個(gè)新的數(shù)組a'_i；

S3：截取數(shù)組a'_i的中部數(shù)據(jù)組成一個(gè)新的數(shù)組b_i；

S4：求取數(shù)組b_i的深度數(shù)據(jù)平均值，得出第i行對(duì)應(yīng)的平均地面高度，設(shè)該行平均地面高度為dm_i，則

其中b_in是數(shù)組b_i第n個(gè)元素對(duì)應(yīng)的深度數(shù)據(jù)；