本发明专利技术涉及像方型立体视觉在线移动实时测量系统，首先进行相机标定；在立体相机的移动过程中，获取若干组立体图像；图像预处理；特征提取与立体匹配；三维重建；立体图像模型连接；对于任一时刻的立体影像，获取相邻时刻的立体影像中的同名像点，以它们为两组立体影像的连接点，通过前方交会计算得到两组立体模型的同名模型点，通过空间相似变换将两组立体模型变换到同一空间坐标系下；依次对下一时刻的立体影像进行同样处理，将所有的立体图像模型连接成一个针对整个场景的整体模型。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种像方型立体视觉在线移动实时测量系统。
技术介绍
立体视觉的基本原理是从两个或多个视点观察同一景物，W获取物体在不同视角 下的图像，通过=角测量原理计算图像像素间的位置偏差（即视差）来获得=维信息。立 体视觉测量方法由来已久，并在工业测量和摄影测量领域得到了广泛应用。 《基于立体视觉的一定机器人目标定位》（南京理工大学硕±论文）总结了现有立 体视觉的主要步骤，包括： 1)图像获取；[000引。摄像机标定； 3)图像预处理和特征提取； 4)立体匹配；[000引 5) S维重建。 上述方法主要存在W下问题： (1)获取的场景=维信息不完整。有的系统仅获取场景中部分标志物的=维信息， 有的系统仅获取场景中部分物体的=维信息，有的系统虽然获取了整个场景的=维信息但 密度不够，不能表达场景中的一些细节信息。 (2)获取的场景=维信息未能整合。立体相机每一次拍摄的立体图像均可W生成 对应场景的=维信息，但随着立体相机的移动，可W完成一个较大空间的拍摄，但每一次系 统均孤立地处理该次生成的场景S维信息，并未考虑不同时刻生成的场景S维信息之间的 关系，无法实现对大范围场景的整体测量。 (3)系统实时性不足。上述系统中，对于仅获取场景中部分标志物S维信息的系统 来说，基本可满足实时响应的要求，但对于需要获取全部场景精细=维信息的系统来说，其 处理往往是线下的，还不能满足实时响应的要求。 本项目设计的像方型立体视觉在线移动实时测量系统，通过优化立体图像处理与 匹配算法，结合相机移动连续获取立体图像和立体图像视觉测量模型连接算法，实现针对 同一目标的连续观测并实时生成整个目标完整、精确的=维信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种像方型立体视觉在线移动实时测量系统，用W解决现有 技术中获取的场景信息不完整、未能整合场景=维信息的问题，进一步还能提高实时性。 为实现上述目的，本专利技术的方案包括： 像方型立体视觉在线移动实时测量系统，包括由两台相机、相机固定与距离调整 装置构成的立体相机，立体相机连接控制与计算设备，所述控制与计算设备用于相机采集 数据的控制、存储、处理及处理结果输出；测量过程如下： 1)相机标定；2)在立体相机的移动过程中，获取若干组立体图像；3)图像预处理； 4)特征提取与立体匹配；5)=维重建；6)立体图像模型连接；对于任一时刻的立体影像， 获取相邻时刻的立体影像中的同名像点，W它们为两组立体影像的连接点，通过前方交会 计算得到两组立体模型的同名模型点，通过空间相似变换将两组立体模型变换到同一空间 坐标系下；依次对下一时刻的立体影像进行同样处理，将所有的立体图像模型连接成一个 针对整个场景的整体模型。 所述相机标定方法包括；同时获取立体影像；提取标定板角点；标定解算。 图像预处理包括滤波和灰度均衡化处理。 所述特征提取与立体匹配包括；利用SURF算子得到立体模型间的连接点；计算出 两幅图像间的相对位置和姿态，进行相对定向解算；确定立体影像间的核线关系，对立体影 像进行纠正得到按核线排列的立体影像；W SGM算法进行立体影像的稠密匹配W生成密集 的同名像点。 根据匹配得到的密集同名像点采用多片前方交会法来重建目标场景的=维信息， 实现所述=维重建。 本专利技术的测量方法，是在立体相机的移动过程中，不断获取立体影像并实时重建 目标场景的立体模型。为了形成一个完整的场景模型就需要将每一次重建的结果连接起 来。立体图像模型连接的原理是依据获取相邻时刻的两组立体影像中的同名像点，W它们 为两组立体影像的连接点，通过前方交会计算得到两组立体模型的同名模型点，最后通过 空间相似变换将两组立体模型变换到同一空间坐标系下。对后续时刻获得的立体影像同样 处理，即可将所有的立体图像模型连接成一个针对整个场景的整体模型。【附图说明】 图1是摄像头固定架； 图2是硬件平台的设计示意图； 图3是软件工作流程图； 图4是棋盘格标定板及其坐标系； 图5是SURF算子流程图；[002引图6是相对定向完成后同名投影光线相交于目标点； 图7是单独像对相对定向流程图； 图8是平行双目立体视觉系统的对极几何关系；[003U 图9是SGM匹配算法流程图； 图10是前方交会测量原理； 图11是立体图像模型连接流程图； 图12是系统进行移动实时测量的过程示意图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。 在立体相机的移动过程中，可W不断获取立体影像并实时重建目标场景的立体模 型。但每次重建得到的都是当前视场范围内目标的局部模型，为了形成一个完整的场景模 型就需要将每一次重建的结果连接起来，该就是本专利技术的基本方案所要实现的。 本专利技术的基本方案的步骤为；1)相机标定；2)在立体相机的移动过程中，获取若 干组立体图像；3)图像预处理；4)特征提取与立体匹配；5)=维重建；6)立体图像模型连 接对于任一时刻的立体影像，获取相邻时刻的立体影像中的同名像点，W它们为两组立体 影像的连接点，通过前方交会计算得到两组立体模型的同名模型点，通过空间相似变换将 两组立体模型变换到同一空间坐标系下；依次对下一时刻的立体影像进行同样处理，将所 有的立体图像模型连接成一个针对整个场景的整体模型。[003引经过立体图像模型连接，系统在移动过程中所重建的目标=维信息可W整合到一 个第一组立体图像模型的坐标系中，形成整个场景一个完整的几当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
像方型立体视觉在线移动实时测量系统，其特征在于，包括由两台相机、相机固定与距离调整装置构成的立体相机，立体相机连接控制与计算设备，所述控制与计算设备用于相机采集数据的控制、存储、处理及处理结果输出；测量过程如下：1)相机标定；2)在立体相机的移动过程中，获取若干组立体图像；3)图像预处理；4)特征提取与立体匹配；5)三维重建；6)立体图像模型连接；对于任一时刻的立体影像，获取相邻时刻的立体影像中的同名像点，以它们为两组立体影像的连接点，通过前方交会计算得到两组立体模型的同名模型点，通过空间相似变换将两组立体模型变换到同一空间坐标系下；依次对下一时刻的立体影像进行同样处理，将所有的立体图像模型连接成一个针对整个场景的整体模型。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邢帅，王栋，徐青，葛忠孝，李鹏程，耿迅，张军军，侯晓芬，周杨，夏琴，江腾达，李建胜，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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