【CN110009690A】基于极线校正的双目立体视觉图像测量方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910224546.8

(22)申请日 2019.03.23

(71)申请人 西安电子科技大学

地址 710071 陕西省西安市太白南路2号

(72)发明人 杜建超　惠海芳　肖洒　朱苏雅　

李云松　肖嵩　

(74)专利代理机构 陕西电子工业专利中心

61205

代理人 陈宏社　王品华

(51)Int.Cl.

G06T 7/80(2017.01)

G06T 7/33(2017.01)

G06T 5/00(2006.01)

G01B 11/00(2006.01)

(54)发明名称基于极线校正的双目立体视觉图像测量方法(57)摘要本发明提出了一种基于极线校正的双目立体视觉图像测量方法，用于解决现有技术中双目立体视觉图像测量精度低的技术问题。实现步骤为：(1)获取双目摄像机的内参数和外参数；(2)对双目立体视觉图像进行极线校正；(3)对极线校正后的双目立体视觉图像进行预处理；(4)获取预处理后的双目立体视觉图像的匹配点对集；(5)计算与匹配点对集对应的目标物体中所有待测点在世界坐标系下的三维坐标；(6)获取双目立体视觉图像中目标物体任意两点之间的几何距离信息。本发明在双目立体视觉图像测量过程中加入了极线校正算法，提高了双目立体视觉图像测量精度，可用于对精度要求较高的目标物体

的尺寸测量。权利要求书2页 说明书6页 附图1页CN 110009690 A 2019.07.12

C N 110009690

A

1.一种基于极线校正的双目立体视觉图像测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取双目摄像机的内参数和外参数：

获取双目摄像机采集的N幅棋盘格图像，N≥3，并根据每幅图像棋盘格角点在像素坐标系与世界坐标系的坐标转换关系，计算双目摄像机的内参数f和外参数R、T，f表示双目摄像机的归一化焦距，R表示双目摄像机的旋转矩阵，T表示双目摄像机的平移向量；

(2)对双目立体视觉图像进行极线校正：

(2a)对旋转矩阵R进行分解，得到左摄像机的合成旋转矩阵R l 和右摄像机的合成旋转矩阵R r ，并利用R l 对左摄像机拍摄的左图像进行旋转，同时利用R r 对右摄像机拍摄的右图像进行旋转，使得左图像和右图像共面；

(2b)利用平移向量T构造变换矩阵R rect ，并将R rect 与R l 以及R r 分别进行相乘，得到左摄像机的整体旋转矩阵R l ′和右摄像机的整体旋转矩阵R r ′，然后利用R l ′对共面的左图像进行旋转，同时利用R r ′对共面的右图像进行旋转，并将共面且行对准的左图像和右图像作为极线校正后的双目立体视觉图像；

(3)对极线校正后的双目立体视觉图像进行预处理：

对极线校正后的双目立体视觉图像进行灰度化处理，并对灰度化处理结果进行降噪，得到预处理后的双目立体视觉图像；

(4)获取预处理后的双目立体视觉图像的匹配点对集：

对预处理后的双目立体视觉图像的左图像和右图像分别进行特征点检测，得到左图像的特征点集和右图像的特征点集，并对左图像的特征点集与右图像的特征点集进行匹配，得到匹配点对集，记匹配点对的个数为M，M≥2；

(5)计算与匹配点对集对应的目标物体中所有待测点在世界坐标系下的三维坐标：(5a )设与匹配点对集对应的目标物体中第i 个待测点P i 的像素坐标

为

表示第i个待测点P i 在左图像中的像素坐标，

和分别表示第i个待测点P i 在左图像中的横坐标和纵坐标，

表示第i个待测点P i 在右图像中的像素坐标，

和

分别表示第i个待测点P i 在右图像中的横坐标和

纵坐标，且

(5b)计算第i个待测点P i 的视差值D(P i )，

计算公式为：其中，||表示取绝对值操作；

(5c)计算第i个待测点P i 在世界坐标系下的三维坐标(X i ,Y i ,Z i )，

计算公式为：

权　利　要　求　书1/2页2CN 110009690 A