[发明专利]一种基于视觉识别的简易水下测距方法

说明书

本发明涉及一种基于视觉识别的简易水下测距方法，水下测距方法通过水下测距装置并配合图像摄取、图像判断、图像分析、距离计算的步骤实现距离的测量，所述水下测距装置包括用于测量基准信息的图像标识卡、用于摄取图像标识卡数字画面的水下摄像头以及用于处理水下摄像头摄取的数字画面的图像处理器，图像标识卡上具有信息隐藏图案。本发明的优点在于：本发明的水下测距方法通过水下测距装置的配合，只需要水下摄像头与图像标识卡的组合，就可以测量目标与摄像头之间的距离、目标运动方向、与目标之间的水文信息，该装置结构简洁，测量精度较高，适用于短距离(70m)之内的目标监控。

技术领域

本发明涉及水下测距领域，特别涉及一种基于视觉识别的简易水下测距方法。

背景技术

我国是一个海洋大国，具有极其丰富的海洋资源。现代计算机与空间技术为海洋的测绘工作提供极大地技术支持，并为高精度、高效率地水下测距提供了实现的可能。现代水下测距技术为测量技术开拓了一个新的维度，甚至带动一个国家的新兴产业。通常水下测距使用超声波测距、激光测距、电磁波测距等传统水下测距装置，但是超声波水下测距精度较低、激光水下测距易受水流扰动、电磁波水下测距装置体积较大。视觉识别技术作为新型的非接触式测距技术，在水下测量这个特殊的使用场合具有十分重要的意义。基于数字图像处理的测量系统作为一种新型、高效率、高精度、信息量丰富，对被测物影响最小的非接触式测量技术，体现出极大的优越性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测距精度高的基于视觉识别的简易水下测距方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于视觉识别的简易水下测距方法，其创新点在于：水下测距方法通过水下测距装置配合图像摄取、图像判断、图像分析、距离计算的步骤实现距离的测量，所述水下测距装置包括用于测量基准信息的图像标识卡、用于摄取图像标识卡数字画面的水下摄像头以及用于处理水下摄像头摄取的数字画面的图像处理器，图像标识卡上具有信息隐藏图案，图像标示卡位于待测物体上，水下摄像头位于图像标识卡的对面，在测距时，由水下摄像头摄取图像标识卡上的信息隐藏图案，并将摄取的数字画面信息反馈给图像处理器，再由图像处理器对数字画面信息进行分析并计算出水下摄像头与图像标识卡之间的距离。

进一步的，所述信息隐藏图案由93个1cm×1cm的正方形小黑块组成除第1列之外，呈10*9矩形阵列排布方式组合而成的不规则阵列，矩阵阵列第1-10行，第2至10列中每个小黑块之间的间距为1cm。但是第一列只有3个小黑块，其中，第一个小黑块的位置为(1,1)，即第1行、第1列，第二个小黑块的位置为(5,1)，即第5行、第1列，第三个小黑块的位置为(10,1)，即第10行、第1列，该第一列特殊的排列形式为图像标识卡提供起始位；

所述水下测距方法步骤具体为：

a)图像摄取：将水下摄像头置于图像标识卡前方并调整水下摄像头焦距后，得到图像标识卡的清晰的图像，并将图像反馈给图像处理器，并找到信息隐藏图案的特征列，即信息隐藏图案的第一列起始列；

b)图像判断：图像处理器在接收到水下摄像头传输过来的图像后，判断图像标识卡是否有所形变，如果发生形变，则先进行形变分析；如果没有发生形变，则连接起始列中的三个正方形小黑块，判断其是否在一条直线；

c)图像分析：如果起始列中的三个正方形小黑块在一条直线上，测量起始列中第一个小黑块与第二个小黑块的距离、第二个小黑块与第三个小黑块的距离；

如果起始列中的三个正方形小黑块不在一条直线上，则依次测量第二列中每两个小黑块之间的距离，即依次测量第二列中第一个小黑块与第二个小黑块之间的距离、第二个小黑块与第三个小黑块之间的距离、第三个小黑块与第四个小黑块之间的距离·······第九个小黑块与第十个小黑块之间的距离。

d)距离计算：对于起始列三个小黑块都在一条直线上的情况，其距离比值为