[发明专利]一种单目结构光的深度计算方法及系统

说明书

本申请适用于图像处理领域，提供了一种单目结构光的深度计算方法，包括：对第一结构光相机进行极线校正，获取转换矩阵并构建第二结构光相机；利用第一结构光相机获取第一参考图像，并根据转换矩阵将第一参考图像映射至第二结构光相机对应的第一坐标系中，得到第二参考图像；将第二参考图像变换为第二坐标系中的归一化投影图像；通过第二结构光相机获取归一化投影图像对应的第三参考图像；利用第二结构光相机获取目标区域的目标图像，并与第三参考图像进行视差计算以获取深度信息。上述方案，将原本系统外参为非理想状态的结构光系统变换成一个系统外参为理想状态的结构光系统，实现了高精度的深度测量。

技术领域

本申请属于图像处理领域，尤其涉及一种单目结构光的深度计算方法及系统。

背景技术

单目结构光由一个投影模块和一个相机构成，为了实现准确的深度测量，通常需要严格约束投影模块和相机的相对姿态，使相机光轴与二者构成的基线相互垂直。但是，实际装配中不可避免地会存在误差，若直接按照理想姿态下的深度计算方法计算深度，无法得到高精度的深度信息，导致结构光系统测量精度的降低。

发明内容

本申请实施例提供了一种单目结构光的深度计算方法及系统，可以解决现有的深度计算方法无法得到高精度的深度信息，导致结构光系统测量精度的降低的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种单目结构光的深度计算方法，包括：

对第一结构光相机进行极线校正，获取转换矩阵并构建第二结构光相机；

利用第一结构光相机获取第一参考图像，并根据转换矩阵将第一参考图像映射至第二结构光相机对应的第一坐标系中，得到第二参考图像；

将第二参考图像变换为第二坐标系中的归一化投影图像；其中，第二坐标系为投影模块对应的坐标系；

通过第二结构光相机获取归一化投影图像对应的第三参考图像；

利用第二结构光相机获取目标区域的目标图像，并与第三参考图像进行视差计算以获取深度信息。

进一步地，对第一结构光相机进行极线校正，获取转换矩阵并构建第二结构光相机，包括：

根据第一结构光相机的相机参数对第一结构光相机进行极线校正，得到第二结构光相机，并获取第一结构光相机和所述第二结构光相机之间的转换矩阵。

进一步地，根据所述转换矩阵将第一参考图像映射至第二结构光相机对应的第一坐标系中，得到第二参考图像，包括：

获取第一参考图像在第一参考平面上的目标投影图像；

获取目标投影图像在所述第一结构光相机对应的第三坐标系中的坐标信息；

根据坐标信息和转换矩阵，将目标投影图像映射至第二结构光相机对应的第一坐标系中，得到第二参考图像。

进一步地，将第二参考图像变换为第二坐标系中的归一化投影图像，包括：

利用第二结构光相机的基线向量，将第二参考图像变换至第一投影模块的坐标系下，并获取第二参考图像在第一投影模块对应的第二坐标系下的坐标；

将第二参考图像在第一投影模块的坐标系下的坐标沿坐标轴进行归一化，获取归一化后的投影图像。

进一步地，通过第二结构光相机获取归一化投影图像对应的第三参考图像，包括：

通过坐标缩放将归一化投影图像投影至第二参考平面，得到缩放投影图像；

获取第二结构光相机的内参，并且根据内参将所述缩放投影图像映射至第二结构光相机的成像平面上，得到第三参考图像。

进一步地，利用第二结构光相机获取目标区域的目标图像，并与第三参考图像进行视差计算以获取深度信息，包括：