[发明专利]一种基于多摄像头识别基坑深度的方法

权利要求书

1.一种基于多摄像头识别基坑深度的方法，其特征在于包括以下步骤：

S201：采集并获取得到配对的双摄像头数据，包括摄像头的位置参数，摄像头的视频及双摄像头标定矫正；

S202：对获取的视频数据进行预处理，包括提取关键帧和帧图像预处理；

S203：利用训练好的深度语义Faster RCNN分割网络，分割并得到基坑部分；

所述Faster RCNN分割网络分割并得到基坑部分具体步骤包括：

步骤a、在已有数据集的基础上，训练一个基于深度学习的基坑侧墙检测器；

步骤b、将双目摄像头帧图像放入训练好的基坑侧墙检测器中，得到基坑侧墙的范围；

步骤c、通过加权平均，取基坑范围的中间值作为要测量的帧图像中的基坑高度；

S204：利用边缘检测算法图像处理技术，获取基坑的上下边沿，并对需要测量部分的位置进行修正，得出像平面中需要测量的两个点；

所述边缘检测算法图像处理技术具体步骤包括：

a、将步骤S203中，侧墙检测器得到的基坑侧墙区域部分图像转换到HSV颜色空间，利用基坑侧墙的颜色属性，提取出基坑的大致范围；

b、利用轮廓提取方法计算得到基坑侧墙的进一步区域，并获取侧墙的上下边界，利用上下边界的大致距离加权，进一步修正需要测量的基坑高度部分；

S205：利用双目摄像头成像原理，预测需要测量部位的深度，并估算出基坑的深度，基坑深度的计算公式为：其中(x₁，y₁，z₁)为上端点在三维空间中的坐标，(x₂，y₂，z₂)为下端点在三维空间中的坐标，h表示基坑深度的高度；

S206：综合S204和S205中的摄像头基坑深度信息和测量的位置信息，可视化的反馈测量的部位以及预估的高度。

2.根据权利要求1所述的一种基于多摄像头识别基坑深度的方法，其特征在于，所述双摄像头属于统一型号，具有相同的参数信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于多摄像头识别基坑深度的方法，其特征在于，所述双摄像头标定矫正中标定即测量得到摄像头相机的内外参数，矫正是指对双摄像头采集图像的位置进行矫正，使矫正后的两张图像处于同一平面且相互平行，同时得出相机间的基准距离为b。

4.根据权利要求1所述的一种基于多摄像头识别基坑深度的方法，其特征在于，所述提取关键帧为每间隔10分钟双摄像头各取一帧图像；所述帧图像预处理包括图片大小处理和归一化。

5.根据权利要求1所述的一种基于多摄像头识别基坑深度的方法，其特征在于，所述步骤S205中双目摄像头成像原理如下：

设P＝(x，y，z)，其在双摄像头图像平面的投影点分别为(x_r，y_r)，(x_l，y_l)；由相似三角形的原理可得：

解得：

其中，b：双摄像头之间的基准距离；

f：两个相同摄像头的焦距；

d＝x_l-x_r：双摄像头之间的视差；

x，y，z：P点在三维空间中的坐标。