[发明专利]一种非平行光轴双目测距方法

说明书

本发明公开了一种非平行光轴双目测距方法，包括：S1、搭建双目系统模型，双目系统模型包括双目测距模块和IMU模块，双目测距模块包括左目相机和右目相机，IMU模块用于监测倾斜角度；S2、获取当前目标第一图像、目标第二图像和倾斜角度；S3、分别计算出目标图像中的目标位置；S4、获得初始测距结果，并判断当前倾斜角度是否低于预设角度阈值，若是，则根据初始测距结果驱动移动机器人向目标行进，否则，对初始测量结果进行矫正，以直立状态下目标到移动机器人的距离作为矫正测距结果，并根据矫正测距结果驱动移动机器人向目标行进。该方法可实时采集图像进行测距并监测机器人的倾斜状态进行测距结果矫正，大大提高测距精度。

技术领域

本发明属于机器视觉技术领域，具体涉及一种非平行光轴双目测距方法。

背景技术

双目测距原理根据左右相机采集的图像信息计算出对应的实际物体与相机的距离。根据左右相机的位置与姿态，结合相机成像原理推导出相应的测量目标物体到相机的距离。

但是传统的双目测距都是基于两台摄像机的像平面位于同一平面上、光轴互相平行以及焦距相同的理想条件下进行测距。而在实际情况下，采用平行光轴形成的视场角比较小，视野受限，且两台相机由于装配误差等原因难以保持在同一平面，导致光轴互不平行。此外，两轮机器人在行进时机身的晃动幅度会比较大，导致距离无法测量或测量结果出现跳变，误差较大，无法作为有效的测量结果。因此，使用传统的双目测距算法难以保证测距精度，且不利于扩大视野。本申请提出一种基于非平行光轴的双目测距方法。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提出一种非平行光轴双目测距方法，可实时采集图像计算目标到移动机器人的距离，并通过监测移动机器人的倾斜状态对超出倾斜范围的测量结果进行校正，解决了移动机器人行进时由于机身晃动导致测距不准的问题，能够显著提高测距精度。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提出的一种非平行光轴双目测距方法，应用于移动机器人，包括：

S1、在移动机器人上搭建双目系统模型，双目系统模型包括双目测距模块和IMU模块，双目测距模块包括左目相机和右目相机，IMU模块用于监测移动机器人相对地面的倾斜角度；

S2、获取当前左目相机采集的目标第一图像、右目相机采集的目标第二图像和IMU模块监测的倾斜角度；

S3、分别计算出目标第一图像和目标第二图像中的目标位置；

S4、获得目标到移动机器人的初始测距结果，并判断当前倾斜角度是否低于预设角度阈值，若是，则根据初始测距结果驱动移动机器人向目标行进，否则，对初始测量结果进行矫正，以直立状态下目标到移动机器人的距离作为矫正测距结果，并根据矫正测距结果驱动移动机器人向目标行进。

优选地，步骤S4中，初始测距结果计算如下：

1)计算FK，公式如下：

∠FKJ＝180°-∠JFK-∠FJD

2)计算MG，公式如下：

∠GML＝180°-∠GLE-∠LGM

3)计算初始测距结果CN，公式如下：

PD＝EQ＝FDsinθ

PQ＝PD+DE+EQ

KM＝PQ-FK-MG