[发明专利]一种基于双目视觉和对称性的偏移量检测方法

说明书

本发明公开了一种基于双目视觉和对称性的偏移量检测方法，包括：采集机动目标需要对正的矩形舱门的两个垂直边的图像；求取像素距离d1和像素距离d2，根据d1/d2的比值判断两车叉是全部位于单个货舱内部还是横跨左/右舱门边缘；提取偏移像素p1和偏移像素p2；利用相机安装的对称性和舱门的对称性，根据p1和p2的差值，计算机动目标相对舱门中心的水平偏移像素p；通过标定每个像素代表的实际尺寸s与偏移像素p相乘，可以得到机动目标相对舱门的实际偏移位移x。本发明采用双目视觉，兼顾了精度和实时性要求，分两阶段标定像素尺寸提高了整个运动过程中偏移量检测的精度，可用于无人艇自动导引回收，智能叉车自动导引装卸货物。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及基于图像的相对位姿测量技术，具体涉及一种基于双目视觉和对称性的偏移量检测方法。

背景技术

在仓储物流或者回收视觉导引过程中有时候需要测量估算机动目标(带双目相机)相对舱门的实际偏移位移，便于后续的姿态调整，实现自动化作业。利用相机安装的对称性以及舱门的对称性，来计算机动目标相对舱门中心的偏移量，这种计算方式具有无接触，灵活，可远程实现等等优点，但图像测量在偏移量测量中由于边缘纹理准确获取难度大，亮度场、色彩场、条纹方向场连续变化等难题的存在使得基于图像的偏移量计算变得十分困难。

例如刘炳宪等人发表的文献“基于线阵相机拍摄的图像拼接方法和装置”中将待拼接的图像按照宽度X方向和长度Y方向分成多个矩形区域，通过分割重合部分计算偏移量，该方法由于受制于分割重合部分的影响较大导致偏移量的计算困难，并且由于图像拼接数据量较大导致实时性较差。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于双目视觉和对称性的偏移量检测方法，根据计算拍摄的矩形舱门图像中心点到舱门左右垂直边缘中心偏移像素之差，与标定的每个像素代表的实际尺寸相乘可以得到机动目标相对舱门的实际水平偏移位移，采用双目视觉，兼顾了精度和实时性要求，分两阶段标定像素尺寸提高了整个运动过程中偏移量检测的精度，可用于无人艇自动导引回收，智能叉车自动导引装卸货物。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种基于双目视觉和对称性的偏移量检测方法，包括如下步骤：

S1：利用安装于机动载体上的双目视觉相机采集机动目标需要对正的矩形舱门的两个垂直边的图像；

S2：由左边相机所获取的图像分别求取图像中心到其相距最近的左边垂直舱门边缘的像素距离d1和图像中心到其相距最近的右边垂直舱门边缘的像素距离d2，根据d1/d2的比值判断两车叉是全部位于单个货舱内部还是横跨左/右舱门边缘，当机动目标在某个单独的货舱矩形平面内但可能发生左偏或者右偏时，进入步骤S3；

S3：提取左相机中图像中心O₁左边的垂直舱门边缘距离图像中心的偏移像素p1，同时提取右相机中右边的垂直舱门边缘距离图像中心O₂的偏移像素p2；

利用相机安装的对称性和舱门的对称性，根据p1和p2的差值，计算机动目标相对舱门中心的水平偏移像素p，若p＝0则未发生偏移，否则发生左偏或右偏；

S4：通过标定每个像素代表的实际尺寸s与偏移像素p相乘，可以得到机动目标相对舱门的实际偏移位移x。

进一步地，所述机动载体上安装有图形处理器，所述双目视觉相机通过相机数据采集线连接图形处理器，所述图形处理器用于根据双目视觉相机的采集数据完成步骤S2-步骤S4；图形处理器(工控机)负责软件处理系统的运行；双目视觉相机负责采集矩形舱门的垂直边缘图像；软件处理系统负责根据采集的垂直边原图像计算机动目标相对舱门的水平偏移像素，并进一步根据标定的每个像素代表的实际尺寸与偏移像素相乘得到实际水平偏移位移。

进一步地，所述步骤S1中矩形舱门所在平面垂直于水平面，并且双目相机所在平面也垂直于水平面。