[发明专利]波浪三维高度场的图像重构方法及图像重构试验系统

权利要求书

1.一种波浪三维高度场的图像重构方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，水面预处理，使用二氧化钛将目标试验区域的水面染成白色；

步骤二，对目标试验区域进行投影，随机生成迷彩图形，并利用投影仪将所述迷彩图形投影至所述目标试验区域的水面；

步骤三，制造波浪，使用两个重构相机从所述目标试验区域的上方采集所述目标试验区域的重构用图像，同时使用两个验证相机从所述目标试验区域的侧方采集所述目标试验区域的验证用图像；

步骤四，采用归一化互相关算法对所述重构用图像进行问询匹配，并计算匹配点的空间点坐标，得到在原始坐标系下的初步重构图像；

步骤五，坐标变换，将原始坐标系变换到目标坐标系，得到目标坐标系中的最终重构图像；

步骤六，重构结果验证，基于所述验证用图像得到目标坐标系中的最终验证图像，将所述最终重构图像与所述最终验证图像进行比较，确认图像重构的精度。

2.根据权利要求1所述的图像重构方法，其特征在于，在进行试验之前，对所述重构相机进行标定以获得相机内外参数和镜头畸变系数，对所述验证相机进行标定以得到所述验证用图像的比例尺。

3.根据权利要求2所述的图像重构方法，其特征在于，在所述步骤四之前，对所述重构用图像基于所述镜头畸变系数进行去除畸变操作，且基于所述相机内外参数进行极线校正操作。

4.根据权利要求1所述的图像重构方法，其特征在于，在所述步骤四之前，对所述重构用图像进行预处理以降低局部的亮度。

5.根据权利要求1所述的图像重构方法，其特征在于，在所述步骤四中，在进行所述问询匹配之前，对所述重构用图像中的明显特征点进行预匹配以获得预估计问询范围，所述问询匹配基于所述预估计问询范围进行。

6.根据权利要求1所述的图像重构方法，其特征在于，在所述问询匹配中，进行网格迭代多次问询匹配。

7.根据权利要求1所述的图像重构方法，其特征在于，在任意连续两帧的重构用图像的问询匹配中，后一帧重构用图像的首次问询匹配在以前一帧重构用图像的匹配位置为中心的预定范围内进行。

8.根据权利要求7所述的图像重构方法，其特征在于，所述预定范围为列向10个像素内、行向1个像素内。

9.根据权利要求1所述的图像重构方法，其特征在于，通过重构静水平面和重构特征标识物获得原始坐标系向目标坐标系变换的变换方式，且使得所述重构相机与所述验证相机两个测量系统能够共享目标坐标系。

10.用于实现权利要求1至9中任一项所述的图像重构方法的图像重构试验系统，其特征在于，所述图像重构试验系统包括：

水池；

造波机构，用于在所述水池内产生波浪；

投影仪，用于将所述迷彩图形投影至所述水池的水面；

重构相机，设置于所述水池上方，用于获取所述重构用图像；

验证相机，设置于所述水池的侧面，用于获取所述验证用图像；

控制机构，包括数据处理单元，所述数据处理单元用于对所述重构用图像进行图像处理而得到所述最终重构图像，且用于对所述验证用图像进行图像处理而得到所述最终验证图像。