[发明专利]一种基于双目相机的船体破损识别方法

说明书

本发明实施例提供了一种基于双目相机的船体破损识别方法，其特征在于，包括步骤：步骤1：对双目相机进行标定；步骤2：使用双目相机拍摄船体破损图像，并对图像进行预处理；步骤3：根据图像中对应点的位置计算破损边缘三维坐标；步骤4：根据步骤3计算的破损边缘三维坐标，将破损情况在三维模型中现出来。

技术领域

本发明属于舰船维修保障技术领域，涉及一种基于双目相机的船体破损识别方法。

背景技术

舰船在航行过程中可能遇到碰撞、波浪抨击、爆炸等各种事故，导致船体结构损坏，产生裂缝、破洞等受损形式，严重影响航行安全。破损产生后，需要迅速定位损坏位置，评估损伤程度，制定维修和任务执行计划。以往在发生船体受损事故时，往往需要人工查看受损状态，既危险又难以保证准确性。与此同时，在无人船蓬勃发展的背景下，也需要有更加自动化、智能化的方法来确定破损情况。本发明提供一种基于双目相机的船体破损识别方法，通过加装监测摄像头的方式，自动实现船体破损情况的识别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双目相机的船体破损识别方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1：对双目相机进行标定；

步骤2：使用双目相机拍摄船体破损图像，并对图像进行预处理；

步骤3：根据图像中对应点的位置计算破损边缘三维坐标；

步骤4：根据步骤3计算的破损边缘三维坐标，将破损情况在三维模型中现出来。

优选地，所述步骤1中，包括畸形矫正、坐标系标定。

优选地，所述步骤2中，具体包括图像滤波及边缘检测增强。

优选地，所述步骤3包括特征点提取，特征点过滤及匹配。

优选地，所述步骤1中，所述相机标定中，相机由于摄像头本身存在一定的凸度，拍出的图片会存在畸变，导致原画面变形，求取畸变矩阵来进行校正；同时，由相机坐标系求取世界坐标系坐标时需要得到内参矩阵K及旋转、平移矩阵，通过校正计算得知；其中，

畸形矫正包括：采用标定板的方法进行图片畸变矩阵、相机内参矩阵的计算；通过实际测量获取标定板的角点及其像素坐标系坐标，之后将得到的像素坐标与标定板角点利用OpenCV开源库计算获取内参矩阵、畸变矩阵、旋转向量和平移向量；

借助上述得出的矩阵和向量去除图像的畸变，同时获得双目相机之间的旋转矩阵及投影矩阵；借助旋转矩阵、平移矩阵及投影矩阵便可进行图像的最终校正，获取校正后的图像，使得图像与实际情况最大程度的接近；

坐标系标定包括：首先自定义一个复现坐标系，通过选定的三个点在自定义坐标系和相机坐标系中的位置坐标，计算两个坐标系之间的转换矩阵，包括旋转矩阵与平移矩阵，从而实现不同坐标系中点坐标的转换。

优选地，所述步骤2中，所述图像滤波与边缘检测增强包括：

为达到既去除噪声又最大程度的保留边缘信息的要求，采用双边滤波；

对于光线昏暗的场景，采用边缘检测算法提取边缘信息，增强边缘，扩大算法的使用范围；选取CANNY算子为边缘提取算法；

所述特征点提取包括：采用ORB算法提取。

优选地，所述步骤3中，所述特征点过滤包括：通过特征点密度过滤的方法去除掉特征点稀疏的位置，将特征点密度小的区域的特征点去除，将关注点集中于特征点集中的目标区域处。

优选地，所述步骤3中，所述特征点匹配包括：通过同时在两个角度拍摄的图片的差异实现三维信息的获取，基于ORB算法，通过两幅图像中特征点的匹配，找到匹配到的点对在相机坐标系中的坐标。