[发明专利]基于液态仿生视觉的两级单目深度测量方法、系统和介质

权利要求书

1.一种基于液态仿生视觉的两级单目深度测量方法，其特征在于，所述方法包括：

获取单目光学系统的等效焦距；所述单目光学系统沿光轴设置固态透镜与液态仿生透镜；

采用多项式拟合方式确定所述液态仿生透镜的焦距与控制电压的调节函数；

获取所述固态透镜主平面与所述单目光学系统的等效焦点之间的第一距离、所述固态透镜主平面与所述单目光学系统的等效主平面之间的第二距离以及等效像距；

将所述等效焦距、所述等效像距以及所述调节函数输入预先构建的高斯等效公式，得到所述控制电压和物距的非线性映射模型；其中，所述高斯等效公式表示等效物距和等效像距与等效焦距之间的关系；

采用预先设置的自动对焦算法，通过调节所述控制电压，对目标测量区域进行自动对焦，并且输出对焦后的物距及其深度信息；

所述获取单目光学系统的等效焦距之前，还包括：

对两级视觉装置的相对位姿参数进行标定；所述两级视觉装置包括：广角测量系统和长焦测量系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述液态仿生透镜的变焦距、所述固态透镜的定焦距及两块透镜之间的距离，确定所述等效焦距的值，公式表示为：

式中为等效焦距，为液态仿生透镜的变焦距，为固态透镜的定焦距，为两块透镜之间的距离。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用多项式拟合方式确定所述液态仿生透镜的焦距与控制电压的调节函数，步骤包括：

通过焦距测量仪对液态仿生透镜在不同电压下的焦距实验进行测量，获得所述液态仿生透镜的焦距初始数据；

对所述液态仿生透镜的焦距初始数据进行多项式插值拟合，得到所述液态仿生透镜的焦距与控制电压的调节函数，公式表示为：

式中，为光焦度，用液态仿生透镜变焦距的倒数值表示，U为电压，通过已知数据集可以得到拟合函数和已知数据点之间的误差，进而得到误差函数，根据误差最小化原则可以确定调节函数中权系数，其中，为已知数据集的样本值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述液态仿生透镜的光焦度值为负时，所述液态仿生透镜起发散作用，点光源入射光线与折射光线组成的三角形符合相似三角形关系式：

式中，表示点光源平行入射高度，表示点光源经液态仿生透镜折射后到达固态透镜的高度，表示固态透镜主平面与单目光学系统的等效焦点之间的第一距离；

根据所述相似三角形关系式，分别获取固态透镜主平面与单目光学系统的等效焦点之间的第一距离、固态透镜主平面与单目光学系统的等效主平面之间的第二距离及等效像距，公式表示为：

式中，表示固态透镜主平面与单目光学系统的相机传感器之间的第三距离；

当所述液态仿生透镜的光焦度为正时，液态仿生透镜起汇聚作用，点光源入射光线与折射光线组成的三角形符合相似三角形关系式：

根据所述相似三角形关系式，分别获取固态透镜主平面与单目光学系统的等效焦点之间的第一距离、固态透镜主平面与单目光学系统的等效主平面之间的第二距离及等效像距，公式表示为：

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5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高斯等效公式表示为：

式中，u_c表示当目标处于正焦状态时的等效物距；

将所述等效焦距、所述等效像距以及所述调节函数输入预先构建的高斯等效公式，得到所述控制电压和物距的非线性映射模型，公式表示为：

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