[发明专利]一种基于实验的双目摄像机参数比例关系确定方法和系统

权利要求书

1.一种基于实验的双目摄像机参数比例关系确定方法，其特征在于，包括：

搭建一个基于双目摄像机的输电线三维信息小型模拟实验平台，所述小型模拟实验平台至少包括双目摄像机、模拟导线和模拟河道；

在所述小型模拟实验平台中通过双目视觉算法来获取所述模拟导线上特征点的三维信息，并对所述模拟导线进行三维重建；

根据所述模拟导线上特征点的三维信息，分析所述双目摄像机与所述模拟导线之间的距离和所述双目摄像机的内外参数对所述模拟导线上特征点的三维信息测量误差的影响，建立摄像机参数设定模型；

根据所述摄像机参数设定模型确定所述双目摄像机参数与所述模拟导线特征点的三维信息之间测量误差的比例关系，根据所述比例关系确定实际场景中双目摄像机相对于输电线的安装位置和参数设定的关系。

2.根据权利要求1所述的基于实验的双目摄像机参数比例关系确定方法，其特征在于，搭建一个基于双目摄像机的输电线三维信息小型模拟实验平台，具体包括：

利用所述模拟导线和所述模拟河道模拟实际场景中的跨航道输电线，设置模拟河道的宽度；

利用两个相同型号的相机构建光轴平行的双目立体视觉系统，两个相机安装在同一底座上，设置所述双目摄像机的安装高度、距离所述模拟导线的安装距离、焦距、基线距离以及分辨率参数，并控制所述双目摄像机的基线与沿所述模拟河道水平方向的夹角为θ°。

3.根据权利要求2所述的基于实验的双目摄像机参数比例关系确定方法，其特征在于，建立摄像机参数设定模型的具体过程如下：

根据所述小型模拟实验平台的初始设置确定所述双目摄像机与所述模拟导线之间的安装距离、所述双目摄像机的内外参数以及所述模拟导线上特征点的三维信息的初始值；

分别改变所述双目摄像机距离所述模拟导线之间的安装距离以及所述双目摄像机的基线与沿所述模拟河道水平方向的夹角，获取对应的所述模拟导线上特征点的三维信息测量误差的变化情况；

根据所述测量误差的变化情况分别建立基于所述安装距离的第一摄像机参数设定模型如下：

式中，ΔZ为小型试验平台中双目摄像机与模拟河道对岸杆塔之间的距离，B为基线距离，f为双目摄像机的焦距大小，d为相元尺寸的大小，Z为实际环境中双目摄像机距河道对岸杆塔的距离；

以及基于所述夹角的第二摄像机参数设定模型如下：

式中，θ为双目摄像机的基线与沿所述模拟河道水平方向的夹角，w为所述模拟河道的宽度，l为双目摄像机距离距离所述模拟导线的垂直距离。

4.根据权利要求3所述的基于实验的双目摄像机参数比例关系确定方法，其特征在于，根据所述比例关系确定实际场景中双目摄像机相对于输电线的安装位置和参数设定的关系，具体包括：

依据所述安装距离改变时所述测量误差的变化情况以及设定误差限确定所述安装距离的最大值，根据最大安装距离与所述模拟河道的宽度的比例关系以及实际场景中航道的宽度确定所述双目摄像机的实际安装距离以及所述内外参数；

基于所述第二摄像机参数设定模型，代入所述实际安装距离和所述实际场景中航道的宽度，得到所述双目摄像机相对于输电线的实际安装夹角。

5.根据权利要求1所述的基于实验的双目摄像机参数比例关系确定方法，其特征在于，在所述小型模拟实验平台中通过双目视觉算法来获取所述模拟导线上特征点的三维信息，并对所述模拟导线进行三维重建，具体包括：

通过采用matlab中的张正友标定算法获取棋盘标定板图像，进而获取所述双目摄像机的内外参数；

使用Bouguet立体校正算法校正所述双目摄像机的左右图像上所述模拟导线的特征点行对齐；

根据校正后的所述模拟导线的左右图像，采用SAD立体匹配算法进行特征点的匹配，获取相应的视差图，实现所述模拟导线的三维重建。