[发明专利]基于微光双目相机的测距系统和测距方法

权利要求书

1.基于微光双目相机的测距系统，其特征在于，包括：

微光双目相机，用于获取满足极线约束的微光双目图像IL1和IR1；

与微光双目相机相连的处理器或计算机；所述处理器或计算机上存储有微光双目匹配及测距程序，所述处理器或计算机执行所述程序时实现以下步骤：

步骤1：对图像IL1和IR1均依次进行直方图均衡化和高斯滤波，得到图像IL2和IR2；

步骤2：分别从图像IL2和图像IR2中提取每个像素点的Census描述子；

步骤3：基于所述Census描述子，获取视差空间图C；视差空间图C为三维，前两维对应图像的空间坐标x,y，第三维的每一层都是在某一视差d下，图像IL2像素点p(x,y)和图像IR2对应像素点q(x+d_i,y)的匹配代价C(p,d)；d∈[d_min，d_max]；

步骤4：对视差空间图C进行半全局匹配代价优化，得到视差空间图S(p，d)；

步骤5：基于视差空间图S(p，d)，利用WTA(Winner-Take-All)的方法获得视差图D_L；

步骤6：对图像IL2和IR2进行交叉验证以剔除错误匹配的点；

步骤7：对视差图D_L中视差值连续的区域内部空洞进行填充；

步骤8：以图像IL2作为引导图，对空洞填充后的视差图D_L进行引导滤波，完成视差图优化提精，得到最终视差图；

步骤9：基于所述最终视差图，利用投影公式计算待测目标的(X,Y,Z)坐标。

2.根据权利要求1所述的基于微光双目相机的测距系统，其特征在于：所述微光双目相机包括系统外形框架、两台相同的微光探测器、两组镜头、一块图像采集板卡；

系统外形框架用于容纳固定微光探测器和图像采集板卡；

两台微光探测器的视场平行，且具有设定长度的基线；两组镜头分别安装在两台微光探测器上，构成两台微光相机；

两台微光相机的信号输出接口与图像采集板卡的LVDS接口相连，外触发接口与图像采集板卡的触发电平线相连；

图像采集板卡上配置有板载FPGA芯片，用于向两台微光相机同步发送触发电平信号，并收集整合两台微光相机传回的图像数据，再通过协议接口发往所述计算机或处理器。

3.基于微光双目相机的测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：搭建微光双目相机，要求构成微光双目相机中的两台微光探测器参数相同，视场平行；

步骤2：标定微光相机的参数；

步骤3：拍摄两幅原始图像IL和IR，进行极线校正后获得图像IL1和IR1；根据微光相机的参数和具体应用场景，设置视差搜索范围[d_min，d_max]；

步骤4：对图像IL1和IR1均依次进行直方图均衡化和高斯滤波，得到图像IL2和IR2；

步骤5：分别从图像IL2和图像IR2中提取每个像素点的Census描述子；

步骤6：基于所述Census描述子，获取视差空间图C；视差空间图C为三维，前两维对应图像的空间坐标x,y，第三维的每一层都是在某一视差d下，图像IL2像素点p(x,y)和图像IR2对应像素点q(x+d_i,y)的匹配代价C(p,d)；d∈[d_min，d_max]；

步骤7：对视差空间图C进行半全局匹配代价优化，得到视差空间图S(p，d)；

步骤8：基于视差空间图S(p，d)，利用WTA(Winner-Take-All)的方法获得视差图D_L；

步骤9：对图像IL2和IR2进行交叉验证以剔除错误匹配的点；

步骤10：对视差图D_L中视差值连续的区域内部空洞进行填充；

步骤11：以图像IL2作为引导图，对空洞填充后的视差图D_L进行引导滤波，完成视差图优化提精，得到最终视差图；

步骤12：基于所述最终视差图，利用投影公式计算待测目标的(X,Y,Z)坐标。