[发明专利]基于主动立体全景视觉的河道宽度测量装置

权利要求书

1.一种基于主动立体全景视觉的河道宽度测量装置，其特征在于：所述基于主动立体全景视觉的河道宽度测量装置包括GPS传感器、声纳传感器、具有固定单一视点的全方位视觉传感器、具有固定单一发射中心点的全景彩色体结构光发生器以及用于对河道宽度进行三维立体摄像测量、河道地图数据获取、与河道深度数据融合的微处理器，所述全方位视觉传感器的视点与所述全景彩色体结构光发生器的发射中心点配置在同一根轴心线上；所述的全方位视觉传感器、全景彩色体结构光发生器、GPS传感器和声纳传感器均固定在同一立杆延长线上；

所述全方位视觉传感器包括双曲面镜面、上盖、透明半圆形外罩、下固定座、摄像单元固定座、摄像单元、连接单元和上罩；所述的双曲面镜面固定在所述的上盖上，所述的连接单元将所述的下固定座和透明半圆形外罩连接成一体，所述的透明半圆形外罩与所述的上盖以及所述的上罩固定在一起，所述的摄像单元固定在所述的摄像单元固定座上，所述的摄像单元固定座固定在所述的下固定座上，所述的摄像单元的输出与所述微处理器连接；所述的摄像单元是宽动态CMOS成像器件；

所述的全景彩色体结构光发生器包括圆形面体基板和3组具有不同发光中心波长的激光二极管，所述的激光二极管固定在所述的圆形面体基板上，所述的圆形面体基板为内部圆型中空、上下圆柱形中空的圆形面体，所述的圆形面体基板的外圆形面上从零纬度开始以相隔相同角度均匀等分排列着与激光二极管的外直径相等的小孔，在同一纬度线上同时配置了三颗具有相同发光中心波长的激光二极管；所述的3组具有不同发光中心波长的激光二极管依次从在所述的圆形面体基板上的零纬度值到最大俯角按顺序插入到小孔内，每个激光二极管的发射光方向与所插入相应小孔的法线方向重合；

所述的全景彩色体结构光发生器和所述的全方位视觉传感器连接，全景彩色体结构光发生器上的圆形面体基板平面正对着测量船的航行方向，所述的全景彩色体结构光发生器的发射中心Op和所述的全方位视觉传感器的视点Ov在同一轴心线上，当供电电源给全景彩色体结构光发生器供电时，所述的全景彩色体结构光发生器从测量船的两侧发出扇形面全景彩色体结构光，所有光的发光中心点在全景彩色体结构光发生器的圆形面体的中心点上；

所述微处理器包括：

LD光源控制单元，用于控制全景彩色体结构光发生器发出全彩色全景结构光，在LD光源控制单元使全景彩色体结构光发生器的供电电源处于ON状态时，在全方位视觉传感器的成像单元中直接获得空间某物点的深度和方位角度信息；实际LD光源的供电电源开关控制采用如附图11所示的激光二极管控制电子回路来实现，当用软件接通电子开关K1～K8中的任何一个开关，激光二极管就会发光；反之将电子开关断开，激光二极管就不发光；

视频图像加工模块，用于在获取的全景视频图像上添加测量船的位置信息和该位置上的水深信息，以便后续人机交互、修正河道自动视频测量中的错检与漏检；河道宽度计算模块，用于计算河道边缘上的点到基于主动立体全景视觉的河道宽度测量装置的中心点的距离及入射角，分别计算河道两侧边缘点与全方位视觉传感器的实焦点Om的距离RL1、RR1，河道两侧边缘点与测量船立杆中心点的距离BL、BR；其输出与河道截面图自动生成模块连接；

河道截面图自动生成模块，用于根据得到的河道两侧边缘点与全方位视觉传感器的实焦点Om的距离RL1、RR1，河道两侧边缘点与测量船立杆中心点的距离BL、BR以及河道深度信息生成河道截面图，河道深度信息从声纳传感器获得。

2.如权利要求1所述的基于主动立体全景视觉的河道宽度测量装置，其特征在于：所述的激光二极管的投射角设计为0°～16°范围内，所述的3组具有不同发光中心波长的激光二极管依次从在所述的圆形面体基板上的零纬度值到最大俯角16°按顺序插入到相应的小孔内。