[发明专利]一种提高测量范围的双目视觉测距方法

权利要求书

1.一种提高测量范围的双目视觉测距方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1采用具有固定基线长度的平行光轴结构的双目相机分别拍摄一组短焦图像及一组长焦图像；所述一组短焦图像包括两张，分别是左目相机及右目相机拍摄，所述一组长焦图像包括两张，分别是左目相机及右目相机拍摄；

S2寻找相互匹配的短焦图像对应点组a和长焦图像对应点组b，并且匹配好一组同时属于短焦图像和长焦图像的对应点组c；

S3若短焦图像视角较大，需进行畸变校正后进入S4，否则直接进入S4；

S4利用短焦图像的对应点组a和长焦图像对应点组b分别对短焦图像和长焦图像计算单应矩阵进行极线校正，得到仅存在水平视差的两张图像；

S5对于极线校正后的短焦图像，利用深度和视差的公式求解深度，判断是否在视差可信范围，若在可信范围内则保留所求深度，否则继续查看该短焦图像的对应点是否都在对应点组c里，若是，则利用长焦图像的对应点组b的视差求解深度，否则不保留该深度信息。

2.根据权利要求1所述的一种提高测量范围的双目视觉测距方法，其特征在于，所述S4中还包括针对短焦图像，将畸变校正和极线校正的两个离散坐标表格合并一个。

3.根据权利要求2所述的一种提高测量范围的双目视觉测距方法，其特征在于，所述将畸变校正和极线校正的两个离散坐标表格合并成一个，具体采用线性插值的方法，具体为：

针对X坐标：X1为畸变校正表格，X2为极线校正表格，X3为合成表，floor代表不大于该浮点数的最大整数，i代表第i行，j代表第j列，则转换公式为X₃(i,j)=X₂(i,floor(X₁(i,j)))+(X₂(i,1+floor(X₁(i,j)))-X₂(i,floor(X₁(i,j))))*(X₁(i,j)-floor(X₁(i,j)))

针对Y坐标：Y1为畸变校正表格，Y2为极线校正表格，Y3为合成表Y₃(i,j)=Y₂(floor(Y₁(i,j)),j)+(Y₂(1+floor(Y₁(i,j)),j)-Y₂(floor(Y₁(i,j)),j))*(Y₁(i,j)-floor(Y₁(i,j)))。

4.根据权利要求1所述的一种提高测量范围的双目视觉测距方法，其特征在于，所述极线校正具体为：

S4.1分别求解短焦图像和长焦图像的基本矩阵，基本矩阵的特征向量为极点；

S4.2分别将短焦图像和长焦图像的极点旋转到x轴并且移到无穷远使得两图像的极线与x轴平行，再对其中短焦图像中任一幅图像和长焦图像中任一幅图像进行y方向的线性缩放，得到用于短焦图像和长焦图像极线校正的单应矩阵；

S4.3求解极线校正后的图像离散浮点坐标表格X2和Y2，X2和Y2为极线校正的X坐标表格和Y坐标表格。

5.根据权利要求1所述的一种提高测量范围的双目视觉测距方法，其特征在于，还包括预先获取视差和深度关系，并根据该关系，确定不同焦距下的视差可信范围。

6.根据权利要求5所述的一种提高测量范围的双目视觉测距方法，其特征在于，所述根据视差和深度的关系，确定不同焦距下的视差可信范围，具体为：利用某个已知深度的物体在不同距离下建立视差和深度的对应关系，再使用曲线拟合得到稠密的对应关系，最后根据视差相差1个像素对应深度相差的实际距离选定视差可信范围。

7.根据权利要求1所述的一种提高测量范围的双目视觉测距方法，其特征在于，S3中所述畸变校正具体为：

S3.1拍摄棋盘格图像；

S3.2将棋盘格图像中心平移移到原点，利用桶形失真校正公式

x₁=x(1+k₁x²+k₂y²)

y₁=y(1+k₁x²+k₂y²)；调整参数k₁和k₂，遍历所有离散整数坐标得到畸变校正的离散浮点坐标表格X1和Y1，其中x和y是原始棋盘格图像的浮点坐标，x1和y1是畸变校正后棋盘格图像的离散整数坐标，X1和Y1为畸变校正的X坐标表格和Y坐标表格。