[发明专利]一种UUV纵横摇时的双目视觉图像补偿方法

权利要求书

1.一种UUV纵横摇时的双目视觉图像补偿方法，其特征在于：包括以下几个步骤，

步骤一：建立UUV的船体坐标系o-xyz，以UUV重心为原点，船艏方向为x轴，右舷方向为y轴，竖直方向为z轴，测量出左摄像机在UUV上的安装位置(x_l,y_l,z_l)，右摄像机在UUV上的安装位置(x_r,y_r,z_r)，

建立位于摄像机光学中心前端焦距f处的成像坐标系o_o-uv，原点o_o为图像第一行第一列的像素中心，u轴平行于图像的行扫描线，v轴平行于图像的列扫描线，

建立摄像机坐标系o_c-x_cy_cz_c，o_c为摄像机光心，z_c轴为摄像机的主光轴，x_c轴和y_c轴分别与成像坐标系的u轴和v轴平行；

步骤二：实时采集左、右摄像机信息获得水下作业目标的原始图像；

步骤三：实时采集UUV罗经信息获得UUV纵横摇产生的横倾角和纵倾角；

步骤四：补偿水下作业目标在双目摄像机中的视觉图像因UUV横摇产生的偏差；

UUV横摇产生大小为的横倾角，产生左、右摄像机的光心坐标位置在船体坐标系下的竖直方向偏移Δh和水平方向偏移Δx，

左摄像机的竖直方向偏移Δh_l和水平方向偏移Δx_l为：

水下作业目标在左摄像机中补偿因横摇产生偏差后的图像坐标为：

左、右摄像机的光心坐标位置偏移量对称，左、右摄像机的主光轴偏转角相同，水下作业目标在右摄像机中补偿因横摇产生偏差后的图像坐标：

(T_u0,T_v0)为修正补偿前的图像坐标，(T_u,T_v)为修正补偿后的图像坐标，S_x为水平方向上单位像素的几何长度，f为摄像机焦距，式中的角标l、r分别表示左、右两个摄像机；

步骤五：补偿水下作业目标在双目摄像机中的视觉图像因UUV纵摇产生的偏差，

UUV纵摇时产生纵倾角θ，产生左、右摄像机的光心坐标位置在船体坐标系下的竖直方向偏移Δh₁和水平方向偏移Δd，左、右摄像机的竖直方向偏移Δh₁和水平方向偏移Δd均相同，

左摄像机的竖直方向偏移Δh₁和水平方向偏移Δd分别为：

Δh1=sin·xl-(1-cosθ)·zlΔd=(1-cosθ)·xl+sin·zl]]>

水下作业目标在左摄像机中补偿因纵摇产生偏差后的图像坐标为：

Tul'Tvl'1=fl+Δhfl000fl+Δhfl·cos(αl+θ)cosθfl+Δhfl·cos(αl+θ)cosθ00SylΔd·Tu0'Tv0'ΔdSyl]]>

水下作业目标在右摄像机中补偿因纵摇产生偏差后的图像坐标为：

Tur'Tvr'1=fr+Δhfr000fr+Δhfr·cos(αr+θ)cosθfr+Δhfr·cos(αl+θ)cosθ00SylΔd·Tu0'Tv0'ΔdSyr]]>

(T_u′₀,T_v′₀)为修正补偿前的图像坐标，(T_u′,T_v′)为修正补偿后的图像坐标，α为初始安装时摄像机竖直方向上的俯仰角，S为竖直方向上单位像素的几何长度，式中的角标l、r分别表示左、右两个摄像机；

步骤六：对水下作业目标原始图像进行放射变换，实现UUV纵横摇时水下作业目标在左、右摄像机中视觉图像的补偿。