[发明专利]一种激光测距与双目相机结合的标记点定位方法

说明书

本发明公开了一种激光测距与双目相机结合的标记点定位方法，在双目相机中间设置测距仪，由双目相机同一时刻采集同一标记点得到左右图像，通过双目立体视觉基本原理计算该标记点的粗略位置；根据粗略位置引导激光测距仪至正对标记点平台位置，然后采集标记点的准确深度信息，通过准确深度信息反推标记点视差，进而通过准确视差来解算准确水平位置与准确竖直位置。解决了现有技术中存在的双目立体视觉远距离定位精度低以及激光测距仪仅能提供一维深度信息的问题。

【技术领域】

本发明属于计算机视觉技术领域，具体涉及一种激光测距与双目相机结合的标记点定位方法。

【背景技术】

双目立体视觉是计算机视觉的一个重要分支，广泛应用于定位、测距、机器人导航等领域。传统双目立体视觉技术的定位误差随距离的增加呈指数形式增长，定位精度大幅下降。激光测距仪在较大的距离范围内能够提供比较高的定位精度，然而，激光测距仅仅能提供深度信息，无法完成标记点的三维定位。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种激光测距与双目相机结合的标记点定位方法，以解决现有技术中存在的双目立体视觉远距离定位精度低以及激光测距仪仅能提供一维深度信息的问题。

本发明采用以下技术方案：一种激光测距与双目相机结合的标记点定位方法，在双目相机中间设置测距仪，由双目相机同一时刻采集同一标记点得到左右图像，通过双目立体视觉基本原理计算该标记点的粗略位置；根据粗略位置引导激光测距仪至正对标记点平台位置，然后采集标记点的准确深度信息，通过准确深度信息反推标记点视差，进而通过准确视差来解算准确水平位置与准确竖直位置。

进一步的，按照以下步骤实施：

步骤1、调节双目相机的焦距至标记点清晰位置，并对双目相机进行标定，同时手动测量基线宽度B，在所述双目相机的基线中间设置激光测距仪；

步骤2、双目相机在同一时刻采集空间物体的同一标记点P(x_c,y_c,z_c)，则在双目相机上获取了点P的两个图像P_left和P_right，它们的图像像素坐标分别为p_left＝(X_left,Y_left)，p_right＝(X_right,Y_right),结合所述基线宽度B以及相机焦距f，又因为Y_left＝Y_right＝Y，则得到：

其中，x_c、y_c和z_c是通过双目相机获取的标记点的粗略三维坐标；

则视差为：Disparity＝X_left-X_right；

由此可计算出标记点P在相机坐标系下的三维坐标：

步骤3、根据步骤2中得到的x_c和y_c，调整激光测距仪的位置，使其正对标记点；

步骤4、启动激光测距仪，利用激光测距仪得到标记点所在平面的高精度深度信息z₀，设所述深度信息z_c的修正视差为则利用修正的视差信息重新计算x_c、y_c，得到：

其中，x₀、y₀和z₀为利用利用激光测距仪调整时差信息后获取的准确三维坐标。

进一步的，双目相机和激光测距仪均安装于高精度移动平台上。