[发明专利]基于双目视觉的待测物体三维振动轨迹的测量方法

说明书

本发明公开了基于双目视觉的待测物体三维振动轨迹的测量方法，包括如下步骤：使用两个摄像机拍摄待测物体，获得视频流数据；两个摄像机的视频流数据均选择同一时间的一帧数据作为第一帧，并得到待测物体在第一帧中的像素坐标；通过像素相似度计算待测物体在第二帧与第一帧之间的偏移向量，并得到待测物体在第二帧中的匹配像素坐标，并结合两个摄像机的像素坐标和世界坐标之间的关系，计算待测物体在第二帧中的世界坐标；使用待测物体在第二帧中的匹配像素坐标和第二帧与第三帧的像素相似度计算第三帧的估计像素坐标和待测物体在第三帧时相应的世界坐标；按此重复，直至得到待测物体在测量时间段内的三维振动轨迹。本发明方法简单、测量精度高。

技术领域

本发明涉及视频监控领域，具体涉及一种基于双目视觉的待测物体三维振动轨迹的测量方法。

背景技术

仪器设备如旋转设备在运行过程中容易产生较大的噪音，对静音性要求较高的场景，为了使旋转设备降低噪声，需要对旋转设备的运行情况进行监测，获取旋转设备的振动信息，从而采取主动降噪的方法减少旋转设备运行时的噪音。传统的监测旋转设备运行常常采用应变片式测量方法，这种方法主要是在二维甚至是一维上使用，三维上是实现不了的。而旋转设备的三维振动信息可以提供大量的运行资料，供工人对旋转设备进行降噪。目前，获取仪器设备的三维振动信息是一个难题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于双目视觉的待测物体三维振动轨迹的测量方法，该方法可以获取待测物体的三维振动轨迹，简单实用，测量精度高。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：基于双目视觉的待测物体三维振动轨迹的测量方法，其包括两个方位不同的摄像机，两摄像机的透镜镜面位于同一平面上，且中轴线平行；其包括如下步骤：

使用两个摄像机拍摄待测物体，并获得两个摄像机的视频流数据；

两个摄像机的视频流数据均选择同一时间的一帧数据作为第一帧，并得到待测物体在第一帧中的像素坐标；

通过像素相似度计算待测物体在第二帧与第一帧之间的偏移向量，并得到待测物体在第二帧中的估计像素坐标，若估计像素坐标达到精度要求，则确定该估计像素坐标为待测物体在第二帧中的匹配像素坐标，并结合两个摄像机的像素坐标和世界坐标之间的关系，计算待测物体在第二帧中的世界坐标；

使用待测物体在第二帧中的匹配像素坐标和第二帧与第三帧的像素相似度计算待测物体在第三帧中的估计像素坐标和待测物体在第三帧时相应的世界坐标；

按此重复，直至得到待测物体在测量时间段内的三维振动轨迹。

进一步地，计算待测物体在第二帧中的估计像素坐标的方法包括如下步骤：

A1：选定两摄像机图像的宽高分别为W和H；待测物体最大宽高分别为w和h，待测物体在第一帧I₀中的像素坐标为(i₀,j₀)，像素分布为A₀：

A2：在第二帧I中搜索待测物体，选定搜索框的宽度和高度分别为w和h，设定搜索框的像素坐标为(i,j)，像素分布为A：

A3：计算偏移向量：

其中，ω(i,j)为像素相似度，且