[发明专利]一种基于三目视觉的智能目标检测和测量系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于三目视觉的智能目标检测和测量系统及方法，一种基于三目视觉的智能目标检测和测量系统，包括三个摄像头、三个滑道和处理模块，三个滑道一端连接，两两之间呈120度分布，三个摄像头分别设置于滑道上沿滑道移动，处理模块与摄像头相连，用于进行目标检测和目标测量；一种基于三目视觉的智能目标检测和测量方法，首先进行目标检测，确定图像中的目标位置；然后由三个双目视觉子系统各自完成目标测量；最后，融合三个双目视觉子系统测量结果得到最终目标检测和目标测量结果。本发明能够检测来自不同角度的深度信息，根据目标改变基线，改变摄像头的位置得到完整目标，在多种目标检测和测量中有着很好的普遍性和很高的准确性。

技术领域

本发明属于数字图像处理领域，具体涉及一种基于三目视觉的智能目标检测和测量系统和方法。

背景技术

图像系统在航空遥感中扮演着信息采集的角色，在大地测量、军队、能源、工业、农业、媒体等众多领域有着广泛应用。特别是在复杂的环境中，图像系统能够从不同的俯瞰视角准确完成非接触式信息采集工作。随着图像处理技术的发展，图像系统开始逐渐从信息获取工具转变为信息处理系统。

图像系统在多个领域中被用来处理测量问题。将摄像头搭载在无人机上能够完成大地测绘，用于测量大面积土地的风干侵蚀范围等，通过图像处理技术检测和分析大地情况使得大地质量能够以数字化的方式被实现。

随着多目视觉技术的发展，测量的准确性也逐渐提高。三目摄像头可以被用来实现目标同步追踪测量，定位和测量未标定的目标；双目视觉可以用于探测电力线中的外部障碍，使电力巡检系统能够实现准确的测量。多目视觉技术能够提高测量系统的准确性，多角度照片信息的融合为测量系统提供了一种非接触式多维信息的感知方法。

如今大多数现存的多目视觉技术聚焦于立体匹配和视差计算，忽略了多目视觉系统中的模型结构和目标检测算法。对于检测系统而言，多目模型和相关的算法较少，固定的多目视觉模型很大程度上限制了测量系统准确性和普遍性的提高。

发明内容

本发明的目的在于提高测量系统的准确性，提出一种基于三目视觉的智能目标检测和测量系统和方法，实现了不受目标类型和位置限制的目标检测，解决了固定的多目视觉模型导致的无法准确检测和测量目标的技术问题。

本发明采用如下技术方案，一种基于三目视觉的智能目标检测和测量系统，包括三个摄像头、三个滑道和处理模块；其中，所述三个滑道一端连接，两两之间呈120度分布，所述三个摄像头分别设置于滑道上，沿滑道移动；所述处理模块与摄像头相连，用于进行目标检测和目标测量。

一种基于三目视觉的智能目标检测和测量方法，包括以下步骤：

目标检测阶段：

1)检测显著边缘：利用Canny算法检测灰度图的边缘信息，采用高斯差分DoG算法计算边缘信息的显著性，得到显著边缘；

2)匹配特征点；

3)基于种子生长法进行目标检测：以显著边缘作为边界条件，匹配特征点作为种子点基于种子生长法进行目标检测；

4)进行边缘匹配，得到中心点点群：对种子生长法检测得到的图像进行边缘检测，根据边缘的角度分割每一个边缘，边缘角度小于100度的像素点即为一个边缘的最终点，得到局部边缘；局部边缘中边缘角度小于160度的像素点为中间点；执行边缘匹配，根据边缘的位置和像素点数量匹配两个中间点之间的子边缘部分，如果子边缘部分不能匹配，则对应的中间点为多余的中间点，删除多余的中间点，得到中心点点群；连接所有完成匹配的子边缘，将所有子边缘匹配的结果作为当前整个边缘的匹配结果；

目标测量阶段：

5)标定摄像头：完成每个摄像头在三目视觉系统的标定，将畸变的图像矫正；

6)利用步进马达移动摄像头，计算基线和视差；