[发明专利]一种双目深度相机的特征点匹配方法

说明书

本发明涉及一种双目深度相机的特征点匹配方法，该方法包括：带有特定斑纹补光的双目相机，通过特定斑纹补光在目标物体上建立基本特征点；从双目相机的两个摄像头上获取的两幅图像中，对左摄像头成像的左图中任意一个指定特征点，在右摄像头成像的右图中，只要找到一个特征点就可以快速检索和定位到指定特征的位置，从而完成左图和右图的特征点匹配。本发明通过特定斑纹对特征点进行快速定位，减少特征点的搜索范围，减少错误的特征匹配；还通过块匹配获得更精细和更密集的匹配点，并且在特征匹配过程中减少了搜索范围，减少了搜索计算时间。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，特别涉及一种双目深度相机的特征点匹配方法。

背景技术

深度相机是三维重建的基础，双目深度相机因为其获取的信息量大，稳定性好、结构简单而受到业界的追捧。但双目相机的特征点匹配精度与匹配速度一直是困扰双目深度相机测量精度与响应时间的主要因素。

传统的双目相机在匹配时，对于纹理不明显的目标、重复纹理的目标、非漫反射目标等不容易找到特征点，或在左右两张图中找到的特征点的实际误差很大，导致深度计算偏差以及特征点稀疏；后来有一部分双目相机设备开始采用散斑光斑补光或者规则光斑补光方式，部分改善了特征点匹配效果，但在特征点搜索以及特征点无匹配方面依然存在较大问题；再后来有一些双目设备采用了双补光光源，利用两个补光光源的图案叠加减少特征点误匹配，这种模式降低了特征点误匹配的概率，但因为增加了一个补光光源导致设备成本上升，适用性并不太好。

如何在不增加成本的基础上，准确、快速地找到特征匹配点，以提升深度相机的精度、有效特征点的密集度、以及输出响应速度，成为本领域需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术双目相机在进行匹配时存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种双目深度相机的特征点匹配方法，该方法包括以下步骤：

由双目相机将特定斑纹补光照射到目标物体上形成基本特征点；

从双目相机的两个摄像头上获取的两幅图像中，对左摄像头成像的左图中任意一个指定特征点，在右摄像头成像的右图中，只要找到一个特征点就可以快速检索和定位到指定特征的位置，从而完成左图和右图的特征点匹配。

优选地，本发明还包括以下步骤：

在任意两个相邻的基本特征点之间，通过两幅图之间的块匹配，可找到更精细和更密集的能匹配的特征点，该匹配可以将特征点定位到像素级；

在已经匹配好的两个块之间或者两个像素之间，通过插值方式将能匹配的特征点定位到亚像素级。

优选地，特定斑纹光源的波长和光强度的组合处于双目相机可以捕捉到的范围内；特定斑纹图案轮廓为长方形，图案分为两类，即A类和B类，其长方形的长边分别与双目相机的基线垂直和平行，两类图案各自根据图案轮廓内部的亮块形状分为多种图案，并各自进行编码；

由A类和B类图案组成斑纹矩阵，斑纹矩阵按行分别由A类和B类交替组成，其中A类图案所在行的图案按照编码顺序排列；B类图案所在行由相同的B类图案组成，不同的B类图案所在行的B类图案不一样，并且隔A类图案所在行顺序排列，每一个A类图案的编码和它周围的一个B类图案的编码形成了这两个图案在整个斑纹矩阵中的坐标。

优选地，A类斑纹由4行*3列一共12个方块组成，其中所有A类斑纹的左上方块和右下方块均为亮点，作为A类斑纹的标记；根据剩余10个方块的不同亮或暗顺序编码为A0，A2，……，A1023；B类斑纹由3行*4列一共12个方块组成，其中所有B类斑纹的左上方块和右下方块均为亮点，作为B类斑纹的标记；根据剩余10个方块的不同亮或暗顺序编码为B0，B2，……，B1023。