[发明专利]一种车载单目图像中静止目标三维信息获取方法

说明书

一种车载单目图像中静止目标三维信息获取方法，在车辆上安装摄像头用于对车头前方的静止目标拍摄成像，其中安装好的摄像头的成像面与车辆的行驶面垂直。车辆在行驶过程中摄像头按照设定的时间间隔Tim对静止目标进行拍摄成像。对摄像头拍摄到的连续三帧图像分别提取特征点，对各帧图像提取到的特征点作相似度匹配运算，获取所有的匹配队列。选择其中一个匹配队列N1获取其对应的相机平移矩阵，根据相机平移矩阵计算静止目标在连续三帧图像中分别对应的三维空间坐标。本发明无需增加额外的硬件设备，也不需要多个摄像头，仅通过单目摄像机获取的连续三帧图像就能够获取静止目标的空间三维坐标信息，实现对静止目标的检测。

技术领域

本发明涉及目标检测技术领域，尤其涉及一种车载环境中基于单目图像的静止目标三维信息获取方法。

背景技术

在无人驾驶、辅助驾驶等智能交通应用领域，使用摄像头采集视频图像数据，并进行路面情况感知和检测是一项重要的技术手段。现有的车载平台受成本制约等因素影响，通常只安装单个摄像头。因此基于单目图像计算三维信息，对后续的目标检测具有重要意义。

现有的基于单目视觉计算获取三维信息的方法有很多，下面是申请人检索到的部分专利公开文献：

公开号为CN1360197A，公开日为2002年07月24日的发明专利申请公开了一种浮体空间运动的单目测量方法，采用一套成像设备获取浮体上3个标志点的一幅独立图像，利用计算机视觉理论并结合浮体上标志点间的距离信息，计算出浮体的空间位置，实现单目测量；通过获得连续的图像序列，实现对浮体空间运动的非接触、无扰动、大范围的测量。

公开号为CN103292695A，公开日为2013年09月11日的发明专利申请公开了一种单目立体视觉测量方法，其视觉图像采集由摄像机通过三坐标测量机运动实现，把被测量工件放置在三坐标测量机的工作台上的测量位置，三坐标测量机X方向运动到位置A，摄像机拍摄一张照片，然后三坐标测量机X方向运动到位置B，摄像机再拍摄一张照片，两张照片经过摄像机数据线传送到装有识别软件的计算机进行图像处理后得到特征点，利用基于平动的特征点匹配算法完成两个图像的特征点匹配，三坐标测量机分别计算出各个特征点的空间坐标，再结合各特征点在机器坐标系和零件CAD坐标系中的对应坐标，求解出被测量工件的位姿参数。该方法利用三坐标测量机实现单摄像机立体视觉测量，快速准确地得到零件特征点的三维坐标。

公开号为103415807A，公开日为2013年11月27日的专利申请公开了一种能够拍摄良好的3D图像的单目立体图像拍摄装置。3D图像拍摄装置将图像经过透镜系统，再通过视差分离系统分离成两个图像，再进行图像的三维信息恢复。

公开号为CN108253939A，公开日为2018年07年06日的发明专利申请公开了一种可变视轴单目立体视觉测量方法，首先移除旋转双棱镜系统，标定单目视觉测量系统，得到并记录相机1的内参数；将旋转双棱镜系统安装在单目视觉测量系统前方，对单目视觉测量系统和旋转双棱镜系统整体进行标定，获得相机与旋转双棱镜系统的相对位置关系，标定结束后，根据被测目标的理论几何特征划分成像视轴，对每个视轴指向角分别用迭代法在上位机中计算出旋转双棱镜对应的棱镜转角；旋转双棱镜系统控制成像视轴依次转到对应的视轴指向角，相机依次采集相应的图像，实现被测目标几何特征的依次成像；将两次相邻视轴指向角所成两幅图像进行图像处理和特征匹配，以实现共同区域的三维特征重建；将所有三维特征重建的共同区域进行整合，即可得到被测目标的实际几何特征。

公开号为101308012A，公开日为2008年11月19日的发明专利申请公开了一种双目白光三维测量系统参数的标定方法，需要通过左右两个摄像头拍摄的两张图像，同时再借助两个相机之间的位置关系，再进行三维信息的恢复。