[发明专利]一种水下双目相机视觉定位方法

说明书

本发明公开了一种水下双目相机视觉定位方法，包括：步骤1：水下测深补偿；步骤2：拍摄水下标定图像；步骤3：算法校正，得到校正公式；步骤4：读取水下图片并给出指定点距离图像中心的距离。本发明可以在没有精密标定设备的条件下来实现水下双目视觉系统的近似定位功能，可以节约采购精密标定设备的经费，可以近似达到通过精密标定设备标定之后的水下双目视觉系统的定位功能。

技术领域

本发明属于水下视觉定位领域，特别设计一种水下双目相机视觉定位方法。

背景技术

随着计算机视觉技术的快速发展，将视觉技术应用在水下智能捕捞的情况也越来越多。在水产品养殖池中，往往深度都在3米以内的，同时底面平坦，而水下双目相机定位则是水下自动化捕捞智能捕捞的前提。

目前，研究学者们提出了很多水下双目相机定位方法，为了保证标定的可靠性，一般都要求高精度水下标定板，再经过复杂的水下光路计算和测量校正最后得到标定结果，水下标定现在算法不是非常成熟，海水淡水的标定结果可能会有很大差异，温度，光照等等都会影响标定结果，标定算法也不具有普遍的适用性，而且购买高精度水下标定板和进行水下标定的成本也非常高。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种能够降低水下视觉定位的成本、简易的水下双目相机视觉定位方法。该方法通过对相机测深补偿和平面测距校正，将空气中的双目相机测深算法补偿为水下测深算法，并完成水下双目视觉定位算法。

为解决上述技术问题，本发明的一种水下双目相机视觉定位方法，包括以下步骤：

步骤1：水下测深补偿；

步骤2：拍摄水下标定图像；

步骤3：算法校正，得到校正公式；

步骤4：读取水下图片并给出指定点距离图像中心的距离。

本发明还包括：

1.步骤1：水下测深补偿，包括：

步骤1-1：将相机固定在水下某一深度，并测量相机此时到水底的垂直距离；

步骤1-2：打开相机测深程序，得到此时相机给出的深度信息；

步骤1-3：每隔相同距离，重复上述两步；

步骤1-4：绘制人工测量出的深度距离与相机给出的深度信息关系曲线；

步骤1-5：采用函数拟合上一步得到的曲线，得到相机深度补偿公式。

2.步骤2：拍摄水下标定图像，包括：

步骤2-1：在水底水平地面放置棋盘格图像或者带刻度钢尺；

步骤2-2：将相机固定在水下某一深度，并测量相机此时到水底的垂直距离；

步骤2-3：打开相机，拍摄n张水下棋盘格或钢尺照片，n≥5，记录当前深度信息；

步骤2-4：每隔相同距离重复步骤2-2和步骤2-3。

3.步骤3：算法校正，得到校正公式，包括：

步骤3-1：选择某一深度下拍摄的钢尺或棋盘格照片，选择钢尺上或者棋盘格上两个刻度端点，记录这两个端点的像素坐标和这两个清晰端点之间距离，并计算在当前深度下每一个像素点代表的距离；

步骤3-2：选择不同方位n对端点计算步骤3-1中的数据，n≥5，取平均数；

步骤3-3：选择不同深度的照片重复步骤3-1和3-2，绘制深度与单位像素点代表的距离之间的关系图，并用函数拟合，得到校正公式。

4.步骤4：读取水下图片并给出指定点距离图像中心的距离包括：