[发明专利]一种水下立体观测系统标定装置及标定方法

说明书

本发明公开了一种水下立体观测系统标定装置，包括设置在玻璃水箱上的标定板移动装置，通过标定板移动装置固定在玻璃水箱内部的标定板、以及设置在玻璃水箱外部的双目视觉设备；所述标定板移动装置包括定位轨道，定位轨道通过挂接件固定在玻璃水箱的顶部，定位轨道包括相对设置的一组轨道短轴和一组轨道长轴，在轨道短轴上开设有若干第一卡槽，移动杆的两端通过第一卡槽设置在定位轨道的轨道短轴上，在移动杆上开设有若干组第二卡槽，移动机构的顶端通过第二卡槽与移动杆可拆卸连接，标定板与移动机构固定连接；标定板通过移动机构和移动杆改变在玻璃水箱中的位置，双目视觉设备获取标定板在当前位置的采样图像。

技术领域

本发明涉及水产养殖领域，具体地说，特别涉及到一种水下立体观测系统标定装置及标定方法。

背景技术

在水产养殖中，往往需要对玻璃水箱中目标物体进行标定。然而，目前使用视觉测量方法对目标体进行三维重构时，视觉系统与被测目标往往都处在同一介质环境下(如空气)，而玻璃水箱内标定时为了不对流体产生扰动，一般将视觉系统放置在玻璃玻璃水箱的外面，隔着玻璃观测水中目标物体的运动，因此被测目标与视觉系统之间除了空气这一介质外，还存在着玻璃介质与水介质。在这三种不同折射率介质的作用下，目标物原有的成像光路发生了改变，利用不同角度像点位置通过直线光路交汇的方式重构目标点的空间坐标会产生较大的误差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种水下立体观测系统标定装置及标定方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种水下立体观测系统标定装置，包括设置在玻璃水箱上的标定板移动装置，通过标定板移动装置固定在玻璃水箱内部的标定板、以及设置在玻璃水箱外部的双目视觉设备；

所述标定板移动装置包括定位轨道，定位轨道通过挂接件固定在玻璃水箱的顶部，定位轨道包括相对设置的一组轨道短轴和一组轨道长轴，在轨道短轴上开设有若干第一卡槽，移动杆的两端通过第一卡槽设置在定位轨道的轨道短轴上，在移动杆上开设有若干组第二卡槽，移动机构的顶端通过第二卡槽与移动杆可拆卸连接，标定板与移动机构固定连接；

所述标定板通过移动机构和移动杆改变在玻璃水箱中的位置，双目视觉设备获取标定板在当前位置的采样图像。

进一步的，双目视觉设备的采样过程如下：

1)安装双目视觉设备、标定板移动装置和标定板，调整双目视觉设备的位置，使玻璃水箱能够完整成像；

2)将移动杆放置到短轴起始位置，将移动机构放置到长轴起始位置卡槽，将此时标定板的位置作为采样起点，并设定标定板左下角靶点为世界坐标系原点，拍摄第1帧图像；

3)将移动机构沿移动杆的第二卡槽顺序平移两次，分别拍摄第2～3帧图像；

4)保持移动机构的位置不动，沿轨道短轴平移移动杆至下一第一卡槽，拍摄第4帧图像；

5)将移动机构沿移动杆的第二卡槽反向平移两次，拍摄第5～6帧图像；

6)保持移动机构的位置不动，沿轨道短轴平移移动杆至下一第一卡槽，重复步骤2)-5)，直到最后一个第一卡槽位置，完成全视域采样。

进一步的，所述双目视觉设备的标定方法为：

1)通过机器视觉软件获取标定板的位置信息，获得标定板位置后，利用算子对区域中的圆进行分割，找到圆的个数、周长、坐标位置和标定板描述文件中一致的靶标点；

2)运算得到靶标点的像素坐标；设定世界坐标系X轴与鱼缸长轴平行、Y轴垂直于鱼缸底部、Z轴与鱼缸短轴平行、原点为标定板起始位置的右下靶标点，联立标定板移动距离和靶标点空间分布得到靶标点的世界坐标系坐标；