[发明专利]面向运动估计的跨帧超高速相机设计方法及运动估计方法

权利要求书

1.面向运动估计的跨帧超高速相机设计方法，其特征在于，包括：

对双目摄像机进行相机标定；

设定两个摄像头拍摄的物体图像进行图像配准，拟合两个摄像头之间的物理状态；

设定两个摄像头之间的曝光时间差，模拟高速相机的拍摄效果。

2.根据权利要求1所述的面向运动估计的跨帧超高速相机设计方法，其特征在于，所述对双目摄像机进行相机标定包括：

控制所述双目摄像机拍摄标定板，得到多张标定图片；

对所述标定图片进行标定计算，确定所述双目摄像机的标定参数，其中，所述标定参数包括：内参数和畸变参数。

3.根据权利要求2所述的面向运动估计的跨帧超高速相机设计方法，其特征在于，所述对双目摄像机进行相机标定，之后还包括：

设定所述双目摄像机通过所述标定参数对所述物体图像进行畸变校正；

其中，对所述物体图像进行畸变校正包括：

根据所述内参数对应的内参矩阵对所述物体图像的图像坐标系进行归一化处理；

通过所述畸变参数校正经归一化处理的图像坐标系；

对校正后的图像坐标系进行归一化逆变换，完成对所述物体图像的畸变校正。

4.根据权利要求1所述的面向运动估计的跨帧超高速相机设计方法，其特征在于，所述对双目摄像机进行相机标定，之后还包括：

设定两个摄像头对所述物体图像进行阴影校正；

其中，对所述物体图像进行阴影校正包括：

分析两张所述物体图像上同一位置的亮度，基于光照一致性对两张所述物体图像的亮度进行光照标定。

5.根据权利要求1所述的面向运动估计的跨帧超高速相机设计方法，其特征在于，所述设定两个摄像头拍摄的物体图像进行图像配准包括：

从所述物体图像上选取四对对角点；

根据选取的四对对角点计算两个摄像头中左摄像头相对右摄像头的透视变换矩阵；

根据所述透视变换矩阵与所述右摄像头坐标系的乘积，确定两张所述物体图像之间的位移。

6.一种基于如权利要求1-5任一项所述的面向运动估计的跨帧超高速相机设计方法的双目摄像机，其特征在于，包括：双摄像头，所述双摄像头预先进行了相机标定，且预先设定了对所述双摄像头拍摄的物体图像进行阴影校正和图像配准。

7.一种基于如权利要求1-5任一项所述的面向运动估计的跨帧超高速相机设计方法的运动估计方法，其特征在于，包括：

根据运动估计算法对经图像配准后的两张物体图像进行处理，得到待测物体的速度场。

8.根据权利要求7所述的运动估计方法，其特征在于，所述根据运动估计算法对经图像配准后的两张物体图像进行处理，得到待测物体的速度场，之前还包括：

对经畸变校正、阴影校正和图像配准后的两张物体图像进行双边滤波；

对滤波后的所述物体图像进行锐化处理，得到预处理图像。

9.根据权利要求8所述的运动估计方法，其特征在于，所述根据运动估计算法对经图像配准后的两张物体图像进行处理，得到待测物体的速度场，包括：

分别求取两张所述预处理图像在像素的长度方向和宽度方向相对时间的差分，得到待测物体的速度场；

对所述速度场进行中值滤波处理后滤除其中的噪点，估计所述待测物体的运动状态。

10.一种运动估计系统，其特征在于，包括：

双目摄像机控制模块，用于对双目摄像机进行相机标定，设定两个摄像头拍摄的物体图像进行图像配准，以及用于设定两个摄像头之间的曝光时间差；

运动估计计算模块，用于根据运动估计算法对经畸变校正、阴影校正和图像配准后的两张物体图像进行处理，得到待测物体的速度场。