[发明专利]一种多深度相机联合获取高精度深度图的方法

说明书

本发明公开了一种多深度相机联合获取高精度深度图的方法，该方法通过使用高精度深度相机对若干低精度深度相机进行同时采集，利用两种相机重合部分对使用双边滤波器及高斯滤波器对低精度深度相机进行在线补偿，同时实时标定双边滤波器和高斯滤波器的参数，从而能够获取更高精度的深度图像。本发明的方法能够获得多幅高质量深度图像，降低了获取高精度深度图像的整体成本，其实现方法简便，手段灵活，深度图像质量显著提升，且与硬件具体型号及应用场景无关。

技术领域

本发明为深度相机补偿和标定技术领域，具体地涉及一种多深度相机联合获取高精度深度图的方法。

背景技术

深度相机又称之为3D相机，可以通过该相机检测出拍摄空间的景深距离。能准确知道图像中每个点离摄像头距离，这样加上该点在2D图像中的(x,y)坐标，就能获取图像中每个点的三维空间坐标。通过三维坐标就能还原真实场景，实现场景建模等应用，目前已应用于许多场景，如机器人，自动驾驶等。

主流的深度相机方案有三种：结构光(代表为微软Kinect1，英特尔RealSense)、双目视觉(代表为Leap Motion，MYNT AI)和TOF(光飞行时间法，代表为微软Kinect2)。结构光(散斑)的优点主要有：方案成熟，资源消耗较低，使用主动光源，在一定范围内精度高，分辨率高；TOF的优点主要有：检测距离远，受环境光干扰比较小；双目相机的主要优点有：硬件要求低，室内外都适用。从整体性能来看，结构光和TOF原理的深度相机精度较高且稳定性较好，但是成本相对双目来说要高许多。目前各种深度成像方式逐渐趋于成熟，并且成像精度及稳定性与硬件成本成正相关。而当前市场对深度相机需求较大，对成本相对敏感，一个急需解决的问题就是如何提高低成本深度相机的精度。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多深度相机联合获取高精度深度图的方法。

为实现此目的，本发明采用如下技术方案：一种多深度相机联合获取高精度深度图的方法，包括以下步骤：

步骤一：在移动平台边缘的中间位置,固定一台高精度深度相机,所述高精度深度相机的视场角平视前方且无遮挡；

步骤二：在所述高精度深度相机周围安装低精度深度相机，所述低精度深度相机的数量为1～10，且所述低精度深度相机的视场角内无遮挡；

步骤三：随后对所述高精度深度相机和每个低精度深度相机进行外参标定，标定出每个低精度深度相机和高精度深度相机的重合区域深度图图像；

步骤四：在室内场景中移动移动平台，采集所述高精度深度相机与每个低精度深度相机的深度图数据，将所述高精度深度相机的深度图数据作为真实数据，将每个低精度深度相机的深度图数据使用高斯滤波和双边滤波进行动态补偿和动态标定；最后，每个低精度深度相机输出更高精度的深度图图像。

进一步地，所述低精度深度相机分别位于高精度深度相机的竖直及水平方向，每个低精度深度相机与高精度深度相机的成像焦点均位于同一竖直面，且每个低精度深度相机与高精度深度相机的成像焦点距离为15～20cm。

进一步地，步骤四通过以下子步骤来实现：

(4.1)在室内场景下缓慢移动移动平台，并实时采集高精度深度相机和每个低精度深度相机的深度图数据，所述深度图数据包括高精度深度相机某一帧深度图图像、每个低精度深度相机的某一帧深度图图像、包含高精度深度相机某一帧深度图图像的重合区域深度图图像，包含某个低精度深度相机的某一帧深度图图像的重合区域深度图图像；

(4.2)针对包含某个低精度深度相机的某一帧深度图图像的重合区域深度图图像先后使用高斯滤波和双边滤波，选取10～20组不同值的参数，根据不同参数搭配，生成滤波后的图片，每组参数包括高斯滤波参数和双边滤波参数；