[发明专利]基于双目图像处理的海洋结构物摇荡测量系统及方法

说明书

本发明提供一种基于双目图像处理的海洋结构物摇荡测量系统及方法，其中系统包括一双目相机、一海洋结构物摇荡测量系统PC端和一支撑平台；所述支撑平台固定在一船舶的舷侧且正对所述舷侧的外侧设置，所述双目相机固定在所述支撑平台上；所述双目相机与所述海洋结构物摇荡测量系统PC端通信连接。本发明的一种基于双目图像处理的海洋结构物摇荡测量系统及方法，用于在海洋实测的风浪条件下，通过双目相机还原波浪真实的深度信息，进而拟合得到平均水面，再以双目相机相对平均水面的位置得到海洋结构物的摇荡。

技术领域

本发明涉及海洋结构物态势感知领域，尤其涉及一种基于双目图像处理的海洋结构物摇荡测量系统及方法。

背景技术

近年来，随着电子信息、自动控制和人工智能等技术的飞速发展，无人船舶和航行器的研究正逐步走向成熟，并展现出了巨大的应用前景。具备智能航行能力的无人船艇和航行器，是未来智能航运网络的核心组成部分，也将在海洋工程中发挥重要作用。其中海洋结构物的运动感知对其安全作业和无人化控制具有重要作用。

海洋结构物的摇荡包括纵摇和横摇，当前的感知方式主要通过将惯性测量单元等传感器固定在浮体某一平面上，通过测量平面的倾斜对浮体的摇荡进行测量。然而，传统的测量方法存在较大的局限性：

a.由于船舶等结构物尺度较大，其在波浪中航行时会产生较大的形变，导致浮体各个平面的倾斜与浮体摇荡不一致，而惯性测量单元等传感器是通过测量某一点处的倾斜估算浮体摇荡，从而使浮体自身的形变对测量结果产生较大的影响。

b.应用领域存在较大的限制。惯性测量单元等传感器设备较为昂贵，且由于上述缺点，需要在浮体上布置多个，需要较大的通信开销。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于双目图像处理的海洋结构物摇荡测量系统及方法，用于在海洋实测的风浪条件下，通过双目相机还原波浪真实的深度信息，进而拟合得到平均水面，再以双目相机相对平均水面的位置得到海洋结构物的摇荡。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于双目图像处理的海洋结构物摇荡测量系统，包括一双目相机、一海洋结构物摇荡测量系统PC端和一支撑平台；所述支撑平台固定在一船舶的舷侧且正对所述舷侧的外侧设置，所述双目相机固定在所述支撑平台上；所述双目相机与所述海洋结构物摇荡测量系统PC端通信连接。

优选地，所述双目相机包括固定于所述支撑平台上的两相机单元组件；两所述相机单元组件位于同一高度。

本发明的一种双目图像处理的海洋结构物摇荡测量方法，包括步骤：

S1：所述双目相机将采集的波浪图像传送给所述海洋结构物摇荡测量系统PC端；

S2：所述海洋结构物摇荡测量系统PC端实时处理所述波浪图像；

所述S2步骤进一步包括步骤：

S21：对所述波浪图像进行双目标定；

S22：对当前波浪图像进行立体校正；

S23：对当前波浪图像进行立体匹配；

S24：计算当前波浪图像的深度信息；

S25：计算波浪图像特征点的世界坐标；

S26：对当前波浪图像特征点拟合得到平均水面；

S27：测量海洋结构物的摇荡。

优选地，所述海洋结构物摇荡测量系统PC端对所述双目相机采集的所述波浪图像通过基于双目视觉的平均波面和船舶态势测量算法还原为真实的深度信息，进而拟合得到平均水面，再以所述双目相机相对平均水面的位置得到海洋结构物的摇荡。

优选地，所述S23步骤中：