[发明专利]基于动态参考坐标系的水下双目立体视觉测量系统及方法

摘要

本发明提出了一种基于动态参考坐标系的水下双目立体视觉测量系统及方法。使用4个主动光标靶点建立动态参考坐标系，以消除振动带来的测量误差。使用基于光场模型的水下立体视觉重建方法计算标靶角点在扫描系统下的三维坐标，通过对标靶角点的坐标矩阵进行奇异值分解来建立编码点坐标系。用基于光场模型的水下激光条纹匹配和立体重建方法计算激光条纹在扫描系统坐标系下的空间三维点。通过计算每组图片激光条纹中心点在扫描系统下的三维坐标，并将其转换到第一组图片标靶点所在扫描系统坐标系下的方法消除振动带来的测量误差。水下标靶点采用耐高压封装，最深可承受深海4000米高压，因此该系统可用于深海4000米动态高精度测量场景。

主权项

1.基于动态参考坐标系的水下双目立体视觉测量系统包括双目立体视觉测量系统和动态参考坐标系，其特征在于：所述双目立体视觉测量系统包括两个高速相机封装仓(1、2)和一个激光扫描计算单元封装仓(3)；所述两个高速相机封装仓(1、2)对称安装于一个长方形铝型材框架(11)的两端，激光扫描计算单元封装仓(3)安装于长方形构架的中间；所述激光扫描计算单元封装仓中有一个金属摆镜(6)、一个激光器(5)和一个计算单元，金属摆镜(6)摆动时可使激光器(5)发射的激光在相机视场内扫描；该封装仓(3)除采用耐高压封装外，还在高速相机封装仓(1、2)和激光扫描计算单元封装仓(3)之间设有耐高压连接管(4)；由于水下没有可以满足USB3.0传输速率的水密接插件，因此采用内部连线方式可保证传输速率，并且减少了连接件的数量，提高了系统稳定性；激光扫描计算单元封装仓(3)的尾部有与外部连接的接插件(9)，可外接电源和进行通讯控制；所述动态参考坐标系包括4个主动光标靶和一个方形铝型材框架，方形铝型材框架(12)用于固定主动光标靶(13)和被测物体(14)，并配有为主动光标靶供电装置，该主动光标靶(13)具有易于识别、对应性好、精度高且体积小的特点，用于建立动态参考坐标系以消除振动带来的测量误差；主动光标靶(13)采用耐高压封装，可用于深海4000米的高压环境。