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专利号: 2017102438828
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于机器单目视觉的目标深度测量方法,包括:步骤1)、搭建系统

(1.1)搭建具有单目视觉的机器人,假设其所具有的单目摄像头高度为h1,待测目标位于该机器人的正前方位置,其高度为h2,待测目标距离相机位置的水平距离即深度记为m;

(1.2)在测量目标深度信息时,机器人总是通过行走,使得目标位于机器人的正前方;

步骤2)、对焦:在步骤1)的基础上使用机器人上的单目摄像头把焦点对在物体的顶部,并使得焦点中心处于图像的正中央;

步骤3)、拍摄:机器人在步骤2)的基础上进行拍摄视频或照片,并读得拍摄时图像参数,包括焦距f、图像的分辨率(M′*N′);

步骤4)、图像分割:在所得的拍摄图像中把目标分割出来,得到目标的数字化长度,包括:(4.1)输入拍摄图像;

(4.2)将图像缩放为归一化尺寸的图像(M*N);

(4.3)高斯滤波去除图像噪声;

(4.4)采用逐点扫描的方法判断图像上的每个点是否是目标上的点,如果某像素点为分割目标上的点,像素点保持不变,否则不为分割目标的上的点,则将该点置为黑色来突出分割目标;

(4.5)将经(4.4)处理过的图像转化为灰度图像;

(4.6)将(4.5)处理后的图像进行设置合适的阈值分割;

(4.7)将阈值分割后的图像查找轮廓;

(4.8)计算轮廓的垂直边界最小矩形;

(4.9)对矩形轮廓进行面积和高度的筛选;

(4.10)画出分割目标的外接矩形,进而得到目标分割长度|C1D1|;

步骤5)、视场角的换算:由拍摄时图像的焦距和相机的参数推算出等效焦距f′,其中其中等效焦距用f′表示,镜头实际焦距用f表示,135胶片的对角线长度用r0表示,镜头图像传感器CCD实际对角线长度用r表示。在知晓了等效焦距的情况下,拍摄时相机视场角可以通过下式求得:式(1)中的f′以mm为单位,arctan(·)为反正切函数。

步骤6)、计算:读出经4)处理后图像的宽、高(M*N),由以上参数计算出目标深度m;

α为通过式(1)计算的视场角,M、N为图像缩放后的尺寸,h1、h2均为已知量,|C1D1|可以通过精确图像分割得到,该式表明可根据数字化的图像求得目标深度。