一种基于双目的远距离火焰定位方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及火焰检测技术领域，特别是涉及一种基于双目的远距离火焰定位方法、该定位方法应用于的远距离火焰定位装置。本发明专利技术采用高分辨率的双目相机，并增大两个相机的基线，使在观测远距离火焰时保证左右视图的目标仍然具有一定的视差，减小坐标误差。本发明专利技术先采用对高分辨率图片进行粗定位确定大致范围，再对高分辨率图片进行截取，在降低计算数据量的情况进行细定位，从而减少计算开销、并保证计算精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双目的远距离火焰定位方法、装置


[0001]本专利技术涉及火焰检测
，特别是涉及一种基于双目的远距离火焰定位方法、使用了该定位方法的远距离火焰定位装置。

技术介绍

[0002]现阶段的大部分基于双目的火焰定位研究是小于十米的近距场景，在实际应用中具有局限性——应用到远距离(大于100米)时会出现较大误差。这是因为，深度估计的距离与视差成反比，所以在定位远距离目标时，由于目标物体在左右两幅图片的视差就会很小，映射到三维空间计算世界坐标时，图像匹配产生的一个较小误差就会被放大变成一个很大的世界坐标误差。
[0003]若要减小误差，就需要增大目标物体的视差，而要增大视差就需要扩大基线长度、提高图像分辨率、增大相机焦距。但大视差又会使得立体匹配的搜索空间过大，使立体匹配的计算开销显著增加，甚至超过立体匹配模型视差搜索范围上限(目前主流模型的视差上限是192像素)出现无法正确匹配的问题，同时大视差依赖于图像也具有较大的分辨率，这样又进一步增加了计算开销。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有双目火焰定位方法在定位远距离火焰时计算开销大的问题，提供了一种基于双目的远距离火焰定位方法、装置。
[0005]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术公开了基于双目的远距离火焰定位方法，其通过作用于相同目标火焰的双目相机进行远距离火焰定位。双目相机包括位于左侧的高分辨率相机一、位于右侧的高分辨率相机二。
[0007]基于双目的远距离火焰定位方法包括以下步骤：
[0008]步骤一，对双目相机进行标定；再对双目相机进行对齐校正，使两个相机输出的图像平行；
[0009]步骤二，获取高分辨率相机一、高分辨率相机二同时刻拍摄的图像PL_0、PR_0，组成高分辨率图片对；其中，PL_0、PR_0的尺寸均为W*H，W表示PL_0、PR_0的长度，H表示PL_0、PR_0的宽度；
[0010]对高分辨率相机一的图像PL_0进行初步火焰识别，得到火焰在PL_0中的大致像素坐标区域A；其中，A左至u1、右至u2、上至v2、下至v1；
[0011]步骤三，对高分辨率图片对进行下采样，得到PL_1、PR_1，组成低分辨率图片对；其中，PL_1、PR_1的尺寸均为w*h，w表示PL_1、PR_1的长度，h表示PL_1、PR_1的宽度；
[0012]再将低分辨率图片对进行立体匹配，计算出火焰的低分辨率视差disp1；
[0013]步骤四，计算A的中心点(u0，v0)，其中u0＝(u1+u2)/2，v0＝(v1+v2)/2；再以(u0，v0)为中心，截取PL_0中B的区域，截取PR_0中C的区域；
[0014]其中，B左至u0
‑
w/2、右至u0+w/2、上至v0+h/2、下至v0
‑
h/2；
[0015]C左至u0
‑
w/2
‑
(N
‑
M)*disp1、右至u0+w/2
‑
(N
‑
M)*disp1、上至v0+h/2、下至v0
‑
h/2；式中，N为长度方向的下采样倍数，N＝W/w；M为补偿系数；
[0016]再将B、C进行立体匹配，计算出火焰的高分辨率视差信息disp2；
[0017]步骤五，计算火焰的精确定位视差disp3＝(N
‑
M)*disp1+disp2，再依据disp3计算出火焰深度，进而计算出火焰的精确坐标。
[0018]该种基于双目的远距离火焰定位方法的实现根据本公开的实施例的方法或过程。
[0019]本专利技术采用高分辨率的双目相机，并增大两个相机的基线，使在观测远距离火焰时保证左右视图的目标仍然具有一定的视差，减小坐标误差；本专利技术先采用对高分辨率图片进行粗定位确定大致范围，再对高分辨率图片进行截取，在降低计算数据量的情况进行细定位，从而减少计算开销、并保证计算精度，解决了现有双目火焰定位方法在定位远距离火焰时计算开销大的问题。
[0020]第二方面，本专利技术公开了一种基于双目的远距离火焰定位装置，包括火焰图像摄取部、数据处理计算部。
[0021]火焰图像摄取部包括载台、作用于相同目标火焰的双目相机；双目相机包括高分辨率相机一、高分辨率相机二，高分辨率相机一位于载台左侧，高分辨率相机二位于载台右侧。
[0022]数据处理计算部用于依据第一方面公开的基于双目的远距离火焰定位方法对火焰图像摄取部采集的图像进行处理得到火焰的精确坐标。
[0023]该种基于双目的远距离火焰定位装置的实现根据本公开的实施例的方法或过程。
[0024]第三方面，本专利技术公开了一种可读存储介质。该种可读存储介质中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行如第一方面公开的基于双目的远距离火焰定位方法。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具备如下有益效果：
[0026]本专利技术采用高分辨率的双目相机，并增大两个相机的基线，使在观测远距离火焰时保证左右视图的目标仍然具有一定的视差，减小坐标误差；本专利技术先采用对高分辨率图片进行粗定位确定大致范围，再对高分辨率图片进行截取，在降低计算数据量的情况进行细定位，从而减少计算开销、并保证计算精度。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1提出的基于双目的远距离火焰定位装置的结构图；
[0028]图2为本专利技术实施例1提供的基于双目的远距离火焰定位方法的流程图；
[0029]图3为本专利技术实施例2实验得到的PL_1图。
[0030]图4为本专利技术实施例2实验得到的低分辨率视差图；
[0031]图5为本专利技术实施例2实验得到的B图。
[0032]图6为本专利技术实施例2实验得到的高分辨率视差图；
[0033]图7为本专利技术实施例2实验的最终结果图；
[0034]图8为图7的局部放大图。
[0035]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0036]1、高分辨率相机一，2、高分辨率相机二，3、载台，4、服务器，5、外接屏幕。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
[0039]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双目的远距离火焰定位方法，其通过作用于相同目标火焰的双目相机进行远距离火焰定位；所述双目相机包括位于左侧的高分辨率相机一、位于右侧的高分辨率相机二，其特征在于，所述火焰距离双目相机超过100m时，双目相机之间的基线大于60cm；所述基于双目的远距离火焰定位方法包括以下步骤：步骤一，对所述双目相机进行标定；再对所述双目相机进行对齐校正，使两个相机输出的图像平行；步骤二，获取高分辨率相机一、高分辨率相机二同时刻拍摄的图像PL_0、PR_0，组成高分辨率图片对；其中，PL_0、PR_0的尺寸均为W*H，W表示PL_0、PR_0的长度，H表示PL_0、PR_0的宽度；对高分辨率相机一的图像PL_0进行初步火焰识别，得到火焰在PL_0中的大致像素坐标区域A；其中，A左至u1、右至u2、上至v2、下至v1；步骤三，对高分辨率图片对进行下采样，得到PL_1、PR_1，组成低分辨率图片对；其中，PL_1、PR_1的尺寸均为w*h，w表示PL_1、PR_1的长度，h表示PL_1、PR_1的宽度；再将低分辨率图片对进行立体匹配，计算出火焰的低分辨率视差disp1；步骤四，计算A的中心点(u0，v0)，其中u0＝(u1+u2)/2，v0＝(v1+v2)/2；再以(u0，v0)为中心，截取PL_0中B的区域，截取PR_0中C的区域；其中，B左至u0
‑
w/2、右至u0+w/2、上至v0+h/2、下至v0
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h/2；C左至u0
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w/2
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(N
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M)*disp1、右至u0+w/2
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(N
‑
M)*disp1、上至v0+h/2、下至v0
‑
h/2；式中，N为长度方向的下采样倍数，N＝W/w；M为补偿系数；再将B、C进行立体匹配，计算出火焰的高分辨率视差信息disp2；步骤五，计算火焰的精确定位视差disp3＝(N
‑
M)*disp1+disp2，再依据disp3计算出火焰深度，进而计算出火焰的精确坐标。2.根据权利要求1所述的基于双目的远距离火焰定位方法，其特征在于，高分辨率相机一、高分辨率相机二的分辨率相同。3.根据权利要求1所述的基于双目的远距离火焰定位方法，其特征在于，步骤一中使用通用相机标定流程获取两个相机的内外参。4.根据权利要求1所述的基于双目的远距离火焰定位方法，其特征在于，步骤二中进行初步火焰识别的方法包括但不限于采用基于RGB空间的火焰检测方法、基于深度学习的火焰检测方法、基于多特征融合的火焰检测方法。5.根据权利要求1所述的基于双目的远距离火焰定位方法，其特征在于，步骤三、步骤四均采用立体匹配模型进行立体匹配；所述立体匹配模型包括但不限于IGEV
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Stereo模型、ACVnet模型、CREStereo模型。6.根据权利要求1所述的基于双目的远距离火焰定位方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，张启兴，单志林，王冲，
申请(专利权)人：合肥中科国探智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：