一种双目视觉同步定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双目视觉同步定位方法及系统，涉及双目视觉定位系统领域，双目视觉同步定位方法包括提供双目相机以及用于控制所述双目相机工作状态的上位机，其中，双目相机包括左目相机和右目相机，上位机对左目相机和右目相机进行同步标定，以在同步标定后得到表征左目相机图像和右目相机图像传输至上位机时延迟时间的延迟帧数

【技术实现步骤摘要】
一种双目视觉同步定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及双目视觉定位系统领域，尤其是一种双目视觉同步定位方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着计算机技术的发展，机器视觉在工业
、
安防等领域的应用越来越多，通过机器视觉技术可以对目标进行自动识别和测量定位，为后续任务处理提供感知输入
。
目前，视觉识别定位的图像输入主要来源于摄像机，一般通过单摄像机可以实现对已知的部分特定合作目标物进行识别定位，而对于非合作目标一般采用双目视觉进行识别定位
。
[0003]双目视觉定位系统中一般包含两个并排布置的摄像机，双目视觉定位原理是通过两个摄像机同时观察同一物体，由于两只摄像机的位置不同，所以两个摄像机采集到的图像也不同，两个摄像机图像的差异被称为视差，是双目视觉定位的基础
。
当计算机接收到两个摄像机传来的不同图像时，通过对这些图像特征进行分析
、
匹配和计算，从而确定目标物的位置和距离
。
[0004]然而，许多双目视觉定位系统直接采用两个网络相机进行集成，后端计算机直接获取当前两个摄像头的视频数据进行识别和定位
。
这种双目视觉定位系统虽然研制简单，但由于后端处理器接收到两个摄像头输出的视频图像不会同步，会导致后续识别定位不精准，并且双目视觉定位系统输出的定位结果与真实值之间存在一定的滞后，产生滞后的主要原因是由于摄像机成像
、
图像编解码
、
网络传输
、<br/>图像处理等环节都需要一定时间，而目前的视觉定位系统一般无法对外提供滞后的时间
。
因此，为提高双目视觉定位系统的定位精度，并为后续的应用提供先验参数，需对双目相机进行同步并提供滞后时间
。

技术实现思路

[0005]本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种双目视觉同步定位方法及系统，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种双目视觉同步定位方法，包括提供双目相机以及用于控制双目相机工作状态的上位机，其中，双目相机包括左目相机和右目相机；
[0007]基于左目相机采集的左目相机图像和右目相机采集的右目相机图像，上位机对左目相机和右目相机进行同步标定，以在同步标定后得到表征左目相机图像和右目相机图像传输至上位机时延迟时间的延迟帧数
δ
；
[0008]在视觉定位时，上位机捕获当前帧的左目相机图像以及右目相机图像，基于延迟帧数
δ
，选择当前帧的左目相机图像或右目相机图像为基准图像，并查找与基准图像为同一时刻采集形成的同步帧图像，上位机基于基准图像和同步帧图像进行视觉定位并输出目标定位结果
。
[0009]其进一步的技术方案为，对左目相机以及右目相机同步标定时，包括：
[0010]上位机控制同步标定装置产生标定特征，使标定特征同时落入左目相机和右目相机的视野范围中；
[0011]判断左目相机图像和右目相机图像中均存在标定特征时，上位机对采集到的左目相机图像和右目相机图像进行查找，获取左目相机图像
、
右目相机图像中首次出现标定特征时相应的帧序
m、
帧序
n
；
[0012]基于帧序
m
与帧序
n
，在上位机内生成延迟帧数
δ
。
[0013]其进一步的技术方案为，进行双目视觉同步定位时，上位机还输出滞后时间
t
d
，其中，在控制同步标定装置产生标定特征的同时，上位机记录滞后计算初始时间
t
o
；
[0014]在输出目标定位结果的同时，上位机记录滞后计算完成时间
t
c
；
[0015]基于滞后计算初始时间
t
o
和滞后计算完成时间
t
c
，上位机输出滞后时间
t
d
。
[0016]其进一步的技术方案为，利用双目视觉同步定位时，上位机基于间隔周期
T
s
对左目相机以及右目相机进行同步标定，其中，
[0017]在每个间隔周期
Ts
内，同步标定后，在上位机内得到当前间隔周期
Ts
的延迟帧数
δ
。
[0018]其进一步的技术方案为，在上位机内，基于滞后时间
t
d
调节间隔周期
T
s
，则有：
[0019][0020]其中，
T
max
为间隔周期上限
、T
min
为间隔周期下限
、t
d
[p]为上位机第
p
次输出的滞后时间
、
η
为滞后时间
t
d
的波动系数
、N
为滞后时间
t
d
的样本系数
、t
d
为滞后时间
t
d
的样本平均值
。
[0021]其进一步的技术方案为，间隔周期
T
s
为整数，且间隔周期上限
T
max
和间隔周期下限
T
min
也为整数，其中，
100&lt;Tmin&lt;200
且
300&lt;T
max
&lt;400。
[0022]其进一步的技术方案为，进行初始化时，上位机设置间隔周期上限
T
max
、
间隔周期下限
T
min
、
间隔周期
Ts
以及延迟帧数
δ
的初始值，其中，
Ts
＝
T
min
且
δ
＝
0。
[0023]其进一步的技术方案为，双目视觉同步定位系统包括用于产生标定特征的同步标定装置
、
用于采集图像信息的双目相机以及用于控制同步标定装置和双目相机相应工作状态的上位机，其中，上位机与双目相机以及同步标定装置配合，以实施上述双目视觉同步定位方法
。
[0024]其进一步的技术方案为，同步标定装置包括激光器，激光器安装在左目相机和右目相机之间，且产生激光光线作为标定特征，激光光线同时落入左目相机和右目相机的视野范围中
。
[0025]其进一步的技术方案为，双目视觉同步定位系统还包括机械支架，激光器
、
左目相机以及右目相机固定在机械支架上
。
[0026]本专利技术的有益技术效果是：
[0027]采用同步标定装置产生标定特征，对左目相机及右目相机进行同步标定以得到延迟帧数<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种双目视觉同步定位方法，其特征在于，所述双目视觉同步定位方法包括：提供双目相机以及用于控制所述双目相机工作状态的上位机，其中，双目相机包括左目相机和右目相机；基于左目相机采集的左目相机图像和右目相机采集的右目相机图像，上位机对左目相机和右目相机进行同步标定，以在同步标定后得到表征左目相机图像和右目相机图像传输至上位机时延迟时间的延迟帧数
δ
；在视觉定位时，所述上位机捕获当前帧的左目相机图像以及右目相机图像，基于延迟帧数
δ
，选择当前帧的左目相机图像或右目相机图像为基准图像，并查找与基准图像为同一时刻采集形成的同步帧图像，上位机基于基准图像和同步帧图像进行视觉定位并输出目标定位结果
。2.
根据权利要求1所述的双目视觉同步定位方法，其特征在于，对左目相机以及右目相机同步标定时，包括：上位机控制同步标定装置产生标定特征，使所述标定特征同时落入所述左目相机和所述右目相机的视野范围中；判断左目相机图像和右目相机图像中均存在标定特征时，所述上位机对采集到的左目相机图像和右目相机图像进行查找，获取左目相机图像
、
右目相机图像中首次出现标定特征时相应的帧序
m、
帧序
n
；基于帧序
m
与帧序
n
，在上位机内生成延迟帧数
δ
。3.
根据权利要求2所述的双目视觉同步定位方法，其特征在于，进行双目视觉同步定位时，上位机还输出滞后时间
t
d
，其中，在控制所述同步标定装置产生标定特征的同时，所述上位机记录滞后计算初始时间
t
o
；在输出目标定位结果的同时，所述上位机记录滞后计算完成时间
t
c
；基于所述滞后计算初始时间
t
o
和所述滞后计算完成时间
t
c
，上位机输出滞后时间
t
d
。4.
根据权利要求3所述的双目视觉同步定位方法，其特征在于，利用双目视觉定位时，上位机基于间隔周期
T
s
对左目相机以及右目相机进行同步标定，其中，在每个间隔周期
Ts
内，同步标定后，在上位机内得到当前间隔周期
Ts
的延迟帧数
δ
。5.
根据权利要求4所述的双目视觉同步定位方法，其特征在于，在上位机内，基于滞后时间
t
d
调节间隔周期
T
s

【专利技术属性】
技术研发人员：孙功武，李新光，毛英，屈俊琪，焦慧锋，莫春宁，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：