(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211005437.5 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 中国海洋大学 地址 266000 山东省青岛市崂山区松岭路 238号 (72)发明人 张岩　梅宁　孙永超　侯炳炎　 袁瀚　李艳　赵健　郭成科　 张淑慧　 (74)专利代理 机构 青岛汇智海纳 知识产权代理 有限公司 373 35 专利代理师 雷斐 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/80(2017.01) G06T 7/73(2017.01)G06T 7/30(2017.01) G06T 5/00(2006.01) (54)发明名称 基于基线距离的双目视 觉测距方法 (57)摘要 本发明涉及双目计算机视觉测量领域， 特别 是一种基于基线距离的双目视觉测距方法。 其 中， 包括以下步骤： S1.双目相机进行标定； S2.利 用双目相机进行图像采集： S3.运用目标识别及 特征点匹配算法计算左目相机成像的左视图和 右目相机成像的右视图中目标点的视差； S4.将 右目相机成像的右 视图向右偏移距离C： S5.调整 基线距离使 图像视差为0， 根据调整后的基线距 离求得待测距离。 通过该方法进行测距时， 可有 效解决现有视差法测距存在两端测量精度发散 问题， 使有效测量范围更广， 精度更高。 权利要求书2页 说明书6页 附图6页 CN 115393311 A 2022.11.25 CN 115393311 A 1.一种基于基线距离的双目视 觉测距方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1.双目相机进行 标定； S2.利用双目相机进行图像采集： 待测物在左目相机和右目相机中分别成像； S3.运用目标识别及特征点匹配算法计算左目相机成像的左视图和右目相机成像的右 视图中目标点的视 差； 运用目标识别算法识别双目相机成像左、 右视 图中的待测目标， 并对图中待测目标外 接矩形， 获取待测目标的外接矩形坐标， 矩形区域内采用特征点匹配算法， 将匹配成功的特 征点横坐标求均值作为目标点横坐标， 设左目相机成像 的左视图中横坐标值为Xl， 右目相 机成像的右视图中横坐标值 为Xr， 则左右视图中的目标点视 差为D＝Xl‑Xr； S4.将右目相机成像的右视图向右偏移 距离C： 为了保证图像分辨率不变， 将右目相机成像的右视 图的图像矩阵在左侧添加C列像素 值为0的像素点， 同时把右目相机成像的右视图的图像矩阵最右侧C列像素点删除， 对右目 相机成像的右视图的原像素点位置进行偏移处理， 其中D ‑10＜C≤D， ， 且C的选取使偏移后 的待测物在右视图中完整 展现； S5.调整基线距离使图像视 差为0， 根据调整后的基线距离求得待测距离； 以左目相机为基准， 对右目相机进行水平方向的平移， 使右目相机成像的右视 图中目 标点横坐标与左目相机成像的左视图中目标点横坐标相等， 此时左右视图中的目标点视差 为零， 并测量得到调整后的双目相机基线距离T； 此时左视图和右视图之间的真实视差值为C， 双目相机的基线距离为T， 待测距离Z即待 测物与相机投影中心之间的距离通过 下式得到： 其中， f为相机焦距， 1/dx为像素 单位换算到 长度单位的比例系数； S6.改变待测物与相机之间的距离， 此时重复步骤S5得到改变后的待测距离Z； 若在右目相机的平移调整范围内始 终无法调整至视差为0， 则重复步骤S2、 S3、 S4和 S5， 重新确定偏移 距离C， 得到改变后的待测距离Z。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S1中， 对双目相机进行标定， 获得相机 的内部参数， 通过相 机标定获取相 机的畸变参数， 通过畸变参数对相 机拍摄的每一帧图像 进行矫正， 矫正由于镜头畸变造成的图片的变形， 通过极线校正使双目相 机对准到同一观 察平面， 使得双目相机成像 像素行对齐。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S1中， 所述双目视觉测距装置包括左 目相机、 右目相机、 步进电机I、 步进电机 Ⅱ、 导轨丝杆滑台架体， 左目相机和右目相机均设 置在导轨丝杆滑台架体上， 左目相 机和右目相 机之间设有挡板， 挡板固定在导轨丝杆滑台 架体上， 步进电机I固定在导轨丝杆滑台架体的一端， 步进电机 Ⅱ固定在导轨丝杆滑台架体 的另一端， 步进电机I的输出轴通过联轴器与丝杆I连接， 丝杆I的另一端与挡板转动连接， 右目相机固定 设置在导轨滑台I上， 导轨滑台I套在丝杆I上， 丝杆I与导轨滑台I之间呈螺纹 连接， 丝杆I 转动过程时， 导轨滑台I和右目相机沿丝杆I的轴向往复移动；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115393311 A 2步进电机 Ⅱ的输出轴通过联轴器与丝杆 Ⅱ连接， 丝杆 Ⅱ的另一端与挡板转动连接， 左 目相机固定设置在导轨滑台 Ⅱ上， 导轨滑台 Ⅱ套在丝杆 Ⅱ上， 丝杆Ⅱ与导轨滑台 Ⅱ之间呈 螺纹连接， 丝杆 Ⅱ转动过程时， 导轨滑台 Ⅱ和左目相机沿丝杆 Ⅱ的轴向往复移动； 所述导轨丝杆滑台架体与其下 方的三角支撑架连接 。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 上述 步骤S2中， 通过计算机控制步进电机 Ⅱ使丝杆Ⅱ转动的过程中， 带动 导轨滑台 Ⅱ和固定在导轨滑 台Ⅱ上的左目相 机移动， 左目相 机成像的左视图产生水平移动， 将左视图中的待测物调整 至视图中部 。 5.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 上述 步骤S5中， 以左视图为基准， 计算机控制步进电机I使丝杆I转动的同时， 带动导轨滑台I和固定在 导轨滑台I上的右目相机移动， 右目相机成像的右视图产生水平移动， 移动至右视图中的目 标点横坐标值与左视图中的目标点横坐标值一致， 此时左右视图中的目标点横坐标视差为 零。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 上述 步骤S4中， C＝10n(n ＝1,2,…)。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115393311 A 3