大连理工大学章雨昂获国家专利权
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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利基于双目立体视觉的深度和宽度估计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115471540B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211127960.5,技术领域涉及:G06T7/62;该发明授权基于双目立体视觉的深度和宽度估计方法是由章雨昂;仲维;贾宸禹;刘晋源;王维民;樊鑫;刘日升;罗钟铉设计研发完成,并于2022-09-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于双目立体视觉的深度和宽度估计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于双目立体视觉的深度和宽度估计方法,属于计算机视觉领域。本发明使用双目立体相机获取图像,利用观测目标距离成像平面的深度与视差的关系和观测点的拟求宽度与视差的关系建立数学模型,分别对上述的深度和宽度进行标定,从而提供一种求解世界坐标系下观测点到相机主点的真实距离方法;并考虑到因相机安装问题产生的左右相机主点不同致使的误差,通过拟合提高深度和宽度的计算精度。
本发明授权基于双目立体视觉的深度和宽度估计方法在权利要求书中公布了:1.基于双目立体视觉的深度和宽度估计方法,其特征在于,步骤如下: 1深度标定 1-1设置相机摆放位置为原点,利用铅锤保证相机成像面与地平面垂直,标记原点位置; 1-2以原点为圆心,设置α度视场角,将α度视场角三等分,-α2到-α6为左区域,-α6到α6为中区域,α6到α2为右区域;并设置区域半径分别为a米和b米,ba,将半径为0到b米的区域命名为前区域,b到a米的区域命名为后区域,前后区域分别有左、中、右三个区域,总共六个区域; 1-3在每个区域采集M个采样点,并用全站仪记录采样点到原点的距离dis和采样点相对于原点的偏移角度θ,并标记每个采样点的位置;用每个区域M3个采样点进行深度标定,另外2M3个采样点用于宽度标定; 1-4将深度标定板分别放在已标记的采样点位置上,同时用双目相机采集该位置图像,并计算其视差图; 1-5利用MATLAB工具,对1-4中获得的视差图里的深度标定板位置画框,统计画框区域内视差的均值; 1-6将1-3中获得的采样点的点到原点的距离dis和采样点相对于原点的偏移角度θ转换为采样点的深度真值,计算公式如下: dis*cosθ; 根据直角定理,深度真值为点到点的距离dis乘以偏移角度θ的余弦; 1-7将获取的视差均值和深度真值数据运用最小二乘法拟合计算得到最终的深度标定值;具体步骤如下: a考虑到因相机安装问题产生的左右相机主点不同致使的误差,利用三角相似性原理得如下关系: ; 化简得: ; 其中和分别为左右相机的主点横坐标,和分别为成像平面的横坐标,B为相机基线,为相机焦距; 一般双目测距算法认为左右相机的主点相等,即=,但在客观实践中,因相机的安装问题产生左右相机主点不等所以令: ; ; 因此观测目标距离成像平面的深度与视差的关系为: ; 其中深度为,由上式得: ; 令 ; ; 带入M3对视差均值和深度真值数据后得到如下超定方程组: ; 令 ; ; ; 则有 ; b将超定方程组通过最小二乘法进行求解; 令 ; 即 ; 解得 ; 即为最小二乘法拟合后得到的和的最优解,即和的最优解;得到和后即可计算出最终的深度标定值Z; 2宽度标定; 2-1获取每个区域的剩余2M3个点运用最小二乘法拟合求解宽度标定值: a宽度距离和视差之间的关系为: ; 为物体真实宽度距离,为该区域中心的图像横坐标,d为视差,光心横坐标,为焦距,B为基线,为深度标定中求得的误差系数; 令=B,=,=,则上式转换为: ; 经过化简得: ; 上式两边同除,令=,=1,,则: ; 代入2M3组视差均值和深度真值数据,得到如下超定非齐次方程组: ; 令 ; ; ; b将上述超定方程组通过最小二乘法进行求解; 令 ; 即 ; 解得 ; 即为最小二乘法拟合后得到的、和的最优解,即可得到系数、和的最优解;通过、和即可计算出最终的宽度标定值。
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