本發(fā)明屬于雙目視覺測(cè)量處理，具體涉一種基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量方法、系統(tǒng)、平臺(tái)及裝置。

背景技術(shù)：

1、雙目視覺測(cè)量是一種通過模擬人類雙眼視覺原理，利用兩個(gè)攝像頭獲取目標(biāo)物體的圖像，并通過視差計(jì)算來(lái)確定目標(biāo)物體距離的技術(shù)。在傳統(tǒng)的雙目視覺系統(tǒng)中，通常采用固定基線長(zhǎng)度的雙目模組進(jìn)行測(cè)量。然而，這種設(shè)計(jì)存在明顯的局限性：一方面，為了縮小測(cè)量盲區(qū)，需要縮短基線長(zhǎng)度，但根據(jù)測(cè)距上限原理，基線長(zhǎng)度的縮短會(huì)導(dǎo)致測(cè)距上限的縮小，從而無(wú)法滿足遠(yuǎn)距離測(cè)量的需求；另一方面，較大的基線長(zhǎng)度雖然可以提高遠(yuǎn)距離測(cè)量的精度，但在近距離測(cè)量時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的視差，導(dǎo)致測(cè)量盲區(qū)增大，無(wú)法有效覆蓋近距離目標(biāo)。

2、也就是說，雙目測(cè)距模組根據(jù)兩顆攝像頭中心間距長(zhǎng)度的不同，測(cè)距范圍也不同，中心間距長(zhǎng)度小的話，測(cè)距上限就比較近，盲區(qū)也會(huì)比較小，反之中心間距長(zhǎng)測(cè)距上限也比較遠(yuǎn)，但盲區(qū)也會(huì)比較大。盲區(qū)是雙目模組無(wú)法探測(cè)到距離的區(qū)域。盲區(qū)的存在，是雙目測(cè)距模組無(wú)法規(guī)避的一個(gè)缺點(diǎn)。

3、因此，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)在近距離和遠(yuǎn)距離測(cè)量之間存在難以調(diào)和的矛盾，無(wú)法同時(shí)滿足近距離高精度測(cè)量和遠(yuǎn)距離測(cè)量的技術(shù)問題缺陷，急需設(shè)計(jì)和開發(fā)一種基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量方法、系統(tǒng)、平臺(tái)及裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足及困難，本發(fā)明之目的在于，提出一種基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量方法、系統(tǒng)、平臺(tái)及裝置，通過增加一個(gè)攝像頭并合理配置不同基線長(zhǎng)度的雙目模組，以實(shí)現(xiàn)近距離和遠(yuǎn)距離測(cè)量的無(wú)縫切換，同時(shí)解決近距離目標(biāo)無(wú)法測(cè)距的痛點(diǎn)。

2、本發(fā)明的第一目的在于提供一種基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量方法；本發(fā)明的第二目的在于提供一種基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量系統(tǒng)；本發(fā)明的第三目的在于提供一種基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量裝置；本發(fā)明的第四目的在于提供一種基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量平臺(tái)。

3、本發(fā)明的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述方法包括如下步驟：

4、分別生成并獲取與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)；其中，所述第一數(shù)據(jù)為第一攝像頭獲取到圖像數(shù)據(jù)；第二數(shù)據(jù)為第二攝像頭獲取到圖像數(shù)據(jù)；第三數(shù)據(jù)為第三攝像頭獲取到圖像數(shù)據(jù)；

5、融合處理所述第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)，并結(jié)合與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的視差數(shù)據(jù)，生成與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第四數(shù)據(jù)；其中，兩個(gè)原始圖像數(shù)據(jù)通過立體匹配算法，生成一個(gè)視差數(shù)據(jù)，視差數(shù)據(jù)與相機(jī)內(nèi)外參數(shù)據(jù)融合，生成距離數(shù)據(jù)；所述第四數(shù)據(jù)為目標(biāo)物體的距離數(shù)據(jù)。

6、進(jìn)一步地，所述第二攝像頭與所述第一攝像頭組成第一雙目模組，所述第一雙目模組的基線長(zhǎng)度較小，用于近距離測(cè)量；所述第三攝像頭與所述第一攝像頭組成第二雙目模組，所述第二雙目模組的基線長(zhǎng)度較大，用于遠(yuǎn)距離測(cè)量；

7、所述分別生成并獲取與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)，還包括：

8、生成并獲取與攝像頭相對(duì)應(yīng)的第一控制數(shù)據(jù)，根據(jù)所述第一控制數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)控制各攝像頭的工作狀態(tài)。

9、進(jìn)一步地，所述融合處理所述第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)，并結(jié)合與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的視差數(shù)據(jù)，生成與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第四數(shù)據(jù)，還包括：

10、生成并獲取與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第五數(shù)據(jù)；其中，所述第五數(shù)據(jù)為近距離測(cè)量數(shù)據(jù)；

11、生成并獲取與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第六數(shù)據(jù)；其中，所述第六數(shù)據(jù)為遠(yuǎn)距離測(cè)量數(shù)據(jù)；

12、加權(quán)融合處理所述第五數(shù)據(jù)和所述第六數(shù)據(jù)，并生成與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第四數(shù)。

13、進(jìn)一步地，所述融合處理所述第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)，并結(jié)合與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的視差數(shù)據(jù)，生成與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第四數(shù)據(jù)，還包括：

14、計(jì)算生成并獲取與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的視差數(shù)據(jù)；其中，計(jì)算公式為：

15、

16、式中，d為目標(biāo)物體的距離，f為攝像頭的焦距，b為雙目模組的基線長(zhǎng)度，δx為視差值。

17、本發(fā)明的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)所述基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量方法，所述系統(tǒng)包括：

18、第一數(shù)據(jù)生成單元，用于分別生成并獲取與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)；其中，所述第一數(shù)據(jù)為第一攝像頭獲取到圖像數(shù)據(jù)；第二數(shù)據(jù)為第二攝像頭獲取到圖像數(shù)據(jù)；第三數(shù)據(jù)為第三攝像頭獲取到圖像數(shù)據(jù)；

19、第一數(shù)據(jù)處理單元，用于融合處理所述第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)，并結(jié)合與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的視差數(shù)據(jù)，生成與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第四數(shù)據(jù)；其中，兩個(gè)原始圖像數(shù)據(jù)通過立體匹配算法，生成一個(gè)視差數(shù)據(jù)，視差數(shù)據(jù)與相機(jī)內(nèi)外參數(shù)據(jù)融合，生成距離數(shù)據(jù)；所述第四數(shù)據(jù)為目標(biāo)物體的距離數(shù)據(jù)。

20、進(jìn)一步地，所述第二攝像頭與所述第一攝像頭組成第一雙目模組，所述第一雙目模組的基線長(zhǎng)度較小，用于近距離測(cè)量；所述第三攝像頭與所述第一攝像頭組成第二雙目模組，所述第二雙目模組的基線長(zhǎng)度較大，用于遠(yuǎn)距離測(cè)量；

21、所述第一數(shù)據(jù)生成單元，還包括：

22、第一生成模塊，用于生成并獲取與攝像頭相對(duì)應(yīng)的第一控制數(shù)據(jù)，根據(jù)所述第一控制數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)控制各攝像頭的工作狀態(tài)；

23、和/或，所述第一數(shù)據(jù)處理單元，還包括：

24、第二生成模塊，用于生成并獲取與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第五數(shù)據(jù)；其中，所述第五數(shù)據(jù)為近距離測(cè)量數(shù)據(jù)；

25、第三生成模塊，用于生成并獲取與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第六數(shù)據(jù)；其中，所述第六數(shù)據(jù)為遠(yuǎn)距離測(cè)量數(shù)據(jù)；

26、第一處理模塊，用于加權(quán)融合處理所述第五數(shù)據(jù)和所述第六數(shù)據(jù)，并生成與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第四數(shù)；

27、第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算生成并獲取與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的視差數(shù)據(jù)；其中，計(jì)算公式為：

28、

29、式中，d為目標(biāo)物體的距離，f為攝像頭的焦距，b為雙目模組的基線長(zhǎng)度，δx為視差值。

30、本發(fā)明的第四目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述裝置用于實(shí)現(xiàn)所述基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量方法，

31、所述裝置包括第一攝像頭，以及與所述第一攝像頭電性連接的第二攝像頭，所述第二攝像頭與所述第一攝像頭組成第一雙目模組，所述第一雙目模組的基線長(zhǎng)度較小，用于近距離測(cè)量；

32、所述裝置還設(shè)置有第三攝像頭，所述第三攝像頭與所述第一攝像頭組成第二雙目模組，所述第二雙目模組的基線長(zhǎng)度較大，用于遠(yuǎn)距離測(cè)量；

33、所述裝置還設(shè)置有用于接收所述第一攝像頭、第二攝像頭和第三攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)，并進(jìn)行圖像處理和視差計(jì)算，以確定目標(biāo)物體的距離的圖像處理單元；以及用于將所述第一雙目模組和第二雙目模組的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行融合，根據(jù)目標(biāo)物體的距離自動(dòng)選擇合適測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)融合單元；用于控制所述攝像頭的拍攝參數(shù)和數(shù)據(jù)處理流程的控制單元。

34、進(jìn)一步地，所述圖像處理單元根據(jù)視差公式計(jì)算目標(biāo)物體的距離，所述視差公式為：

35、

36、式中，d為目標(biāo)物體的距離，f為攝像頭的焦距，b為雙目模組的基線長(zhǎng)度，δx為視差值。

37、本發(fā)明的第四目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括處理器、存儲(chǔ)器以及基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量平臺(tái)控制程序；其中在所述的處理器執(zhí)行所述的基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量平臺(tái)控制程序，所述的基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量平臺(tái)控制程序被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中，所述的基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量平臺(tái)控制程序，實(shí)現(xiàn)所述的基于多攝像頭的雙目視覺測(cè)量方法。

38、本發(fā)明通過生成分別生成并獲取與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)；其中，所述第一數(shù)據(jù)為第一攝像頭獲取到圖像數(shù)據(jù)；第二數(shù)據(jù)為第二攝像頭獲取到圖像數(shù)據(jù)；第三數(shù)據(jù)為第三攝像頭獲取到圖像數(shù)據(jù)；融合處理所述第一數(shù)據(jù)、第二數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)，并結(jié)合與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的視差數(shù)據(jù)，生成與待測(cè)量目標(biāo)物體相對(duì)應(yīng)的第四數(shù)據(jù)；其中，所述第四數(shù)據(jù)為目標(biāo)物體的距離數(shù)據(jù)，以及與方法相應(yīng)的系統(tǒng)、平臺(tái)及裝置，通過增加一個(gè)攝像頭并合理配置不同基線長(zhǎng)度的雙目模組，以實(shí)現(xiàn)近距離和遠(yuǎn)距離測(cè)量的無(wú)縫切換，同時(shí)解決近距離目標(biāo)無(wú)法測(cè)距的痛點(diǎn)。

39、也就是說，通過本發(fā)明方案，可以解決近距離盲區(qū)問題：即通過縮短第一雙目模組的基線長(zhǎng)度，測(cè)量盲區(qū)可以縮小至厘米級(jí)別，有效解決了近距離目標(biāo)無(wú)法測(cè)距的痛點(diǎn)?？梢詽M足遠(yuǎn)距離測(cè)量需求：即第二雙目模組采用較大的基線長(zhǎng)度，確保了遠(yuǎn)距離測(cè)量的精度和范圍，滿足遠(yuǎn)距離測(cè)量的需求。

40、而且測(cè)量范圍廣：即通過合理配置兩組雙目模組，本發(fā)明能夠同時(shí)滿足近距離和遠(yuǎn)距離測(cè)量的需求，顯著擴(kuò)展了測(cè)量范圍。測(cè)量精度高：近距離測(cè)量模組和遠(yuǎn)距離測(cè)量模組分別針對(duì)不同距離范圍進(jìn)行了優(yōu)化，確保了測(cè)量精度。應(yīng)用廣泛：本發(fā)明適用于自動(dòng)駕駛、機(jī)器人導(dǎo)航、工業(yè)檢測(cè)、智能安防等多種應(yīng)用場(chǎng)景，具有廣闊的應(yīng)用前景。