利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2022102524913
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于单目视觉的水下场景深度评估方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)获取水下动态场景中的传感器数据,所述传感器数据为单目相机在不同视角下拍摄采集的场景图像数据;

(2)对所述场景图像数据中的视频帧进行特征提取,提取不同视角的场景图像数据中的特征点,得到每一视频帧中拍摄到的物体的特征提取结果;所述提取不同视角的场景图像数据中的特征点的方法,包括:(2.0.1)获取单目相机采集的多视角位姿的场景图像数据,对获取的场景图像数据进行灰度化处理;

(2.0.2)运用Moravec算子计算场景图像数据中各个像素的兴趣值;

(2.0.3)将兴趣值大于给定经验阈值的像素作为候选点,在设定大小的像素点窗口内,将所述候选点中兴趣值最大者作为该区域的特征点,获得所述场景图像数据的灰度变化明显的特征点;

(3)根据相机的视角位置变化,基于深度估计模型对拍摄到的物体的特征提取结果进行深度判断,得到拍摄到的物体的视觉深度值;所述的深度估计模型的训练方法具体为:(3.1)利用单目相机拍摄采集水下动态场景中的场景图像数据;

(3.2)将获取的场景图像数据与单目相机的视角位姿参数配准,得到单目相机视角位置变化的样本集;

(3.3)对配准的样本集进行特征点提取,得到特征提取结果与单目相机视角位置变化的训练集;

(3.4)利用所述训练集对深度估计模型进行训练,得到适用于水下动态场景的单目相机深度估计模型,利用深度估计模型对特征提取结果进行深度判断,直接获得当前场景图像数据的视觉深度值;

(4)基于相机不同视角位姿参数对场景图像数据进行深度处理,使得场景图像数据中特征点物面视觉深度值最优化,得到场景深度估计图像;所述的得到场景深度估计图像的方法具体为:(4.1)基于配准的初始获取的所述场景图像数据中每一个像素点对应的视觉深度值,根据特征点对应的像素点将视觉深度值映射到初始场景图像数据对应的三通道彩色RGB图像中的对应位置;

(4.2)利用初始场景图像数据中的每一个像素点的视觉深度值,确定出初始场景图像数据中特征点物面视觉深度值,将确定视觉深度值的图像作为场景深度估计图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的水下场景深度评估方法,其特征在于,步骤(1)所述的场景图像数据为单目相机搭载于水下设备或水下机器人进入水下动态场景,以不同旋转视角拍摄场景中的图像数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的水下场景深度评估方法,其特征在于,步骤(1)所述的场景图像数据中每一视频帧图像均对应所述单目相机的一个视角,对所述场景图像数据中的视频帧进行特征提取,提取不同视角的场景图像数据中的特征点时,对获取的传感器数据进行预处理,对预处理后的场景图像进行特征点检测,提取获得每一视角的场景图像数据中的特征点。

4.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的水下场景深度评估方法,其特征在于,步骤(2)所述的计算场景图像数据中各个像素的兴趣值的方法具体为:(2.1)获取单目相机采集的多视角位姿的场景图像数据,对获取的场景图像数据进行灰度化处理;

(2.2)运用Moravec算子计算场景图像数据中各个像素的兴趣值:以每一个像素作为目标像素的中心,在设定大小的n×n的像素点窗口内,计算每一个像素与邻近像素的灰度方差,将灰度方差大于设定方差阈值的像素点作为灰度变化明显的特征点;Moravec算子计算场景图像数据中每一个像素四周邻近像素的灰度方差,选择灰度方差符合设定方差阈值的像素点作为获取的场景图像数据的特征点;其中,每一个像素四周邻近像素包括目标像素点水平、垂直以及两个对角线方向上邻近像素点;

(2.3)将兴趣值大于给定经验阈值的像素作为候选点,在设定大小的像素点窗口内,将所述候选点中兴趣值最大者作为该窗口区域的特征点,获得所述场景图像数据的灰度变化明显的特征点。

5.一种基于单目视觉的水下场景深度评估系统,其特征在于,所述系统采用如权利要求1‑4中任一项所述基于单目视觉的水下场景深度评估方法完成水下场景深度评估;所述系统包括:获取单元:用于获取水下动态场景中的单目相机在不同视角下拍摄采集的场景图像数据;

特征提取单元:用于提取不同视角的场景图像数据中的特征点,得到每一视频帧中拍摄到的物体的特征提取结果;

深度判断单元:用于根据相机的视角位置变化,基于深度估计模型对拍摄到的物体的特征提取结果进行深度判断,得到拍摄到的物体的视觉深度值;

深度评估单元:用于基于相机不同视角位姿参数对场景图像数据进行深度处理,使得场景图像数据中特征点物面视觉深度值最优化,得到场景深度估计图像。

6.根据权利要求5所述的一种基于单目视觉的水下场景深度评估系统,其特征在于,所述系统还包括:配准单元:将获取的场景图像数据与单目相机的视角位姿参数配准,得到单目相机视角位置变化的样本集,建立场景图像数据与单目相机视角位姿参数之间的对应关系。

7.一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑4中任一项所述的基于单目视觉的水下场景深度评估方法。

8.一种计算机设备,包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1‑4中任一项所述的基于单目视觉的水下场景深度评估方法。