[发明专利]基于双目视觉的塔吊高空作业三维定位方法及定位系统

说明书

本发明公开了一种基于双目视觉的塔吊高空作业三维定位方法及定位系统，所述定位方法包括：S1、双目摄像头分别采集第一图像和第二图像；S2、对第一图像和第二图像进行预处理；S3、采用金字塔模型进行标记物的定位，确定标记物的位置；S4、对第一图像和第二图像目标中心进行立体匹配，得到视差信息；S5、获取双目摄像头参数；S6、根据双目摄像头参数和视差信息计算目标三维坐标。本发明能够实现双目视觉的塔吊高空作业三维定位功能，能够实时监控和记录工地运作信息，对塔吊使用过程和行为及时进行有效的监管，有效控制设备运行过程中的危险因素和安全隐患，预防和减少塔吊安全生产事故的产生。

技术领域

本发明涉及建筑作业技术领域，特别是涉及一种基于双目视觉的塔吊高空作业三维定位方法及定位系统。

背景技术

装配式建筑由预制部品部件在工地装配而成的建筑，装配式建筑中大量的建筑部品由车间生产加工完成，预制构件种类主要有外墙板、内墙板、叠合板、阳台、空调板、楼梯，预制梁、预制柱等。与现有的建筑施工不同，装配式建筑的现浇作业大大减少，现场只需进行装配作业。

装配作业包括塔吊高空作业，通过塔钩将预制构件吊装至对应工位后放置，但由于操作人员在控制室中，无法直观地观察到塔钩及下方工位的位置，现有技术中需通过观察人员进行观察，然后通过对讲机告知操作人员具体的位置信息，但施工效率仍较低。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于双目视觉的塔吊高空作业三维定位方法及定位系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于双目视觉的塔吊高空作业三维定位方法及定位系统。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种基于双目视觉的塔吊高空作业三维定位方法，所述定位方法包括：

S1、双目摄像头分别采集第一图像和第二图像；

S2、对第一图像和第二图像进行预处理；

S3、采用金字塔模型进行标记物的定位，确定标记物的位置；

S4、对第一图像和第二图像目标中心进行立体匹配，得到视差信息；

S5、获取双目摄像头参数；

S6、根据双目摄像头参数和视差信息计算目标三维坐标。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2包括：

对第一图像和第二图像分别进行颜色转换及滤波。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3的金字塔模型中，金字塔层数为nLevels，金字塔模型需创建源图像和模板图像对应的nLevels层金字塔图像。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中，创建每层金字塔图像时，降采样后采用平滑滤波器进行处理，所述平滑滤波器为高斯平滑滤波器。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中确定标记物的位置具体为：

设置一个模板，以滑动窗口的形式遍历整幅源图像；每次滑动都会产生一个和模板等大小的ROI图像；

基于相似性度量准则，计算模板与当前ROI图像的相似性度量值，遍历完整幅图像后就会形成一个图像，找出最大值对应的位置(x，y)。

作为本发明的进一步改进，所述相似性度量准则为SAD相似性度量准则、SSD相似性度量准则、NCC相似性度量准则中的任意一种。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4具体为：

从第一图像上选择与实际物理结构相应的图像特征；

在第二图像中确定出同一物理结构的对应图像特征；