[发明专利]基于双目立体视觉的路面状况快速检测方法

说明书

公开一种基于双目立体视觉的路面状况快速检测方法，包括设置在所述的移动机器人前部的双目立体摄像机，焦距为f，基线宽度为b，高度为h，所述的双目立体摄像机的光轴与所述的移动机器人的底盘平行，还包括与所述的双目立体摄像机连接的处理器，所述的处理器设置路面状况快速检测方法，包括以下步骤：获取深度信息z=f₁(x,y)；计算投影角度θ=arctan(y/f)；成像点(x,y)对应的平坦地面点A的深度为z^A=h·f/y；计算不平整度f₂(x,y)=(z‑z^A)·tanθ，二值化f₃(x,y)；将二值图f₃(x,y)进行腐蚀和膨胀操作，得到优化;利用矩阵的hadamard积，去除f₂(x,y)中的杂散数据；根据行进方向，计算不平整路面的面积s和平均不平整度。

技术领域

本发明涉及基于双目立体视觉的路面状况快速检测方法，属于移动机器人的视觉检测领域。

背景技术

双目立体视觉融合两只眼睛获得的图像并观察它们之间的差别，从而获得明显的深度感，建立机器人与物体之间的位置关系。双目立体视觉测量方法具有效率高、精度合适、系统结构简单、成本低等优点，非常适合于非接触检测。对运动物体（包括动物和人体形体）测量中，由于图像获取是在瞬间完成的，因此立体视觉方法是一种更有效的测量方法。双目立体视觉系统是计算机视觉的关键技术之一，获取空间三维场景的距离信息也是计算机视觉研究中最基础的内容。

双目立体视觉应用于移动机器人，主要解决障碍物检测与导航，以及基于深度信息的环境建模与导航，并且取得了成功。地面情况，基于平整地面的假设，没有引起重视。但是不管是室外移动机器人还是室内移动机器人，大部分是以三轮或者四轮为驱动结构进行运动的，遇到地面不平整则会导致事故发生。

发明内容

针对上述问题，本发明提供移动机器人前方路况预测方法，帮助移动机器人检测前方地面的平整状况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于双目立体视觉的路面状况快速检测方法，包括设置在所述的移动机器人前部的双目立体摄像机，焦距为f，基线宽度为b，高度为h，所述的双目立体摄像机的光轴与所述的移动机器人的底盘平行，还包括与所述的双目立体摄像机连接的处理器，所述的处理器设置路面状况快速检测方法，包括以下步骤：

(1) 所述的处理器获取所述的双目立体摄像机的图像对f_L和f_R，形成深度信息z=f₁ (x,y) =f*b/d，其中d是根据图像对f_L和f_R计算得到的位置(x,y)的视差，x，y为像平面坐标，z为对应的深度，x∈(1,M)，y∈(1,N)，M为x方向上的像素个数，N为y方向上的像素个数；

(2) 对于成像点(x,y)，深度为z=f₁(x,y)，投影角度θ=arctan(y/f)；则对于平坦地面，成像点(x,y)对应的地面点A的深度为z^A=h·f/y；

(3) 如果实际深度zz^A，则前方路面该位置为下陷，如果实际深度zz^A，则前方路面该位置为突起，如果实际深度z=z^A，则前方路面该位置平整；计算不平整度f₂(x,y)=(z-z^A)·tanθ，如果| f₂(x,y)|T，则记为f₃(x,y)=1，否则f₃(x,y)=0，其中阈值T为所述的移动机器人能够跨越的最大不平整度；