[发明专利]一种基于双目视觉的云高测量方法及设备

说明书

本申请的目的是提供一种基于双目视觉的云高测量方法及设备，本申请通过在同一时刻采集双目相机的第一图像和第二图像，对所述第一图像和第二图像进行双目对齐；检测处理后的第一图像的云特征点，根据检测到的云特征点匹配所述第二图像的云特征点；根据所述第一图像的云特征点及所述第二图像的云特征点获取视觉差；根据所述视觉差以及所述双目相机的参数获取世界坐标，根据所述世界坐标确定目标云高。从而可以对更大范围的云高进行全面观测，提供三维世界的感知，测量结果更精确以及降低测量成本。

技术领域

本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种基于双目视觉的云高测量方法及设备。

背景技术

云高的测量对于机场、气象部门的日常工作都有重要指导意义。目前测量云高的主流方法是基于激光脉冲原理，比较有代表性的一类设备是云高仪。云高仪一般是从地面垂直向上发射激光脉冲，通过接收大气的后向散射实现云高计算。其缺点是只能探测设备正上方的云高，以点代面，容易出现大幅度波动；另一方面，云高仪价格昂贵，不适合密集部署。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种基于双目视觉的云高测量方法及设备，解决现有技术中使用云高仪测量云高时观测范围小、易出现大幅度波动以及价格昂贵不适合密集部署的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种基于双目视觉的云高测量方法，该方法包括：

在同一时刻采集双目相机的第一图像和第二图像，对所述第一图像和第二图像进行双目对齐；

检测处理后的第一图像的云特征点，根据检测到的云特征点匹配所述第二图像的云特征点；

根据所述第一图像的云特征点及所述第二图像的云特征点获取视觉差；

根据所述视觉差以及所述双目相机的参数获取世界坐标，根据所述世界坐标确定目标云高。

进一步地，所述方法包括：

根据所述双目相机的仰角对所述目标云高进行几何修正，得到优化后的目标云高。

进一步地，在同一时刻采集双目相机的第一图像和第二图像，对所述第一图像和第二图像进行双目对齐，包括：

对所述双目相机以及双目相机中的每一单目相机分别进行标定，确定标定后的双目相机的内参以及畸变参数；

使用标定后的双目相机在同一时刻采集双目相机的第一图像和第二图像；根据所述双目相机的内参和畸变参数对所述第一图像和第二图像进行行对准以完成双目对齐。

进一步地，检测处理后的第一图像的云特征点，包括：

在所述处理后的第一图像中提取出天空区域；

在所述天空区域中依次按照至少一类天气状态的参数顺序进行云的边缘检测通过边缘检测获取到云特征点。

进一步地，根据检测到的云特征点匹配所述第二图像的云特征点，包括：

选取所述第一图像的云特征点周围的图块作为模板；

在所述第二图像中滑窗匹配与所述模板的相似度最大的一个图块，获取匹配云特征点。

进一步地，在所述第二图像中滑窗匹配与所述模板的相似度最大的一个图块，包括：

将所述模板在所述第二图像上每次在横向或纵向上移动一个像素时，将所述模板与移动到的位置对应的图块作一次比较定，根据每一次的比较得到结果矩阵；

按照相似度评价标准从所述结果矩阵中选取最小值或最大值作为相似度最大，确定相似度最大的一个图块。

进一步地，根据所述第一图像的云特征点及所述第二图像的云特征点获取视觉差，包括：