[发明专利]双目视觉三维光学图像与地基雷达数据融合方法和系统

说明书

本发明提供一种双目视觉三维光学图像与地基雷达数据融合方法和系统，其中方法包括：通过对双目系统进行标定和拍摄操作，获取光学地形图数据即光学深度数据；通过计算机设置文件路径及参数；根据参数及数据路径文件中的参数设定，读取对应文件，生成对应文件的三维光学图像数据；通过读取参数及数据路径文件中的信息，判断雷达类型为直线扫描雷达还是旋转扫描雷达；将三维光学图像数据转为球坐标系，对球坐标系进行角度调整；读取雷达数据并与球坐标系下的三维光学图像数据进行融合，根据方位向和距离向的约束条件将其进行匹配融合；将雷达数据与三维光学图像数据融合的结果图进行显示。提高了地基雷达监测应用过程中的时效性、便携性。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，尤其是涉及一种双目视觉三维光学图像与地基雷达数据融合方法和系统。

背景技术

双目立体视觉是机器视觉的一个重要分支，通过直接模拟人眼观察和处理景物的方式来进行测量，是一种速度快、精度高、操作简便的非接触式测量方法，特别适用于一些不适合人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合。随着人工智能和计算机技术的快速发展,国内外已经双目视觉这一领域取得了一系列的成果。这些成果主要应用于仿生机器人和无人驾驶汽车等方面，比如，美国波古顿动力公司和清华大学智能技术与系统国家重点实验室都设计了仿生(拟人)机器人，可以实现躲避障碍物，甚至清华大学智能技术与系统国家重点实验室所设计的机器人可以步行、慢跑、跨越障碍、拾取物体以及其他与人类相似的较高级运动；而在无人驾驶汽车方面，南京航空航天大学的张凤静等利用双目立体视觉测量汽车安全车距，由此保证汽车的安全驾驶。这些市场上已有的产品或者应用都是近距离的，如果采用地基雷达进行滑坡监测，务必使用中远距或远距离的三维建模设备进行三维地形数据采集。由于地基雷达的二维数据无法直观判断滑坡区域，采取双目视觉采集处理的三维光学图像数据与地基雷达数据进行融合的方法直观地显示滑坡区域。

现有的地基监测雷达存在许多问题，其二维数据坐标系为方位向坐标和距离向坐标，不容易直观的判断滑坡区域，较难解析其具体滑坡区域的地理位置。必须将二维数据与三维光学图像数据进行映射，通过三维光学图像数据能够直观的显示滑坡区域。然而现有获取高精度三维光学图像数据的方式大部分为无人机采集、人工打点等方式，存在费用高、时间长等缺陷，且部分地区存在无人机禁飞等特殊情况，无法及时获取准确的三维光学图像数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双目视觉三维光学图像与地基雷达数据融合方法和系统，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明的第一方面提供了一种双目视觉三维光学图像与地基雷达数据融合方法，所述方法包括：

S1：数据采集：通过对双目系统进行标定和拍摄操作，获取光学深度数据；

S2：系统参数设置及初始化：通过计算机设置文件路径及参数；

S3：生成三维光学图像数据：根据设置的文件路径及参数，读取对应文件，生成对应文件的三维光学图像数据；

S4：选择雷达类型模式：通过读取设置的文件路径及参数的信息，判断雷达类型为直线扫描雷达还是旋转扫描雷达，根据不同雷达类型选择三维光学图像数据与雷达数据的融合算法；

S5：三维光学图像数据的处理：将三维光学图像数据转为球坐标系，根据不同类型雷达测量的地理坐标对球坐标系进行角度调整；读取雷达数据并与球坐标系下的三维光学图像数据进行融合，根据方位向和距离向的约束条件进行匹配融合；

S6：融合结果进行验证：根据设定的显示方法，将雷达数据与三维光学图像数据融合的结果图进行显示。

根据本发明第一方面提供的方法，所述文件路径及参数包括：参数及数据路径文件路径，生成三维光学图像数据的文件类型路径，读雷达数据路径及名称，融合结果输出路径，以及选择文件类型参数的设定。

根据本发明第一方面提供的方法，所述将三维光学图像数据转为球坐标系之前，所述方法还包括：