(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210733102.9 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 浙江大学 地址 310000 浙江省杭州市西湖区浙大路 38号 (72)发明人 徐敬　李锦浩　张皓　 (74)专利代理 机构 杭州新泽知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 33311 专利代理师 刘巡 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/80(2017.01) (54)发明名称 一种基于双目立体视觉的水下激光出射点 定位方法 (57)摘要 本发明属于水下定位领域， 公开了一种双目 立体视觉的水下激光出射点定位方法， 定位方法 包括以下步骤： S1： 将防水激光器放至水中并打 开， 在水下形成一根细激光束， 在同一位置上下 摇摆激光器； S2： 双目相机捕捉到 所述激光束， 获 取左右相机中存在激光束的图像， 并获取两帧包 含水下不同位置激光的图像； S3： 进行图像处理， 计算两帧图像中的激光束传播的三维坐标直线 方程； S4： 利用两条激光直线方程计算激光出射 点相对双目相机的三维空间坐标。 该方法定位处 理速度快， 定位精度高， 可提升水下双目立体定 位的探测范围。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114998298 A 2022.09.02 CN 114998298 A 1.一种立体视 觉激光出射 点定位方法， 其特 征在于如下步骤： S1： 将防水激光器放置在可调整俯仰角的云台上， 并置于水中， 通过激光发射装置将单 色激光入射于水中， 在水下形成一条激光束， 在同一位置使用水下云台控制激光器， 保证激 光出射点位置不变； S2： 控制云台改变俯仰角， 从而改变激光束在水中的传播路径， 但依然在双目相机两个 镜头的拍摄画面之内， 下文称为左右相机， 并保存相机图像， 获得两帧不同激光光束传播路 径的双目图像； S3： 进行图像处 理， 计算两帧图像中的激光束传播的三维坐标直线方程； S4： 利用两条激光 直线方程计算激光出射 点相对双目相机的三维空间坐标。 2.如权利要求1所述的立体视 觉激光出射 点定位方法， 其特 征在于： 在S1中， 双目相机捕捉激光束在水 下形成的光柱， 左右相机中都存在激光束的图样。 3.如权利要求1所述的立体视 觉定位方法， 其特 征在于： 在S2中， 获取两帧包 含水下不同位置 激光的图像。 4.如权利要求1所述的立体视 觉定位方法， 其特 征在于： 在S3中， 利用图像处理方法处理双目相机获取的图像， 经过立体校正后， 计算激光束上 每一个点的三维空间坐标， 拟合激光束在空间中的直线方程。 5.如权利要求1所述的立体视 觉定位方法， 其特 征在于： 在S4中， 根据两帧激光在水下不同空间位置的图像计算得到的两条激光空间直线方 程， 通过空间几何方程计算得到距离两条空间直线最近的点， 即为激光出射点的三维空间 坐标。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114998298 A 2一种基于双目 立体视觉的水下激光出射点定位方 法 [0001]说明书 技术领域 [0002]本发明属于水下定位领域， 具体涉及一种基于双目立体视觉的水下激光出射点定 位方法。 背景技术 [0003]随着现代科学技术的发展， 在加快建设海洋强国的背景下， 不 同水下作业对水下 定位提出了不同方向的需求， 从机器视觉定位技术来看， 水下视觉定位的发展方向主要集 中在提高处 理速度、 提高处 理精度以及增大视场范围等方面。 [0004]现有的水下立体视觉定位方法是利用双目相机对水下目标物体进行三维定位， 通 过特征匹配的方式分离目标物体与复杂的背景并确定位置。 该方法的缺点有如下几点： 1、 物体特征在水下环境受光源的影响较大， 因此匹配精度不高； 2、 双目相机受限于其视场， 定 位范围相对较小； 3、 水下远距离物体在相机中占据像素少且特征稀疏， 因此难以在水下远 距离进行精准定位。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种基于双目立体视觉的水下激光出射点定位方法， 该方法 利用双目相 机以及水下激光获取激光的出射点三维坐标， 实现了快速精准定位， 增加相 机 探测范围， 处 理速度快， 定位精度高。 [0006]为实现上述目的， 本发明采用以下技 术方案： [0007]一种基于双目立体视 觉的水下激光出射 点定位方法， 包括如下步骤： [0008]S1： 将防水激光器放至水中并打开， 在水下形成一根细激光束， 控制激光出射点不 动的情况 下调整激光器发射角度； [0009]S2： 双目相机捕捉到所述激光束， 获取左右相机中存在激光束的图像， 并获取两帧 包含水下不同位置 激光的图像； [0010]S3： 进行图像处 理， 计算两帧图像中的激光束传播的三维坐标直线方程； [0011]S4： 利用两条激光 直线方程计算激光出射 点相对双目相机的三维空间坐标。 [0012]优选的， 在S1中， 利用水下云 台调整激光器的发射角度， 使双目相机中左右相机 都 拍摄到水 下激光束。 [0013]本发明方法在构思上不要求激光器在初始状态条件时， 双目相机中左右相机就能 完整拍摄水下激光束， 而是通过伺服电机控制 激光器不断调整激光发射角度， 仅需双目相 机在拍摄过程中获取到两帧及以上满足计算激光空间位置条件的图像即可。 整个过程需要 采集和处理的数据量小， 运算速度快， 处理精度高， 在工作过程中不移动双目相 机的位置， 仅移动激光器的发射角度， 可以有效计算远距离激光的发射点空间坐标， 提升了水下定位 的定位范围。说　明　书 1/3 页 3 CN 114998298 A 3