一种双目相机快速对齐方法、系统、设备及存储介质与流程

所属的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“平台”。图9是本发明实施例中的一种双目相机快速对齐设备的结构示意图。下面参照图9来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备600。图9显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图9所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同平台组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元610执行，使得处理单元610执行本说明书上述一种双目相机快速对齐方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元610可以执行如图1中所示的步骤。存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(rom)6203。存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网格环境的实现。总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口650进行。并且，电子设备600还可以通过网格适配器660与一个或者多个网格(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网格，例如因特网)通信。网格适配器660可以通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图9中未示出，可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。本发明实施例中还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，程序被执行时实现的一种双目相机快速对齐方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述一种双目相机快速对齐方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。如上所示，本实施例针对现有技术中的双目相机在对齐前需要进行匹配计算，导致计算量大，耗时过长，响应时间过长的问题，提出一种利用距离传感器(p-senser)的快速对齐方法，从而获得目标物体准确距离，实现双目图像快速、精确对齐。图10是本发明实施例中的计算机可读存储介质的结构示意图。参考图10所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网格，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。本实施例针对现有技术中的双目相机在对齐前需要进行匹配计算，导致计算量大，耗时过长，响应时间过长的问题，提出一种利用距离传感器(p-senser)的快速对齐方法，从而获得目标物体准确距离，实现双目图像快速、精确对齐。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

背景技术：

1、双目相机对齐过程通常涉及到以下几个关键步骤：

2、标定相机参数：需要对双目相机进行标定，获取每个相机的内外参数。内参数包括焦距、主点等，外参数则是指相机之间的位置和姿态关系。

3、立体校正：通过使用标定得到的旋转矩阵和平移向量，对两个相机捕获的原始图像进行校正。校正的目的是使得左图像和右图像的极线在水平方向上对齐，即调整图像使得相机光轴平行。这样，图像的每行像素之间共线，简化了后续的立体匹配过程。

4、消除垂直视差：校正过程通常涉及到对图像进行仿射变换或透视变换，以消除垂直视差，确保对应点的水平位置对齐。这样可以确保物理世界中的一点在左右成像平面中的投影像素位置处于同一行。

5、立体匹配：在图像对齐之后，接下来是立体匹配的过程，即找到左图像和右图像中对应的点。这一步是双目测距中非常关键的一步，因为通过计算左右图像中相同物理点的视差，可以推断出该点的深度信息。

6、三角测量：最后，利用三角测量原理，根据左右相机中对应点的视差，计算出物体点与相机之间的距离，从而实现三维重建或者深度感知。

7、总的来说，在整个对齐过程中，确保相机模型的准确性和校正过程的精确性对于提高双目系统的性能至关重要。此外，实际应用中可能还需要考虑镜头畸变的影响，并进行相应的畸变校正，以确保图像质量。

8、以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。

技术实现思路

1、为此，本发明针对现有技术中的双目相机在对齐前需要进行匹配计算，导致计算量大，耗时过长，响应时间过长的问题，提出一种利用距离传感器(p-senser)的快速对齐方法，从而获得目标物体准确距离，实现双目图像快速、精确对齐。

2、第一方面，本发明提供一种双目相机快速对齐方法，其特征在于，包括：

3、步骤s1：控制距离传感器和双目相机同时采集目标对象的信号，使得所述距离传感器获得深度值l,所述双目相机获得第一图像和第二图像；

4、步骤s2：根据所述深度值l和第一公式得到所述第一图像和所述第二图像的平移量r，并对所述第一图像和所述第二图像对齐；其中，所述第一公式由标定阶段获得。

5、可选地，所述的一种双目相机快速对齐方法，其特征在于，在获得所述第一公式时包括：

6、步骤s3：控制所述距离传感器和所述双目相机同时采集测试板的信号，使得所述距离传感器获得第一深度值l1,所述双目相机获得所述距离传感器光斑中心的深度值d1；

7、步骤s4：改变所述测试板的距离，并控制所述距离传感器和所述双目相机同时采集所述测试板的信号，使得所述距离传感器获得第二深度值l2,所述双目相机获得所述距离传感器光斑中心的深度值d2；

8、步骤s5：根据公式d＝k*l+b，求得k和b。

9、可选地，所述的一种双目相机快速对齐方法，其特征在于，还包括：

10、步骤s6：根据所述双目相机的内参和外参求得所述距离传感器的深度值l和所述双目相机的平移量r的关系。

11、可选地，所述的一种双目相机快速对齐方法，其特征在于，在步骤s2中，根据所述第一公式建立表格，通过查表的方式快速根据所述深度值l获得所述平移量r。

12、可选地，所述的一种双目相机快速对齐方法，其特征在于，当有多个所述距离传感器时，以在所述第一图像和所述第二图像上的光斑中心亮度之和的最大值对应的距离传感器进行计算。

13、可选地，所述的一种双目相机快速对齐方法，其特征在于，还包括：

14、步骤s7：如果所述第一图像和所述第二图像三维重建失败，则更新所述第一公式。

15、可选地，所述的一种双目相机快速对齐方法，其特征在于，所述步骤s7包括：

16、步骤s71：如果所述第一图像和所述第二图像三维重建失败，则对所述第一图像和所述第二图像进行匹配计算，获得所述距离传感器光斑中心的深度值d3和所述距离传感器的第三深度值l3；

17、步骤s72：当所述距离传感器获得第四深度值l4时，对所述第一图像和所述第二图像进行匹配计算，获得所述距离传感器光斑中心的深度值d4；

18、步骤s73：根据公式d＝k*l+b，求得k和b。

19、第二方面，本发明提供一种双目相机快速对齐系统，用于实现前述任一项所述的一种双目相机快速对齐方法，其特征在于，包括：

20、第一模块，用于控制距离传感器和双目相机同时采集目标对象的信号，使得所述距离传感器获得深度值l,所述双目相机获得第一图像和第二图像；

21、第二模块，用于根据所述深度值l和第一公式得到所述第一图像和所述第二图像的平移量r，并对所述第一图像和所述第二图像对齐；其中，所述第一公式由标定阶段获得。

22、第三方面，本发明提供一种双目相机快速对齐设备，其特征在于，包括：

23、处理器；

24、存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；

25、其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行前述中任意一项所述一种双目相机快速对齐方法的步骤。

26、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现前述任意一项所述一种双目相机快速对齐方法的步骤。

27、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

28、本发明利用距离传感器和双目相机同时采集目标对象的信号，使得距离传感器与双目相机获得的信息的时刻相同，具有一致性，同时，双目相机中还包含了距离传感器的信息，可以更加精确地进行计算。

29、本发明建立了距离传感器的单线与双目相机的三维坐标系下的对应关系，从而可以利用深度值l得到双目相机对齐时的平移量，不需要经过匹配计算，就可以快速进行对齐，从而迅速获得深度值，大大减小了双目相机获得深度时的计算量。

30、本发明针对近距离检测需求，如刷脸支付、刷掌支付等较为固定的应用场景，以距离传感器的深度值计算目标对象整体的深度值，可以对目标对象进行快速对齐，同时对于背景信息起到进一步抑制的作用，在快速对齐的同时，还可以减小背景信息的干扰，有利于后续对目标对象的识别处理。