动态船舶行驶场景下的实时单目测距算法研究

来源：计算机技术与发展杂志2022年第02期北京时间：

作者：夏红杰;';陈姚节;';徐新;';王薇;'

单位：1. 武汉科技大学 计算机科学与技术学院,湖北 武汉 430065;2. 武汉科技大学 智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室,湖北 武汉 430065

摘要：为了利用单目视觉实时监测船舶行驶过程中与周围船舶之间的距离,首先分析单目视觉测距现状及其成功应用实例,基于小孔成像原理建立单目相机模型,通过几何推导,得到世界坐标系、相机坐 标系、图像坐标系及像素坐标系之间三层坐标转换关系。 随后通过实验验证 pitch 俯仰角与 yaw 水平角对单目视觉测距的影响程度,从而分析出动态船舶行驶场景下包括相机姿态、船舶在水面摇晃等实时单目测距误差。 进而在引入包含俯仰角、水平角的相似三角形测距算法的基础上,采用高精度陀螺仪相机姿态补偿策略提出改进的基于单目视觉的相似三角形目标船舶测距算法。 实验结果表明,该算法能在动态船舶行驶过程中较为准确地测量周围水域目标船舶之间的距离,可以满足船舶实时安全监测系统的要求。

关键词：船舶工程;单目视觉;单目测距;陀螺仪标定;深度估计