(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 202210519388.0 (22)申请日 2022.05.13 (71)申请人 迈润智能科技 （上海） 有限公司 地址 200100 上海市浦东 新区锦绣 东路 2777弄36号楼1101室 申请人 上海交通大 学 (72)发明人 张兵华　邓涛　魏汉迪　肖龙飞　 金茂瑞　史东亚　田新亮　 (74)专利代理 机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 312 27 专利代理师 王一琦 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06V 10/74(2022.01) G06T 7/50(2017.01)G06T 5/00(2006.01) G01H 9/00(2006.01) G01B 11/22(2006.01) (54)发明名称 基于双目图像处理的海洋结构物摇荡测量 系统及方法 (57)摘要 本发明提供一种基于双目图像处理的海洋 结构物摇荡测量系统及方法， 其中系统包括一双 目相机、 一海洋结构物摇荡测量系统PC端和一支 撑平台； 所述支撑平台固定在一船舶的舷侧且正 对所述舷侧的外侧设置， 所述双目相机固定在所 述支撑平台上； 所述双目相机与所述海洋结构物 摇荡测量系统PC端通信连接。 本发明的一种基于 双目图像处理的海洋结构物摇荡测量系统及方 法， 用于在海洋实测的风浪条件下， 通过双 目相 机还原波浪真实的深度信息， 进而拟合得到平均 水面， 再以双目相机相对平均水面的位置得到海 洋结构物的摇荡。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114882120 A 2022.08.09 CN 114882120 A 1.一种基于双目图像处理 的海洋结构物摇荡测量系统， 其特征在于， 包括一双目相机、 一海洋结构物摇荡测量系统P C端和一支撑平台； 所述支撑平台固定在一船舶的舷侧且正对 所述舷侧的外侧设置， 所述双目相 机固定在所述支撑平台上； 所述双目相 机与所述海洋结 构物摇荡测量系统PC端通信连接 。 2.根据权利要求1所述的基于双目图像处理 的海洋结构物摇荡测量系统， 其特征在于， 所述双目相机包括固定于所述支撑平台上的两相机单元组件； 两所述相机单元组件位于同 一高度。 3.一种双目图像处 理的海洋结构物摇荡测量方法， 包括 步骤： S1： 一双目相机将采集的波浪图像传送给一海洋结构物摇荡测量系统PC端； S2： 所述海洋结构物摇荡测量系统PC端实时处 理所述波浪图像； 所述S2步骤进一 步包括步骤： S21： 对所述波浪图像进行双目标定； S22： 对当前波浪图像进行立体校正； S23： 对当前波浪图像进行立体匹配； S24： 计算当前波浪图像的深度信息； S25： 计算波浪图像特 征点的世界坐标； S26： 对当前波浪图像特 征点拟合得到平均水面； S27： 测量海洋结构物的摇荡。 4.根据权利要求3所述的双目图像处理 的海洋结构物摇荡测量方法， 其特征在于， 所述 海洋结构物摇荡测量系统PC端对所述双目相 机采集的所述波浪 图像通过基于双目视觉的 平均波面和船舶态势测量算法还原为真实的深度信息， 进而拟合得到平均水面， 再以所述 双目相机相对平均水面的位置得到海洋结构物的摇荡。 5.根据权利要求3所述的双目图像处理 的海洋结构物摇荡测量方法， 其特征在于， 所述 S23步骤中： 比较所述双目相机的两相机单元组件所拍的所述波浪图像， 匹配所述波浪图像中的相 同色素块， 找到对应的特 征点， 计算出视 差disparity： disparity＝XR‑XT 其中XR和XT为特征点在两个所述相机单 元组件的感光器上的成像点的列坐标。 6.根据权利要求5所述的双目图像处理 的海洋结构物摇荡测量方法， 其特征在于， 所述 S24步骤中： 在得到视差后， 应用三角原理可以得到点P距离相机光心的真实距离Z： 其中f为相机焦距， B为两所述相机单 元组件的中心 距。 7.根据权利要求6所述的双目图像处理 的海洋结构物摇荡测量方法， 其特征在于， 所述 S25步骤中： 利用相机坐标系的转换关系：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114882120 A 2得到所述特 征点的世界坐标(X， Y， Z)。 其中Zc为相机坐标， u、 v 为像素坐标， dx、 dy为相机固有参数， 分别表示在x， y方向上每个 像素位置占多少毫米， f为相机焦距， R为旋转矩阵， t为位移矩阵， X、 Y、 Z为世界坐标的坐标 值。 8.根据权利要求7所述的双目图像处理 的海洋结构物摇荡测量方法， 其特征在于， 所述 S26步骤中： 在所述相机坐标系中， 平均水面方程表示 为： zm＝[α1 α2 α3][xm ym 1]T 其中[xm， ym， zm]为平均水面上各特征点相对于相机坐标系的坐标， zm又称平均水面深 度； αi是平均水面所在平面的系数， 只要已知波面上足够多特征点的深度， αi可以用最小二 乘法拟合得到； 得到平均水面的方程表达式之后， 进一 步得到平均水面的景深图。 9.根据权利要求8所述的双目图像处理 的海洋结构物摇荡测量方法， 其特征在于， 所述 S27步骤中： 根据所述平均水面方程可以得到平均水面的法向量 则海洋结构物的横摇角可由相 机沿光轴的向量 与平均水面的法向量 之间的夹角得到， 纵摇角可由相机沿相机坐标 系x轴方向的向量 与平均水面的法向量 之间的夹角得到， 得到了所述海洋结构物的摇 荡。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114882120 A 3