(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 202210586045.6 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 211103 江苏省南京市江宁区帕威尔 路1号 申请人 国网江苏省电力有限公司 (72)发明人 何泽家　罗珊珊　崔林　唐锦　 张力　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 张赏 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06V 10/75(2022.01)G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 一种智能巡检机器人的机载云台像机角度 自适应调整方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种智能巡检机器人的机载 云台像机角度自适应调整 方法及装置， 通过智能 巡检机器人上的像机获取两个在某一位置附近 处两个不同时刻的目标图像； 根据两幅图像提取 的特征匹配点， 计算云台像机在两个不同时刻的 位置处目标点相对像机的位姿和角度， 最后得到 智能巡检机器人搭载的像机需要校正的偏转角 度， 实现对机载云台的自适应调整， 使机器人在 某一位置捕获的两个不同时刻 的目标在图像的 固定位置， 为后续实现机器人对 数据进行智能分 析和图像智能检测提供重要依据。 权利要求书5页 说明书12页 附图1页 CN 114862969 A 2022.08.05 CN 114862969 A 1.一种智能巡检机器人的机载云台像机角度自适应调整方法， 其特 征在于， 包括： 获取智能巡检机器人拍摄的某一位置处两个不同时刻的两幅图像， 并在两幅图像的重 叠区域进行 特征点提取和匹配； 基于提取的匹配点计算两幅图像的像机 外参和两幅图像之间的单应性矩阵； 基于两幅图像的像机外参和两幅图像之间的单应性矩阵， 以一幅图像为基准， 计算像 机的旋转角度， 对云台进行调整。 2.根据权利要求1所述的一种智能巡检机器人的机载云台像机角度自适应调整方法， 其特征在于， 所述在两幅图像的重 叠区域进行 特征点提取和匹配， 包括： 对智能巡检机器人拍摄的某一位置处两个不同时刻的两幅图像的重叠区域进行ORB ‑ FAST特征点提取， 并利用随机抽样一致算法剔除特征点对中的误匹配点， 得到两幅图像的 匹配点。 3.根据权利要求1所述的一种智能巡检机器人的机载云台像机角度自适应调整方法， 其特征在于， 所述基于提取的匹配点计算两幅图像的像机 外参， 包括： 基于单目移动视觉原理得到智能巡检机器人拍摄的某一位置处两个时刻的两幅图像 的投影方程如下： 其中， s1和s2是两个时刻像机的非零尺度因子， p1和p2为两个时刻拍摄的两幅图像中二 维图像齐次坐标， A1和A2分别是两个时刻的像机内参， 且A1＝A2， [R1 T1]和[R2 T2]分别是两 个时刻的像机 外参， XW为像机所拍摄的空间点P的世界三维齐次坐标； 基于所述两幅图像的投影方程建立基本矩阵F和本质矩阵E如下： E＝SR， 其中， R是像机在任何一个时刻下的像机 外参的统一表示； 利用提取的匹配点采用8点算法， 求解得到基础矩阵F； 并采用张氏平面标定法得到像 机内参； 基于像机内参和基础矩阵， 求 解得到本质矩阵E； 对本质矩阵E进行分解， 得到 两幅图像的像机 外参。 4.根据权利要求3所述的一种智能巡检机器人的机载云台像机角度自适应调整方法， 其特征在于， 所述基于提取的匹配点计算两幅图像之间的单应性矩阵， 包括： 基于像机的透视投影模型， 得到两个时刻拍摄的两幅图像之间的匹配点的图像坐标系 和世界坐标系之间的关系如下：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114862969 A 2其中， (xa,ya,za)和(xb,yb,zb)分别表示两幅图像中匹配点对的齐次坐标， Ka、 Kb是两幅 图像的像机内参， 通过 标定求出， [Ra Ta]和[Rb Tb]分别为两幅图像的像机 外参； 转换后得到， 令， 并假设 得到， 基于匹配点对的像素坐标和齐次坐标之间的关系， 得到： ua＝xa/za， va＝ya/za； 采用4对匹配点对上述方程进行求 解， 得出两幅图像之间的单应性矩阵H 。 5.根据权利要求3所述的一种智能巡检机器人的机载云台像机角度自适应调整方法， 其特征在于， 所述基于两幅图像的像机外参和两幅图像之间的单应性矩阵， 以一幅图像为 基准， 计算像机的旋转角度， 包括： 根据两幅图像Ia和Ib中的一组匹配点对p和q的图像坐标和像机外参， 计算像机所拍摄 的空间点P的三维世界坐标系P＝(X1,Y1,Z1)； 确定在不存在导 航和定位 误差情况 下， 匹配点p 在图像Ib中的对应点q'＝(xa,ya)； 基于两幅图像之间的单应性矩阵H和点q'， 计算得到点q'在图像Ia中的匹配点p'如下： p'＝H‑Tq'＝H‑T(xa,ya,1)； 根据点p'与q'的图像坐标， 以及像机外参， 计算点p'与q'对应的虚拟空间点P'的三维 世界坐标P'＝(X ′1,Y′1,Z'1)； 则像机的旋转角度， 计算如下：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114862969 A 3