[发明专利]被动式可见光单目测距装置

说明书

技术领域

本发明属于测距技术，特别涉及一种被动式的可见光单目测距装置。

背景技术

目前，测距技术主要由主动式测距和被动式测距两种。主动测距需要发射人造光照射物体，如激光和具有一定纹理结构的光，通过分析物体反射光的纹理形变或直接测量光的传播时间来确定物体的距离。主动式测距存在设备昂贵、成本高、操作复杂等缺点。被动测距则是通过探测物体的自然光辐射并进行分析来确定物体的距离。传统的被动式测距存在精度低的缺点，而且对气象条件要求高。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种被动式可见光单目测距装置，它结构简单，成本低，精度高。主要用于探测飞机。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：它包括：

可见光摄像装置：包括可见光镜头和电子耦合组件即CCD，对被测目标进行数字图像采集；

视频处理板：对获得的数字视频图像进行去背景处理，获得被测目标的数字图像，进而获得被测目标占摄像机所成像的比例；

距离计算单元：根据固定焦距值和视频处理板获得的被测目标占摄像机所成像的比例，以及可见光镜头和CCD的固定参数计算出被测目标的距离，并将被测目标的距离叠加到视频图像中；

显示器：将叠加有被测目标距离的信息显示出来；

和电源及充电器：为所述的可见光摄像装置、视频处理板、距离计算单元和液晶显示器提供电源。

所述的CCD分辨率要较高，即：目标在CCD靶面上要有一定的大小和足够的能量。

本发明结构简单，成本低，误差小，精度高，对气象条件要求相对较低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明方块图；

图2为本发明成像原理图。

具体实施方式

如图1所示，系统包括可见光摄像装置、视频处理板、距离计算单元、显示器和电源及充电器。

所述的可见光摄像装置包括可见光镜头和电子耦合组件即CCD，对被测目标进行数字图像采集。所述的CCD有提取小目标的能力，即：目标在CCD靶面上要有一定的大小和足够的能量。

所述的视频处理板对获得的数字视频图像进行去背景处理，获得被测目标的数字图像，进而获得被测目标占摄像机所成像的比例。

所述的距离计算单元根据固定焦距值和视频处理板获得的被测目标占摄像机所成像的比例，以及可见光镜头和CCD的固定参数计算出被测目标的距离，并将被测目标的距离叠加到视频图像中。

所述的显示器将叠加有被测目标距离的信息显示出来。

所述的电源及充电器为所述的可见光摄像装置、视频处理板、距离计算单元和液晶显示器提供电源。

可见光的光学成像原理如图2所示，

从图可以看出：

D0S0=d0F]]>

式中：

D₀为目标真实尺寸；

S₀时刻目标距镜头的距离；

d₀为目标摄像机靶面上成像的尺寸；

F镜头焦距。

根据上述原理，在已知目标真实大小和焦距固定的情况下，我们只要用算法计算出目标在摄像机靶面上成像的尺寸，就可以计算出目标离镜头的距离。

通过光学系统观察识别距离的计算是从目标在视场上成像大小和目标图像信号的强度两个方面进行计算的，首先要保证目标成像足够大，使观察者能够清晰地观察图像；其次要保证图像信号与背景信号的对比度足够大，使观察者能分辨出图像。

昼间设备的作用距离主要由下列参数综合决定：

目标特性：目标的特征尺寸；

背景特性：背景亮度；

大气特性：大气透过率；

光学系统特性：光学系统焦距、相对孔径、光学系统透过率；摄像机分辨率、灵敏度、信噪比等；

CCD特性：分辨率较高，即：目标在CCD靶面上要有一定的大小和足够的能量。