[发明专利]一种应用双目视觉视差测距原理的距离测量方法

权利要求书

1.一种应用双目视觉视差测距原理的距离测量方法，其特征在于，主要步骤包括：

(1)两待测点深度获取：将两个摄像头按照标准配置固定好并保持不动，将一块棋盘格平面板垂直于光轴放置等间隔拍摄一组照片，根据双目视觉测距原理中视差与深度对应的反比例函数关系，可以将不同深度处对应的视差值通过无穷远参考平面求出，得到一组视差深度关系映射表，然后通过拍摄照片中两待测点的视差值来查表获得对应的深度值；

(2)两待测点到光心的距离的获取：将两个摄像头按照标准配置固定好并保持不动，将一块棋盘格平面板垂直于光轴放置等间隔拍摄一组照片，根据平面板距离光心的实际距离和拍摄得到照片上的像素数，得到不同深度处单个像素对应的实际长度，根据这组数据拟合出一个确定的比值，根据这个比值得到图像上像素数与待测点连接光心连线在与图像平面平行的平面上投影实际长度，然后在由光心、单个待测点以及待测点在上述投影平面上的投影点所构成的直角三角形中计算待测点到光心的实际距离；

(3)两待测点之间距离的获取：求得两待测点所在平面的深度之后，可以根据焦距信息和两点深度值求出两待测点到光心之间的距离以及两待测点与光心连线之间的夹角，最后运用余弦定理求出两点之间的实际距离。

2.据权利要求1所述的距离测量方法，其特征在于，所述视差深度关系映射表的制作过程具体包括：

(11)首先将双摄像头系统正对一个距离镜头比较远的已知平面拍摄两张照片；

(12)然后移动摄像头至离上述已知平面更远再拍摄两张照片，根据两张照片上平面的对应特征点求出两张图像之间的单应性矩阵；

(13)求出此单应矩阵之后，用此单应矩阵映射之前拍摄的比较近的照片，然后将映射叠加得到的照片对应点之间的视差调整为零，具体调整方法就是将求得的对应坐标点的横坐标减去一个确定的常数，这样便可以保证的到的视差值都是正数；

(14)将上述单应矩阵作为无穷远单应性矩阵，用以上单应矩阵对每个距离点的平面板拍摄照片进行映射叠加，对应坐标点按相同方向相减便可以得到对应深度处的视差值。

3.根据权利要求2所述的距离测量方法，其特征在于，两个摄像头装置按照标准配置即平行光轴结构固定放置。

4.根据权利要求2所述的距离测量方法，其特征在于，调节测量装置的有效测量范围的方法是针对不同的基线长度预计算对应的视差深度关系映射表。不同基线长度的测量装置对应不同的视差深度关系映射表。

5.根据权利要求2所述的距离测量方法，其特征在于，步骤(3)中的两待测点到光心的距离是通过待测点所在平行平面的深度值和焦距信息通过余弦定理求得的。

6.根据权利要求2所述的距离测量方法，其特征在于，所测距离包括摄像头光心到两待测点的距离、两摄像头光心到待测点所在的平行于摄像头成像平面的距离以及两待测点之间的距离；若两待测点处于三维世界同一二维平面上，那么所测值即为两待测点之间的实际长度；若两待测点不在同一二维平面上，那么所测值为两待测点之间的距离。

7.根据权利要求1所述的距离测量方法，其特征在于，调节有效测量范围的方法是针对不同的基线长度预计算对应的视差深度关系映射表，不同基线长度的测量装置对应不同的视差深度关系映射表。

8.根据权利要求1所述的距离测量方法，其特征在于，测量系统不需要标定摄像头内部参数。

9.根据权利要求2所述的距离测量方法，其特征在于，所述的摄像头拍摄距离间隔小于或者等于0.1m。