[发明专利]一种基于单目视觉的可见光图像测距方法

权利要求书

1.一种基于单目视觉的可见光图像测距方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一：通过单目摄像头获取像素为b×a的单目视觉图像，并将所获取图像保存在计算机存储设备中；

步骤二：测量摄像头的安装高度h，摄像头安装角度θ取45°，摄像头在竖直方向上的视角θ₁，摄像头在水平方向上的视角θ₂；

步骤三：根据单目摄像头的成像原理，由步骤一和步骤二所得到的信息计算出图像中自图像顶端起始竖直方向上第m个像素与第m+1个像素间的实际投影距离y[m]，计算出图像中第m行像素点自图像左侧起始第n个像素与第n+1个像素的实际投影距离x[m，n]；

步骤四：如果测量的是高度，则采用高程校正的方法，根据单目摄像头的成像原理和步骤三得到的相邻两个像素的实际投影距离计算出实际的高度height；如果测量的是水平距离，则不采用高程校正，直接根据单目摄像头的成像原理和步骤三得到的相邻两个像素的实际投影距离计算出实际距离length。

2.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的可见光图像测距方法，其特征在于，在步骤二中，摄像头的安装角度θ是指摄像头的视线中轴线与垂直于地面方向的夹角；摄像头水平方向的视角θ₁是指摄像头视线的最左侧面与摄像头视线最右侧面这两个平面的夹角；摄像头竖直方向视角θ₂是指摄像头视线的最上面与摄像头视线最下面这两个平面的夹角。

3.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的可见光图像测距方法，其特征在于，步骤三中，根据单目摄像头的成像原理，计算出图像中竖直方向上每相邻两个像素的实际距离和水平方向上每相邻两个像素的实际投影距离，其具体过程为：

根据单目摄像头的成像原理，得到自图像顶端起始竖直方向上第m个像素与第m+1个像素间的实际投影距离：

y[m]=h·(tan(θ-θ12+θ1a(m+1))-tna(θ-θ12+θ1a·m))]]>

其中m=0,1,2，…，a-1；

根据单目摄像头的成像原理，得到图像中第m行像素点自图像左侧起始第n个像素与第n+1个像素的实际投影距离：

x[m,,n]=h·{tan(θ2b·(b2-n+1))-tan(θ2b·(b2-n))}cos(θ-θ12+θ1a·(m+1)),n=0,1,2...b2-1h·{tan(θ2b·(n-b2+1))-tan(θ2b·(n-b2))}cos(θ-θ12+θ1a·(m+1)),n=b2,b2+1,...,b-1]]>

其中，m=0,1,2,…,a-1。

4.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的可见光图像测距方法，其特征在于，在步骤四中，根据步骤三所计算出的自图像顶端起始竖直方向上第m个像素与第m+1个像素间的实际投影距离y[m]，图像中第m行像素点自图像左侧起始第n个像素与第n+1个像素的实际投影距离x[m，n]，计算出图像中的实际高度height和水平距离length，其具体过程为：

测量高度时，采用高程校正的方法，图像中任意两点（图像中的像素坐标分别为(i,s)，(j,t)）之间的实际高度为：

height=tan(π2-θ+θ12-θ1a·i)Σk=min(s,t)max(x,t)y[k]]]>

测量水平距离时，不采用高程校正方法进行计算，图像中任意两点，图像中的像素坐标分别为(i,s)，(j,t)）之间的实际水平距离为：

length=(Σk1=min(i,j)max(i,j)x[s+t2,k1])2+(Σk2=min(s,t)max(s,t)y[k2])2,]]>

其中，像素坐标(i,s)是指图像自左侧起第i个，自顶部起第s个像素。