[发明专利]一种基于可转动摄像头的距离检测方法

说明书

本发明公开了一种基于可转动摄像头的距离检测方法，在仅使用一个摄像头的前提下完成对目标物体三维位置的检测，其中三维坐标系的建立以摄像头的空间位置及朝向为基准，实时跟随改变。本发明不但减小了整个测量系统的硬件成本，而且单个摄像头也减小了对空间的占用。

技术领域

本发明涉及测距技术领域，特别是涉及一种基于可转动摄像头的距离检测方法。

背景技术

基于立体视觉原理的立体视差测距方法是进行三维测量，获取三维场景距离信息的重要方法。随着计算机视觉计术的不断发展，立体视觉传感器得到越来越广泛的应用，尤其是双目视觉传感器的结构简单、使用方便、速度快、精度高等诸多优点被广泛应用于工业检测、物体识别、机器人自导引、航天、航空、及军事等很多领域。但是这种系统在进行测量之前，需要对摄像机进行严格的参数标定。同时，由于应用环境条件的限制，单摄像头的测距方式也广为应用，单摄像头测距方式有模拟双摄像头的方式，也有独立的测距原理，尤其适用于各种限制摄像头数量的场合。

目前，常用的双目机器视觉系统基本上是采用两个视轴平行或固定角度的摄像机来完成图像的采集。具有以下缺点：1.成本高。相对于单摄像头测距来说，无论是硬件还是设备成本都更高；2.占用空间大。双目测距系统对空间的占用率比单目测距更大，必须确保摄像头之间有距离并且可知；3.工作范围小。目标物体必须同时被两个摄像头摄取，相对于单个摄像头减小了整体的测量范围；4.测量结果实际为三维空间的直线距离，需经换算才能得到摄像头与目标物体之间的三维位置关系。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于可转动摄像头的距离检测方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于可转动摄像头的距离检测方法，包括以下步骤：

设机器人与目标物体之间的真实距离为dw，用算法计算得到的机器人与目标物体之间的距离为db，则有db＝d1+d2，其中d1为相机最近视野到机器人前段的距离，d2是由图像上得到的最近视野与障碍物的距离。

求解d2的方法如下：

6)通过相机得到视野前方图像

7)通过特定程序识别出图像中物体的关键坐标

8)求取关键点的图像平面坐标(u₁,v₁)

9)求取图像平面底边中点的图像平面坐标(u₁,v₁)

10)将图像平面坐标(u₁,v₁)，(u₁,v₁)推导成物体水平面坐标(x₁,y₁)和(x₂,y₂)。

6)

摄像头在转动过程中视野中的俯角由θ1变为θ2，摄像头高度由H1变为H2；

目标物体的高度h，利用以下公式计算得到：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、减小了整个测量系统的硬件成本，且单个摄像头也减小了对空间的占用。

2、测量精准度高，便于推广应用。

附图说明

图1所示为投影模型。

图2所示为Y轴投影关系。

图3所示为X轴方向成像模型。