[发明专利]一种基于摄像头测量长度的方法及装置

权利要求书

1.一种基于摄像头测量长度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：在物体中选取待测长度的两个端点，将这两个端点所在区域设定为待测物体的焦点区域，图形匹配模块在摄像头阵列的D个摄像头中匹配焦点区域，以焦点区域为中心分别调整各个摄像头的焦距进行拍摄，并将拍摄图像传输至处理单元中；其中，各个摄像头的主光轴平行；D为大于等于2的整数；

S02：处理单元以参照摄像头中镜头和主光轴的交点为原点，建立三维坐标系，在摄像头阵列中选取任意两个摄像头，形成一个计算对，根据计算对中两个摄像头的坐标以及对应的拍摄图片，分别计算出图片中待测长度两个端点对应的三维坐标；所述参照摄像头为所述摄像头阵列中的一个摄像头；

S03：处理单元根据待测长度两个端点中的三维坐标计算这两个端点之间的长度；

S04：夹角测量设备带动摄像头阵列中所有摄像头同时进行旋转，每旋转一个角度，所述图形匹配模块在摄像头阵列的D个摄像头中匹配焦点区域，重复步骤S01-S03，计算该角度下对应的两个端点之间的长度；

当根据旋转前后的摄像头阵列拍摄的图片计算出来的两端点之间的长度满足：时，输出两端点之间的平均长度其中，E为阈值，L(i)表示第i时刻计算的两个端点之间的长度，k表示摄像头阵列的拍摄次数，每一次拍摄对应一个时刻；其中，L(i)的计算方法为：

S041：选取第i时刻和第j时刻拍摄的图像，重复步骤S03分别计算这两个时刻对应的两个端点之间的长度L_i’和L_j’；其中，第i时刻和第j时刻，所述夹角测量设备旋转的角度不同；

S042：计算第i时刻两个端点之间的长度其中，A表示第i个时刻和第j时刻分别对应的摄像头的主光轴所在直线的夹角，且A≠0。

2.根据权利要求1所述的一种基于摄像头测量长度的方法，其特征在于，所述步骤S02包括选取M个计算对，分别计算待测长度两个端点对应的三维坐标，并求取X，Y，Z的平均值，并将X，Y，Z的平均值作为待测长度两个端点对应的三维坐标，其中，0M≤D*(D-1)/2。

3.根据权利要求1所述的一种基于摄像头测量长度的方法，其特征在于，所述步骤S02包括选取M个计算对，分别计算得出待测长度两个端点对应的M组三维坐标；所述步骤S03包括处理单元根据待测长度两个端点的M组三维坐标计算得出这两个端点之间的M个长度，对M个长度求平均值，并将平均值作为待测长度两个端点的三维坐标计算这两个端点之间的长度，其中，0M≤D*(D-1)/2。

4.根据权利要求1所述的一种基于摄像头测量长度的方法，其特征在于，所述步骤S01之前对摄像头阵列进行透镜畸变矫正。

5.根据权利要求1所述的一种基于摄像头测量长度的方法，其特征在于，所述图形匹配模块采用特征匹配方法在摄像头阵列的D个摄像头中匹配焦点区域。

6.根据权利要求1所述的一种基于摄像头测量长度的方法，其特征在于，所述步骤S02中计算端点对应的三维坐标的方法为：

其中，W₁、H₁、w₁、h₁和f₁分别表示计算对中第一个摄像头拍摄的图片在X轴方向上的总像素个数、在Y轴方向上的总像素个数、在X轴方向上像素偏移的个数、在Y轴方向上像素偏移的个数和焦距；W₂、H₂、w₂、h₂和f₂分别表示计算对中第二个摄像头拍摄的图片在X轴方向上的总像素个数、在Y轴方向上的总像素个数、在X轴方向上像素偏移的个数、在Y轴方向上像素偏移的个数和焦距；Δx表示计算对中第二个摄像头与参照摄像头在X轴上距离原点的偏差，Δy表示计算对中第二个摄像头与参照摄像头在Y轴上距离原点的偏差；其中，X轴和Y轴是以参照摄像头的主光轴为法线，以参照摄像头中镜头和主光轴的交点为原点的平面。