[发明专利]一种基于行人跟踪的实时高精度双目测距系统及方法

说明书

本发明属于测距装置技术领域，公开了一种基于行人跟踪的实时高精度双目测距系统及方法，预测单元，保存行人上一帧的目标区域，作为下一帧SGBM算法的预计算区域；SGBM计算单元，用SGBM算法计算上一帧预测的区域的视差矩阵；BM计算单元，用BM算法计算全图的视差矩阵；逻辑判断单元，对于采用SGBM还是BM的结果进行判断。并且对兴趣点列表中的所有距离值做平均。本发明通过对跟踪区域的预测，加上对BM和SGBM进行结构性的融合，只对行人部分进行深度值的计算，使得可以满足嵌入式的实时性要求，同时保留高精度的特性。对于少数未命中的情况，直接采用已经并行计算完成的BM算法的结果，完全避免了重复性计算。

技术领域

本发明属于测距装置技术领域，尤其涉及一种基于行人跟踪的实时高精度双目测距系统及方法。

背景技术

目前，业内常用的视觉测距技术主要有单目测距和双目测距。

(1)单目测距需要事先进行标定建立图像坐标和世界坐标的关系，然后利用图像中物体的点坐标位置根据计算得到的映射关系计算物体到相机之间的距离。标定完成后，相机要保持固定，不能移动，限制比较大，远离标定布的地方误差会比较大。

(2)双目测距利用双摄像头，在使用前也是需要经过标定和校正。在使用时首先计算视差，然后计算出深度图，最后利用图像上的点从深度图得出物体离相机的距离。使用时相机可以自由移动，消除了单目相机的使用限制，并且误差也比单目相机有较大改进。

因为双目测距的精度远高于单目测距，所以在对测距精度要求较高场景下，一般多采用双目测距来实现。

对于双目测距，传统的算法要对图像区域内的每一个像素点进行匹配，然后找到匹配点后用计算得到的视差值与标定过程中计算得到的Q矩阵信息，遍历每一个点计算得到深度值。在这个过程中就必须对每一个点进行计算，导致计算量比较大。

另外对于消费级嵌入式开发板的应用，首先需要考虑算法移植至开发板上如何满足实时性和精度的要求。对于传统的算法，主要有BM和SGBM。BM算法速度高但精度低，SGBM算法精度高，但是速度慢。两种算法都无法同时满足实时性和精度的要求。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前基于嵌入式开发板的行人跟踪和测距的软硬件解决方案，对于消费级嵌入式开发板，因为其无法同时满足实时性和精度的要求而无法量产。

解决上述技术问题的难度在于：

(1)实现自定义区域的SGBM算法。

(2)如何预测合理的区域范围，使得已计算过SGBM的区域尽量能够包含当前要计算的点。

(3)如何在预测没有命中的情况下，回退至BM的计算结果。

解决上述技术问题的意义在于：基于消费级的嵌入式开发板的行人跟踪有关的应用在测距算法方面的精度和实时性可以同时满足实际量产的要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于行人跟踪的实时高精度双目测距系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于行人跟踪的实时高精度双目测距方法，所述基于行人跟踪的实时高精度双目测距方法根据行人上一帧目标点或目标区域，预估出实时帧需要计算视差的图像区域；如果当前帧要计算距离的点在预估的区域内，则采用SGBM算法计算出的该区域的视差矩阵；否则采用BM算法计算出的视差矩阵；得到视差矩阵后，只计算目标点的深度值，不需要对原图像上的每一个点进行计算得到深度图。通过已计算的图像区域可以得到在此区域对应原图像区域的位置，算出区域内的任何一点的深度值。

所述基于行人跟踪的实时高精度双目测距方法包括以下步骤：

第一步，保存行人上一帧的目标区域，作为下一帧SGBM算法的预计算区域；