[发明专利]一种基于平面镜的单目测距方法

说明书

本发明提供了一种基于平面镜的单目测距方法，本发明实施例的步骤包括：步骤S1：对相机的主光轴和内参数进行标定；步骤S2：相机镜头一侧安装平面镜；步骤S3：利用安装了平面镜的相机，采集测量目标实物的图像信息和测量目标在平面镜中虚像的图像信息；步骤S4：计算所述相机与所述测量目标之间的距离。本发明采用的测距方法具有操作简单、计算过程简答易理解、测距结果精度高的优点。

技术领域

本发明涉及一种测距技术领域，尤其是涉及一种基于平面镜的单目测距方法。

背景技术

现有技术中有双目测距和单目测距，其中单目测距具有结构简单、操作方便的特点而被广泛使用。目前单目测距的方法有三种分别为：黄斑测距、裂像测距、峰值（焦斑）测距。上述三种方法中，黄斑测距中利用光程差，导致其受限于单目相机结构尺度；裂像测距和峰值（焦斑）测距均会受到相机镜头焦距以及像素分辨率的限制。存在的这些限制，导致单目测距的范围局限在5-20m之内，如果超过这个范围，单目相机通常采用无限远对焦，此时在像平面上获得的图像相位和反差都差不多，无法直接测距。

在较远距离上，目前单目测距通常有两种计算方式：一种为已知物体实际尺寸和相机焦距的条件下，利用相似三角形获得物体与相机之间的距离；另一种为已知相机高度和被测物体与地面接触点的距离，进而获得相机与物体距离，其本质均是通过三角定位法进行测距。在传统的单目测距、光流法的应用中，通过相机只能获得目标在像平面上的像素尺度及移动速度，必须依赖其他外部条件给定参考尺度或者参考距离。在目标特征未知的情况下，通常采用激光雷达、毫米波雷达测距等方法进行辅助，这些设备成本相对较高，系统相对复杂。

在一些单目测距和车辆测距技术应用中，常常使用地面作为参考平面，以获得目标与单目相机的相对位置关系，并精确确定目标边缘的像素坐标。但平直地面是一种相对理想的假设，在路面起伏变化、外部目标与路面相距较远没有直接接触、路面缺失等情况下，这类方法的应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于平面镜的单目测距方法，来解决上述所说的技术问题，本发明实施例的步骤包括：

步骤S1：对相机的主光轴和内参数进行标定；

步骤S2：相机镜头一侧安装平面镜；

步骤S3：利用安装了平面镜的相机，采集测量目标实物的图像信息和测量目标在平面镜中虚像的图像信息；

步骤S4：计算所述相机与所述测量目标之间的距离。

进一步的，步骤S4中，计算所述相机与所述测量目标之间的距离时，包括如下步骤：

步骤S41：计算交点x₃’在相机中投影点的坐标x₃，所述交点x₃’为测量目标的实像与测量目标在平面镜中虚像的连线与平面镜所在平面的交点；

步骤S42：计算投影点的坐标x₃相对于相机光轴的夹角θ。

进一步的，步骤S41中投影点的坐标x₃的计算公式如下：

x₃=(x₁+x₂)/2