[发明专利]一种基于超焦距成像的大面积区域中目标物体测量方法

说明书

本发明涉及一种基于超焦距成像的大面积区域中目标物体测量方法，包括：步骤(1)：对相机的像距进行定标；步骤(2)：设置相机位置使得大面积区域中的参考线位于相机成像面内；所述参考线和相机成像面的水平边缘平行；步骤(3)：通过在大面积区域中放置一定标物体，并根据所述参考线来计算相机的倾角；步骤(4)：根据所述相机的倾角计算大面积区域中目标物体的纵向长度；步骤(5)：根据所述相机的倾角计算大面积区域中目标物体的横向长度。本发明能够有效计算大面积区域中的目标物体的大小。

技术领域

本发明涉及成像测量技术领域，特别是涉及一种基于超焦距成像的大面积区域中目标物体测量方法。

背景技术

随着人类对海洋湖泊等水域开发的逐步深入，水面漂浮物越来越多，影响到了水体环境和水生物的生存，水面漂浮物一般被认为是水面垃圾，需要对其进行评估和清扫。针对以上问题，如果在水面上或近岸安装数码相机，对该水域的表面拍摄照片，对于所拍摄的区域内的漂浮物进行评估，可为水面漂浮物的处理提供决策依据。

已有技术如下：

数码相机和数码摄像机，都是数码成像设备，其不同之处在于数码相机主要用于记录单帧的静态图像，数码摄像机主要用于记录连续的动态影像。由于本发明是针对静态图像进行处理，其图像来源可以是数码相机拍摄的静态图像，也可以时数码摄像机拍摄动态影像的截图，二者在数据处理上方法一样，为叙述方便，均称其为数码相机。

数码相机的基本原理是利用光学镜头将像成在面阵感光传感器上，感光传感器由许多个光敏像元按一定规律排列组成的，像元一般排列成一个M×N的一个阵列。光线经过镜头进入相机内，在感光传感器上成像，感光传感器上的各个像元记录其上的光强，再经模数转换成为数字信号，再经过图像处理器形成一个M×N像素的原始图片。对于数码相机，其技术参数一般会包括像元的行列数、感光面尺寸、镜头焦距等。由像元的行列数、感光面尺寸可以计算出每个像元所占据的尺寸(包含像元间的间隔)，以此计算出的像元为长方形，因此可以计算出一个像元占据a×b的面积，其中a为像元的水平长度，b为像元的竖直高度。

一般情况下，相机镜头的光轴垂直于面阵感光传感器，并与感光传感器相交于其几何中心，一般情况可认为该点的像元坐标为(M/2,N/2)。

由于数码相机的镜头焦距小，光圈小，所以其景深一般比较大，在物距变化很大的范围内可以保证成像的清晰度。利用超焦距成像，可以在不需要对焦的情况下，通过较大距离的景深实现在很大的距离范围内影像的清晰。对于广角数码相机，镜头焦距一般为几毫米，被拍摄的物体到镜头的距离一般在米及以上的距离，物距与焦距相差2个量级以上。因此在物距发生变化时，像距变化很小，即使具有自动对焦功能的相机，其自动对焦行程一般在250～400um，约占其焦距的二十分之一，像距的变化也很小，在一定程度上可以看作超焦距成像。

由于数码相机感光传感器的像元的尺寸是已知，统计某物的像在感光传感器所占的像素数，就可以得到像的大小。如果知道物距和像距，就能很容易计算出物体的大小。但由于普通数码相机不能记录物距，所以通过数码照片不能直接计算出物体的大小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于超焦距成像的大面积区域中目标物体测量方法，能够有效计算大面积区域中的目标物体的大小。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于超焦距成像的大面积区域中目标物体测量方法，包括：

步骤(1)：对相机的像距进行定标；

步骤(2)：设置相机位置使得大面积区域中的参考线位于相机成像面内；

所述参考线和相机成像面的水平边缘平行；

步骤(3)：通过在大面积区域中放置一定标物体，并根据所述参考线来计算相机的倾角；

步骤(4)：根据所述相机的倾角计算大面积区域中目标物体的纵向长度；