[发明专利]一种基于可变焦相机的双目视觉测距方法

摘要

本发明公开了一种基于可变焦相机的双目视觉测距方法。本发明步骤包括：步骤1：选取两个相同规格的可变焦相机，将相机并列摆放，两个相机镜头之间的距离D，并且两个相机的相机平面处于同一平面和同一水平高度上，步骤2：根据被测目标，调整两个相机的焦距，当测量目标处于清晰状态后，计算当前状态下两个相机的焦距；步骤3：将双目测距试验台对准被测目标，使得被测目标的水平坐标要夹在两个相机中心线之间，然后获取被测目标的图像信息，计算物距信息。本发明使用了两个可变焦相机来进行双目视觉测距，在根据被测目标的距离来调整两个相机的焦距后，两个相机焦距难以保持一致的情况下，以较高的精度获取目标的物距信息。

主权项

1.一种基于可变焦相机的双目视觉测距方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：选取两个相同规格的可变焦相机，将相机并列摆放，两个相机镜头之间的距离D，并且两个相机的相机平面处于同一平面上，同时两个相机也处于同一水平高度上，从而构建一个简易的双目测距实验台；步骤2：根据被测目标，调整两个相机的焦距，当测量目标处于清晰状态后，开始计算当前状态下两个相机的焦距，具体步骤如下:2‑1.取一条已知长度的笔直物体作为标准杆)，并固定在一个背景较为纯净的位置，调整双目测距实验台位置，使得相机平面和标准杆处于平行的状态；2‑2.利用相机成像原理以及三角形相似原理，获取以下公式：化简得到：其中，f1和f2分别是左相机焦距和右相机焦距；t1、t2分别是标准杆在左相机成像平面中的长度和在右相机成像平面中的长度；T是标准杆的长度，u是标准杆到相机平面的距离；设两个相机的CCD横向尺寸为v，设标准杆在电脑中读取的左右相机的图像中的长度为s1，s2，电脑中读取的左右相机的图像尺寸为V，则：然后将(5)式代入(3)式，(6)式代入(4)式，计算出f1，f2的值；步骤3：将双目测距试验台对准被测目标，使得被测目标的水平坐标要夹在两个相机中心线之间，即目标在左相机画面中要处于右半面，在右相机画面中要处于左半面，然后获取被测目标的图像信息，计算物距信息，具体步骤如下：3‑1.计算L和R：设左边相机斜率绝对值为kl、右边相机斜率绝对值为kr，然后根据kl与kr之间的比值关系来瓜分Xl到Xr之间的水平距离，从而得出L与R：其中，Xl是被测目标在左相机的成像在左相机平面的横坐标，Xr是被测目标在右相机的成像在右相机平面的横坐标；Xl和Xr是能够利用图像处理软件根据图像得出的，所以L和R最后是已知数，D是两个相机镜头之间的距离；b是相机画面中点的横坐标；所以L和R是最后是已知数；L是被测目标与左相机光轴之间的水平距离；R是被测目标与左相机光轴之间的水平距离；3‑2.利用L和R，以及三角形相似原理，计算得出物距信息U：根据三角形相似，可以得出：化简得：最后算出两个物距信息U的值，最后得到的深度信息取这两个物距信息U的平均值，最终结果记为Z：