[發明專利]基于標識物的圖像測距方法

在審

• 申請號: 201410480386.0
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104197901A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 陳浩;周小佳;閆斌
• 申請（專利權）人: 成都翼比特科技有限責任公司
• 主分類號: G01C11/04
• 分類號: G01C11/04
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

?

技術領域

本發明屬于單目測距技術領域，具體地講，是涉及一種在非接觸情況下基于已標定好的攝像裝置對帶標識物的目標物體的圖像測距方法。

背景技術

單目測距，也稱單相機測距，其過程中，通常利用目標大小，根據像距、物距、目標尺寸、影像尺寸的關系來得到物距，成像原理如圖1所示，下式為一般單目測距過程中的計算公式：

通過上式可以達到對目標物進行測距的過程。

在現有的非接觸式測距技術方面，應用得最多的理論和方法主要有多目測距和激光測距。在王一凡的《一種用于小型無人機避障的快速視差測距方法》中提到，多目測距（以下都以三目測距為例）即使用多個結構和性能完全相同的CCD（Charge-coupled?Device）放置在機臂和機身下方對同一物體進行拍攝，三目測距要求三個CCD光軸共平面且平行，然后通過幾何的方法就可以得到該物體在在攝像頭坐標系中的坐標，確定了其相對位置。三目測距在計算中的參數字均較小，得到的結果都誤差較大，只能用于模糊測量。激光測距主要是采用激光測距儀進行，孫婷在《手持式激光測距儀的研究》一文中具體闡述了激光測距儀的原理及方法。激光測距儀是利用激光對目標的距離進行準確測定(又稱激光測距)的儀器。激光測距儀在工作時向目標射出一束很細的激光，由光電元件接收目標反射的激光束，計時器測定激光束從發射到接收的時間，計算出從觀測者到目標的距離。激光測距雖然精度高，但是它的方向性很強，發散度非常低，且成本相對較高。如何同時解決多目測距中存在的資源消耗大、精度不夠高的問題，以及激光測距中目標性太強、發散度太低的問題，一直是本領域技術人員重點研究的問題，但目前也未見有突破性的研究進展公布。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的諸多問題，本發明著力于單目測距技術領域，提供一種構思新穎、成本低廉、簡單方便有效的基于標識物的圖像測距方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

基于標識物的圖像測距方法，包括如下步驟：

（S100）預先在目標物上設置滿足圖像獲取要求的標識物；

（S200）通過攝像裝置獲取帶有完整標識物的目標物影像，并采用圖像處理技術從該目標物影像中提取出標識物圖像；

（S300）利用已標定的攝像裝置根據標識物圖像的成像原理換算完成測距。

其中，所述攝像裝置為單目攝像裝置。

為了便于圖像識別、提取及測距，所述步驟（S100）中標識物的設置要求包括標識物的顏色、形狀、尺寸，及標識物在目標物上的相對位置。

進一步地，所述標識物的顏色為飽和度高、與目標物及其周邊環境區別明顯的顏色，優選為紅色；其形狀為便于識別的較規則形狀，如矩形、方形、條形等；其尺寸及相對位置均可根據采集影像中的實際成像比例預先進行適當調節設置。

為了更好地采集識別提取標識物圖像，所述步驟（S200）包括：

（S210）打開并調整攝像裝置，使其能夠完整采集到標識物；

（S220）提取攝像裝置采集到的影像中的一指定時刻的靜態影像；

（S230）通過處理該靜態影像提取出此時的標識物圖像。

其中，所述步驟（S220）中，當攝像裝置為照相機時，該靜態影像為指定時刻拍攝的照片，當攝像裝置為攝影機或攝像頭時，該靜態影像為視頻中指定時刻的一幀圖像。

更進一步地，所述步驟（S230）包括：

（S231）將該靜態影像轉到HSV空間，提取其S分量，其中HSV(Hue,?Saturation,?Value)是根據顏色的直觀特性由A.?R.?Smith在1978年創建的一種顏色空間，也稱六角錐體模型(Hexcone?Model)，這個模型中顏色的參數分別是色調（H）、飽和度（S）、亮度（V）；

（S232）對提取到的S分量進行膨脹，使標識物圖像因步驟（231）分割造成的斷裂區域連通；

（S233）根據S分量確定標識物圖像的輪廓，并根據物體在圖像中成像真實面積和真實長寬比，除去超過50%誤差的連通區域，獲得標識物圖像。

為了保證測距結果準確，在所述步驟（S300）中，需對攝像裝置進行標定，其具體方法如下：

（S311）調整攝像裝置參數使其采集的圖像清晰度滿足要求；