[發明專利]基于可見光圖像實時檢測目標物體空間距離的定位方法

有效

• 申請號: 201610943766.2
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN106524995B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 陳璞
• 申請（專利權）人: 長沙神弓信息科技有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C1/00;G01C11/00;G01C11/04
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種立體空間分布物體位置的實時檢測方法，包括選取能體現物體大小和大致幾何形狀的特征點；在立體空間分布物體的垂直上方設置一個與立體空間分布物體相對位置保持不變的攝像頭并獲取攝像頭參數；對立體空間分布物體拍照；判斷物體所在的層數并獲取物體特征點的實際投影和實際形狀；計算物體距離攝像頭的垂直距離、空間距離和各層面距離攝像頭的垂直距離；計算相鄰層之間位置相對應的物體之間的垂直距離；判斷偏移物體并計算偏移量；判斷偏轉物體并計算偏轉量。本發明實現了立體空間分布物體位置的實時自動檢測，而且方法簡單可靠，實時性好，定位快速，成本低廉，定位精度極高。

技術領域

本發明具體涉及一種基于可見光圖像實時檢測目標物體空間距離的定位方法。

背景技術

目前，隨著國家經濟技術的發展和人們生活水平的提高，對于立體空間分布物體的相對距離檢測精度要求越來越高。

如圖1所示為目標物體的空間排布示意圖：可以看到，圖中有若干層均勻排布的物體(圖中以方形框代表)；可以看到，每一層中都均勻分布了若干個物體；每一層排布的物體數目是相同的，物體排布的形式和物體之間的距離都是相同的(比如所有層的物體均排布為大小均相同的類九宮格形狀)；而且相鄰層之間(即第一層與第二層，第二層與第三層等)的距離也是相同的。圖1中的物體1即為第一層(即頂層)中位于頂層中心(即圖中空間坐標系的原點)的物體，該物體也稱之為中心目標物體。

在實際應用時，立體空間分布的物體會同時在水平方向或豎直方向進行運動；理想狀態下，應用人員是希望立體空間分布的物體在運動時，所有物體的相對位置均保持不變。因此，這就需要實時檢測立體空間分布的物體的位置分布，包括物體位置的偏移和物體角度的偏移。

目前，對于立體空間分布的物體位置的實時檢測方法，對于距離相對較遠的物體(如距離以“米”級計算)，一般采用的是GPS或北斗定位系統進行位置檢測；而對于距離相對較近的物體，則多采用人工的方式進行檢查。可以看到，如果從采用GPS或北斗定位系統進行檢測，則每一個物體均需要安裝GPS或北斗定位模塊，成本極高，而且GPS或北斗定位模塊的精度，即使是軍用級別，其定位精度也僅有1米左右，其定位的誤差相對于理想距離而言太大，而且受環境的影響較大，特別是易受到電磁信號的干擾，因此定位極不精確；而采用人工方式進行定位，則定位精度極差，而且工作量大，還容易產生漏報等其他情況。

發明內容

本發明的目的在于提供一種定位精度高、而且定位快速、成本低廉、完全自動化的基于可見光圖像實時檢測目標物體空間距離的定位方法。

本發明提供的這種基于可見光圖像實時檢測目標物體空間距離的定位方法，包括如下步驟：

對立體空間分布的物體，在物體上選取若干個特征點，所述特征點能體現物體的大小和大致幾何形狀，所述幾何形狀為物體標準圖像投影的外接多邊形，并能獲取所述若干個特征點在物體所在層面上的理論投影點和物體的理論投影形狀及物體中心點的步驟；

在立體空間分布物體的垂直上方設置一個攝像頭，所述攝像頭的位置與所述立體空間分布物體整體的相對位置保持不變，同時獲取該攝像頭的工作參數的步驟；

攝像頭對所述立體空間分布物體進行整體拍照，并獲取所拍攝的圖像的原始數據的步驟；

根據獲取的圖像數據，判斷圖像中各個物體所在的層數，獲取各個物體的特征點的實際投影和各個物體的實際形狀的步驟；

依據攝像頭的工作參數和凸透鏡成像原理，計算圖像中所有物體距離攝像頭的垂直距離、空間距離和各個層面距離攝像頭的垂直距離的步驟；

依據各個物體距離攝像頭的垂直距離計算立體空間分布物體中，相鄰層之間位置相對應的物體之間的垂直距離的步驟；

針對每一層的物體，依據物體中心點計算物體與物體之間的實際距離，并判斷是否有物體產生偏移和計算偏移量的步驟；