[發明專利]一種非接觸快速測定空間中兩點距離的方法

有效

• 申請號: 201811071212.3
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109211186B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 黃志東;蔡夢潔;陳閩江;楊上蘋
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司檢修分公司
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種非接觸快速測定空間中兩點距離的方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟S1：攝像頭與激光測距儀平行固定，用以確保激光光斑能夠與視頻中心重合；

步驟S2：攝像頭對準A點，激光測距儀測量到A點的距離D₁；

步驟S3：使用SURF特征檢測算法檢測攝像頭視頻圖像中間區域的特征點，得到特征點P₁,P₂,P₃...P_n，n表示特征點的總個數；

步驟S4：攝像頭轉動到B點，轉動過程中，每隔10幀得到步驟S3中特征點的新坐標，并計算出特征點P₁,P₂,P₃...P_n的移動矢量

步驟S5：采用濾波算法對步驟S4中的移動矢量進行濾波，得到濾波后移動矢量求出濾波后移動矢量的均值其中，移動矢量總數為k，因為有n-k個移動矢量被濾波算法剔除；

步驟S6：累加攝像頭轉動過程所有時刻t濾波后的移動矢量均值得到攝像頭轉動像素矢量并通過像素移動矢量-角度轉換算法計算攝像頭轉動角度θ；

步驟S7：攝像頭對準B點，激光測距儀測量到B點的距離D₂；

步驟S8：計算A點與B點之間的距離。

2.根據權利要求1所述一種非接觸快速測定空間中兩點距離的方法，其特征在于：所述步驟S3中，檢測攝像頭視頻圖像中間區域的特征點，具體方法為：選擇中間0.6M×0.6N像素區域進行特征點檢測。

3.根據權利要求1所述一種非接觸快速測定空間中兩點距離的方法，其特征在于：所述步驟S4中，攝像頭轉動的具體過程為，攝像頭初始位置P₁，完全精確的測量中能夠轉動到P₁′，但是由于操作者手持過程中難以避免的少許移動距離d，最終到達位置P₂，P₁到P₁′測量角度為θ，真實測量角度為θ_r＝θ-α，α表示因操作者手部少許移動導致的角度測量偏差值，其中α＝d/L，L為攝像頭鏡頭到待測物體距離。

4.根據權利要求3所述一種非接觸快速測定空間中兩點距離的方法，其特征在于：所述的少許移動距離d,正常遵守測量方法d不大于0.05m，所述攝像頭鏡頭到待測物體距離L，L大于10m，則α＜0.005rad＝0.287°。

5.根據權利要求1所述一種非接觸快速測定空間中兩點距離的方法，其特征在于：所述步驟S5中，濾波算法具體為：算出移動矢量的模找出最大值和最小值按數值范圍均分為N個區間，N為跟蹤的特征點總數除以5，找出包含最多移動矢量的模的區間i，剔除大于區間i最大邊界的數值，就得到濾波后的移動矢量

6.根據權利要求1所述一種非接觸快速測定空間中兩點距離的方法，其特征在于：所述步驟S6中利用像素移動矢量-角度轉換算法計算攝像頭轉動角度θ具體為：當某特征點相對攝像頭鏡頭的位置從A轉動到A′，則該特征點在攝像頭感光器件上的成像點從B移動到B′，設B到B′的像素移動矢量為OA與OA′夾角為θ，O表示鏡頭光學中心，OA表示鏡頭光學中心O與位置A的距離，OA′表示鏡頭光學中心O與位置A′的距離，攝像頭感光器件上每個像素點對應視角θ_m，則有θ＝n_sθ_m+offset，其中offset是誤差修正參數，該公式的兩個參數θ_m和offset取決于攝像頭本身的技術結構，能夠用多次測量結果通過線性擬合得到。

7.根據權利要求1所述一種非接觸快速測定空間中兩點距離的方法，其特征在于：所述步驟S8中A點與B點之間的距離為：根據余弦定理，AB間距離