[發(fā)明專利]一種基于可變焦相機(jī)的雙目視覺測距方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811101400.6
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN109084688B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏成鋼;朱晨瑞;孫垚棋;張勇東
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種基于可變焦相機(jī)的雙目視覺測距方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：選取兩個(gè)相同規(guī)格的可變焦相機(jī)，將相機(jī)并列擺放，兩個(gè)相機(jī)鏡頭之間的距離D，并且兩個(gè)相機(jī)的相機(jī)平面處于同一平面上，同時(shí)兩個(gè)相機(jī)也處于同一水平高度上，從而構(gòu)建一個(gè)簡易的雙目測距實(shí)驗(yàn)臺(tái)；

步驟2：根據(jù)被測目標(biāo)，調(diào)整兩個(gè)相機(jī)的焦距，當(dāng)測量目標(biāo)處于清晰狀態(tài)后，開始計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下兩個(gè)相機(jī)的焦距，具體步驟如下:

2-1.取一條已知長度的筆直物體作為標(biāo)準(zhǔn)桿)，并固定在一個(gè)背景較為純凈的位置，調(diào)整雙目測距實(shí)驗(yàn)臺(tái)位置，使得相機(jī)平面和標(biāo)準(zhǔn)桿處于平行的狀態(tài)；

2-2.利用相機(jī)成像原理以及三角形相似原理，獲取以下公式：

化簡得到：

其中，f1和f2分別是左相機(jī)焦距和右相機(jī)焦距；t1、t2分別是標(biāo)準(zhǔn)桿在左相機(jī)成像平面中的長度和在右相機(jī)成像平面中的長度；T是標(biāo)準(zhǔn)桿的長度，u是標(biāo)準(zhǔn)桿到相機(jī)平面的距離；

設(shè)兩個(gè)相機(jī)的CCD橫向尺寸為v，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)桿在電腦中讀取的左右相機(jī)的圖像中的長度為s1，s2，電腦中讀取的左右相機(jī)的圖像尺寸為V，則：

然后將(5)式代入(3)式，(6)式代入(4)式，計(jì)算出f1，f2的值；

步驟3：將雙目測距試驗(yàn)臺(tái)對準(zhǔn)被測目標(biāo)，使得被測目標(biāo)的水平坐標(biāo)要夾在兩個(gè)相機(jī)中心線之間，即目標(biāo)在左相機(jī)畫面中要處于右半面，在右相機(jī)畫面中要處于左半面，然后獲取被測目標(biāo)的圖像信息，計(jì)算物距信息，具體步驟如下：

3-1.計(jì)算L和R：設(shè)左邊相機(jī)斜率絕對值為kl、右邊相機(jī)斜率絕對值為kr，然后根據(jù)kl與kr之間的比值關(guān)系來瓜分Xl到Xr之間的水平距離，從而得出L與R：

其中，Xl是被測目標(biāo)在左相機(jī)的成像在左相機(jī)平面的橫坐標(biāo)，Xr是被測目標(biāo)在右相機(jī)的成像在右相機(jī)平面的橫坐標(biāo)；Xl和Xr是能夠利用圖像處理軟件根據(jù)圖像得出的，所以L和R最后是已知數(shù)，D是兩個(gè)相機(jī)鏡頭之間的距離；b是相機(jī)畫面中點(diǎn)的橫坐標(biāo)；所以L和R是最后是已知數(shù)；L是被測目標(biāo)與左相機(jī)光軸之間的水平距離；R是被測目標(biāo)與左相機(jī)光軸之間的水平距離；

3-2.利用L和R，以及三角形相似原理，計(jì)算得出物距信息U：

根據(jù)三角形相似，可以得出：

化簡得：

最后算出兩個(gè)物距信息U的值，最后得到的深度信息取這兩個(gè)物距信息U的平均值，最終結(jié)果記為Z：