[發明專利]平面斜視圖像測距定位方法及測距定位系統

有效

• 申請號: 201911333712.4
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111089563B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 焦杰;莊文福
• 申請（專利權）人: 浙江凱拓機電有限公司;焦杰
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00;G01C11/04;G01B11/00;G06T5/00
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 朱紅玲

1.平面斜視圖像測距定位方法，其特征是：該定位方法由以下步驟實現：

步驟一、采用光電傳感器獲得斜視圖像，所述斜視圖像包括正斜圖像和側斜圖像；定義光電傳感器(3)光電轉換區域矩形中心點為像心，定義通過光電轉換區域矩形底邊沿光電傳感器(3)水平掃描方向的直線為u軸，定義通過光電轉換區域矩形側邊沿光電傳感器(3)垂直掃描方向的直線為v軸；

步驟二、通過圖像處理器對所述正斜圖像進行梯形畸變矯正，對所述側斜圖像經過旋轉后進行梯形畸變矯正，對矯正后的圖像計算任意像素點對應物面上位置間的距離，定位任意像素點對應物面上物體的坐標；最終獲得物面上物體的坐標和物面上兩點之間的距離；

步驟二一、對所述正斜圖像進行水平擴展，獲得水平矯正圖；具體過程為：

以所述正斜圖像的左下角為坐標原點建立uv平面直角坐標系，設定物面上由四個頂點分別為A,B,C以及D的矩形，所述矩形的一組對邊在像面成像時與坐標軸v軸或u軸平行，所述矩形對應正斜圖像中的等腰梯形的四個頂點A1,B1,C1以及D1，所述等腰梯形作為有效梯形區；等腰梯形的兩腰延長線與等腰梯形底邊形成等腰三角形，等腰三角形的高度為vp；

設定vp＝w*h/(w-a)；正斜圖像中的每一行圖像都有一個擴展因子Ex(v)，所述Ex(v)＝v/vp，計算有效梯形區中每行數據的數量N(v)；N(v)＝w–w*Ex(v)，

其中，w為有效梯形區域下底邊，a為有效梯形區域的上底邊,h為有效梯形區的高度；

計算所述有效梯形區中每行數據在進行水平擴展前有效數據的起始水平方向坐標X(v)，用公式表示為：

X(v)＝N(v)/2

對正斜圖像中每一行數據均進行水平擴展后，獲得水平矯正圖；

步驟二二、對步驟二一所述的水平矯正圖在垂直方向上的畸變采用倒數曲線插值矯正，獲得倒數插值圖；

把h條像素水平復制到倒數插值圖中，按照當前y方向的數值，增加插值像素行填充到倒數插值圖中，插值像素行的數量按照倒數函數的規律進行計算；

定義垂直方向上單位長度的插值生成像素行的數量為插值密度G，用下式表示為：

式中，θ為視角，垂直插值產生的倒數插值圖與正視圖視角相同，F為像距；

步驟二三、在所述倒數插值圖中，計算任意像素點對應物面上位置間的距離，定位任意像素點對應物面上物體的坐標；最終獲得物面上物體的坐標和物面上兩點之間的距離。

2.根據權利要求1所述的平面斜視圖像測距定位方法，其特征在于：步驟二三的具體過程為：

在倒數插值圖中定義I點和J點的坐標(X_I,Y_I)和(X_J,Y_J)，計算出線段IJ在圖中的距離L_IJ；用下式表示為：

若在物面上從I₁點到J₁點的距離為D_IJ，則獲得比例尺SC；

若物面上K₁點和L₁點在倒數插值圖中對應像素的坐標為(X_K,Y_K)和(X_L,Y_L)，則兩點之間的距離D_KL，計算為：

若物面上以物心為坐標原點O，則通過原點O并與像面上x軸方向平行的直線作為E軸，以通過原點O并且與E軸垂直的直線為S軸；若像心在倒數插值圖中對應像素的坐標為(X_O,Y_O),則物面上K₁點的坐標為；

SC*(X_K-X_O),SC*(Y_K-Y_O)。