[發明專利]一種實現場景內物體遠近辨識的方法、系統及機器人

有效

• 申請號: 202010827775.1
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111970444B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 夏曉華;秦緒芳;楊殿斌;胡永彪;鄒易清;岳鵬舉;田明銳;劉曉輝;王朋輝;陳仕旗
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G01C3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

一種實現場景內物體遠近辨識的方法、系統及機器人，通過自動對焦攝像頭采集對焦于場景不同位置的圖像，對采集到的圖像按照對焦位置信息進行編號；選取場景中的基準圖像，在基準圖像上選擇一個點或者區域，在其他圖像上找到與其對應的點或者區域；計算場景中所選擇點或者區域的遠近評價指標；重復上述步驟，獲得基準圖像中任意點或者任意區域對應的場景點或者場景區域的遠近評價指標，利用該評價指標辨識場景內物體的遠近。本發明同時提供了一種實現場景內物體遠近辨識的系統及一種機器人。本發明通過自動對焦攝像頭，使機器人僅僅搭載一個攝像頭就能夠辨識物體遠近。

技術領域

本發明屬于機器視覺領域，涉及一種實現場景內物體遠近辨識的方法、系統及機器人。

背景技術

辨識遠近是機器人邁向自主運動的關鍵功能，目前多采用雙目立體視覺技術實現，雙目立體視覺技術需要用到兩個攝像頭，若機器人能使用單個攝像頭實現物體遠近的判別，則可以極大地降低機器人視覺系統的硬件成本，減小機器人的結構尺寸，提高機器人的靈活性。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中通過雙目立體視覺技術辨識遠近需要使用兩個攝像頭帶來的問題，提供一種實現場景內物體遠近辨識的方法、系統及機器人，通過自動對焦攝像頭，使機器人僅僅搭載一個攝像頭就能夠辨識物體遠近。

為了實現上述目的，本發明有如下的技術方案：

一種利用自動對焦攝像頭實現場景內物體遠近辨識的方法：

通過自動對焦攝像頭采集對焦于場景不同位置的圖像，并記錄對焦位置信息；

利用采集的圖像和記錄的對焦位置信息辨識場景內物體的遠近。

優選的，本發明具體包括以下步驟：

步驟一：通過自動對焦攝像頭采集對焦于場景不同位置的圖像，對采集到的圖像按照對焦位置信息進行編號；

步驟二：選取場景中的基準圖像，在基準圖像上選擇一個點或者區域，在其他圖像上找到與其對應的點或者區域；

步驟三：計算場景中所選擇點或者區域的遠近評價指標；

步驟四：重復步驟二和步驟三，獲得基準圖像中任意點或者任意區域對應的場景點或者場景區域的遠近評價指標，利用該評價指標辨識場景內物體的遠近。

優選的，步驟一所述的編號依據是自動對焦攝像頭對焦點的物距，或者是自動對焦攝像頭對焦控制參數值，或者是根據對焦點的位置由近及遠或由遠及近自行設定的編號。

優選的，步驟二選取的基準圖像為場景中對焦點在最近處的圖像。

優選的，計算遠近評價指標的方法為：計算基準圖像和其他圖像的對應點或者對應區域的聚焦測度值，找到最大聚焦測度值對應的圖像以及與該圖像相鄰的兩幅圖像，以這三幅圖的圖像編號為自變量x、圖像對應點或者對應區域的聚焦測度值為因變量y，擬合二次曲線y＝ax²+bx+c，將二次曲線最大值對應的圖像編號-b/2a作為評價指標。

優選的，步驟四所述辨識場景內物體的遠近的依據為：如果圖像編號越小表示自動對焦攝像頭對焦點的位置越近，則評價指標越小表示場景內物體離自動對焦攝像頭越近；如果圖像編號越大表示攝像頭對焦點的位置越近，則評價指標越大表示場景內物體離攝像頭越近。

本發明還提供一種實現場景內物體遠近辨識的系統，包括：

圖像采集模塊，通過自動對焦攝像頭采集對焦于場景不同位置的圖像，并記錄對焦位置信息，將采集的圖像和記錄的對焦位置信息發送給數據處理模塊；

數據處理模塊，利用采集到的圖像和記錄的對焦位置信息辨識場景內物體的遠近。

本發明還提供一種機器人，具有所述的實現場景內物體遠近辨識的系統。