[發明專利]平面測距方法、單目攝像頭及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202210559613.3
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114638880B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李俊;張業寶;聶俊;劉勝強
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學先進技術研究院
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60;G06T7/70;G01C3/00
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 郭子氚

1.一種平面測距方法，應用于單目攝像頭，其特征在于，所述平面測距方法包括以下步驟：

獲取所述單目攝像頭的視場空間模型，其中所述視場空間模型為根據所述單目攝像頭的最大視場角、離地高度和俯角構建而成的，所述視場空間模型為所述單目攝像頭的視場所對應的空間范圍、成像畫面在所述視場內對應的成像平面以及地面所處平面構成的空間模型，所述單目攝像頭的視場所對應的空間范圍為以所述單目攝像頭的鏡頭為頂點，以所述最大視場角為錐角的圓錐體；

基于所述單目攝像頭對待測距場景進行拍攝，獲得成像畫面；

根據所述視場空間模型，計算所述成像畫面中第一參考點和第二參考點在地面上的真實距離；

所述根據所述視場空間模型計算所述成像畫面中第一參考點和第二參考點在地面上的真實距離的步驟包括：

基于所述視場空間模型和所述單目攝像頭的成像畫面，計算得出所述成像畫面中第一參考點和第二參考點投影在地面上的像素距離；

獲取真實距離和像素距離的轉化比值，并根據所述轉化比值，將所述像素距離轉化為所述第一參考點和第二參考點在地面上的真實距離；

所述基于所述視場空間模型，計算得出所述單目攝像頭的成像畫面中第一參考點和第二參考點投影在地面上的像素距離的步驟包括：

基于所述視場空間模型，獲得所述第一參考點投影至預設地面坐標系的第一地面參考點的第一像素坐標，以及所述第二參考點投影至預設地面坐標系的第二地面參考點的第二像素坐標；

根據所述第一像素坐標和第二像素坐標，計算得出所述單目攝像頭的成像畫面中第一參考點和第二參考點投影在地面上的像素距離；

所述基于所述視場空間模型，獲得所述第一參考點投影至預設地面坐標系的第一地面參考點的第一像素坐標，以及所述第二參考點投影至預設地面坐標系的第二地面參考點的第二像素坐標的步驟之前包括：

建立輔助計算平面，所述輔助計算平面與所述成像畫面所處的成像平面平行且經過所述單目攝像頭的鏡頭光軸與地面的交點；

以所述單目攝像頭的鏡頭光軸與地面的交點作為原點，所述輔助計算平面與地面的交線作為橫軸，建立所述預設地面坐標系。

2.如權利要求1所述的平面測距方法，其特征在于，所述基于所述視場空間模型，獲得所述第一參考點投影至預設地面坐標系的第一地面參考點的第一像素坐標，以及所述第二參考點投影至預設地面坐標系的第二地面參考點的第二像素坐標的步驟包括：

基于所述輔助計算平面，經三角函數計算，得出所述第一地面參考點與所述預設地面坐標系的原點之間第一地面像素距離，以及所述第一地面參考點與所述預設地面坐標系的縱軸之間的第一夾角；

將所述第一地面像素距離和所述第一夾角，轉化為所述第一地面參考點在所述預設地面坐標系中的第一像素坐標；

基于所述輔助計算平面，經三角函數計算，得出所述第二地面參考點與所述預設地面坐標系的原點之間第二地面像素距離，以及所述第二地面參考點與所述預設地面坐標系的縱軸之間的第二夾角；

將所述第二地面像素距離和所述第二夾角，轉化為所述第二地面參考點在所述預設地面坐標系中的第二像素坐標。

3.如權利要求1所述的平面測距方法，其特征在于，所述獲取真實距離和像素距離的轉化比值的步驟包括：

獲取所述單目攝像頭的拍攝分辨率，并根據所述拍攝分辨率和所述視場空間模型，計算得出所述單目攝像頭的離地高度對應的離地像素距離；

根據所述離地高度和離地像素距離，計算得出真實距離和像素距離的轉化比值。

4.如權利要求1至3中任一項所述的平面測距方法，其特征在于，所述獲取所述單目攝像頭的視場空間模型的步驟之前包括：

獲取所述單目攝像頭的感光元件尺寸和焦距長度；

根據所述感光元件尺寸和焦距長度，計算得出所述單目攝像頭的最大視場角；

獲取所述單目攝像頭的離地高度和俯角；

根據所述最大視場角、所述離地高度和所述俯角，構建視場空間模型。