CN101701793B - 利用数码相机测定物体与拍摄相机之间距离的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用数码相机测定物体与拍摄相机之间距离的方法，旨在提供一种对于不需要高精度距离测定的场合中测定方法简单，容易操作的测定物体与拍摄相机之间距离的方法。包括下述步骤：将数码相机镜头中的各组镜片记为a₁，a₂，a₃，...，a_n，每组镜片离感光单元最近的距离值对应记为b₁、b₂、b₃......b_n，当前位置与感光单元之间的距离值记为c₁，c₂，c₃，...，c_n，通过公式

得到分别与镜头对应的数值记为d₁，d₂，d₃，...，d_n；将所得到的d₁，d₂，d₃，...，d_n前后连接，得到物距的索引值ID_j＝d₁d₂d₃...d_n；建立镜头每个确定状态的物距值u_j与物距的索引值ID的对应关系；通过物距的索引值ID读取对应的物距。本发明的测定方法简单，容易操作。

Description

利用数码相机测定物体与拍摄相机之间距离的方法

技术领域

本发明涉及一种利用数码相机测定物体与拍摄相机之间距离的方法。

背景技术

当前利用数码相机对物体实现测定(即，获得物体距离拍摄相机的距离)，一般采用通过从两个、或者两个方向以上的点对被测物体的进行拍照，然后通过获得的照片进行计算，获得被测距离。多角度点的拍摄虽然精度高，定位准确，对于一些不需要高精度距离测定的场合中，存在操作不易实现，计算也较为复杂的缺点。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种对于不需要高精度距离测定的场合中测定方法简单，容易操作的利用数码相机测定物体与拍摄相机之间距离的方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种利用数码相机测定物体与拍摄相机之间距离的方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)将数码相机镜头中的各组镜片记为a₁，a₂，a₃，...，a_n，每组镜片离感光单元最近的距离值对应记为b₁、b₂、b₃......b_n，镜片处于某一位置时，当前位置与感光单元之间的距离值记为c₁，c₂，c₃，...，c_n，通过公式(1)得到分别与镜头对应的数值，记为d₁，d₂，d₃，...，d_n，对于第a_i(0＜i≤n)组镜片，记该镜片相对于感光单元的移动距离范围为0～L_imm，则d_i为：

(0＜i≤n，i为整数)......(1)，

(2)将所得到的d₁，d₂，d₃，...，d_n前后连接，得到物距的索引值ID_j＝d₁d₂d₃...d_n(0＜j≤相机中可实现的对焦状态的最大值)；

(3)在对焦时，对于镜头某个确定的状态测量对应的唯一物距值，记为u_j，(0＜j≤相机中可实现的对焦状态的最大值)；

(4)建立镜头每个确定状态的物距值u_j与物距的索引值ID的对应关系；

(5)当对焦完成时，根据各组镜片当前的d₁，d₂，d₃，...，d_n得到对应的物距的索引值ID值，通过物距的索引值ID读取对应的物距。

本发明具有下述技术效果：

本发明的方法充分利用了数码相机自身的成像特点，只需在一个方向上对物体进行对焦，便可实现在数码相机对焦点上物体的距离测量。对于在非高精度距离测定的场合中，不用得到像距值便可以得到相应的物距值，只需要通过查找表来获得物距值，求值方法快，测定方法简单，容易操作。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明详细说明。

根据凸透镜的成像原理，物体成清晰的像时，有

其中u为物距，f为凸透镜的焦距，v为像距。由上式可得只要任意两个参数确定的情况下，另外一个参数也就确定了。

数码相机的镜头是由多组镜片组成的。对焦时，通过调整各组镜头不同的位置，可以使得在镜头的焦距范围内，对焦物体在感光元件上成一个清晰的像。在数码相机完成对一个物体的对焦时，镜筒停止伸缩，此时镜头的焦距值是确定的，CCD的位置也是确定的，所以此时的像距v也可以确定。对于整个镜头来说，就相当于一个焦距为f的凸透镜。而在整个对焦的过程中，感光单元(CCD或者CMOS)的位置是固定的。所以在对焦完成的状态下，只要确定了镜头几组镜片与感光单元的相对位置，就可以确定相机现在的焦距f和像距v，这时对应的物距u也就确定下来了。所以，对焦完成时，相机镜头中多组镜片的位置可以和已对焦物体的物距建立一一对应的关系，这样就可以通过在相机系统中建立如上的对应关系表，通过获得相机镜头中多组镜片的位置，最终得到对焦状态下焦点位置的物体距离相机的距离。

算法实现：

将数码相机镜头中的各组镜片记为a₁，a₂，a₃，...，a_n。镜头中的各组镜片都会有一定的运动范围，镜头的调焦时，镜片只能在这个范围内运动，来实现对焦。则，将第a_i(0＜i≤n)组镜片的运动范围中，离感光单元(CCD或COMS)最近的距离值记为b_i(0＜i≤n)，当第a_i(0＜i≤n)组镜片处于其他位置时，当前位置与感光单元之间的距离值记为c_i。

下面建立位置和物距的一一对应关系。

对于镜头对焦时，每组镜片离感光单元最近的距离值对应记为b₁、b₂、b₃......b_n，镜片处于某一位置时，当前位置与感光单元之间的距离值记为c₁，c₂，c₃，...，c_n，通过下面的公式(1)得到分别与镜头对应的数值分别用d₁，d₂，d₃，...，d_n来表示，根据计算的精度需要取对应的三位整数，表示的方法如下：对于第a_i组镜片，记其相对与感光单元的移动距离范围为0～L_imm，则d_i为

(0＜i≤n，i为整数)    (1)

由式(1)可知，d_i(0＜i≤n)的范围为0～999。将所得的d₁，d₂，d₃，...，d_n前后连接起来，得到：

ID_j＝d₁d₂d₃...d_n  (0＜j≤相机中可实现的对焦状态的最大值)

连接方式如下例所示：

如果d₁＝20，d₂＝15，则连接得到的数为：020015。

在对焦时，对于镜头这个确定的状态，有一个对应的唯一物距值，记为：u_j(0＜j≤相机中可实现的对焦状态的最大值)。

通过测定相机镜头，在对焦的不同状态下，对应的不同物距值，在相机系统中建立对应的表，将ID值作为物距的索引值。建立镜头每个确定状态的物距值u_j与物距的索引值ID的对应关系如下所示：

ID    物距

…    …

ID_j   u_j

ID_j+1    u_j+1

…         …

当对焦完成时，根据各组镜片当前的d₁，d₂，d₃，...，d_n得到对应的ID值，这样就可通过这个ID读取对应的物距。

用户只需要将相机对准被测物体，当相机对焦成功时，实际距离就会被显示给用户。

尽管参照实施例对所公开的涉及一种利用数码相机测定物体与拍摄相机之间距离的方法进行了特别描述，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。

Claims (1)

1.一种利用数码相机测定物体与拍摄相机之间距离的方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)将数码相机镜头中的各组镜片记为a₁，a₂，a₃，...，a_n，对于镜头对焦时，每组镜片离感光单元最近的距离值对应记为b₁、b₂、b₃……b_n，镜片处于某一位置时，当前位置与感光单元之间的距离值记为c₁，c₂，c₃，...，c_n，通过公式(1)得到分别与镜头对应的数值，记为d₁，d₂，d₃，...，d_n对于第a_i组镜片，其中0＜i≤n，记该镜片相对于感光单元的移动距离范围为0～L_imm，则d_i为：

其中0＜i≤n，i为整数；……(1)

(2)将所得到的d₁，d₂，d₃，...，d_n前后连接，得到物距的索引值ID_j＝d₁d₂d₃...d_n，其中0＜j≤相机中可实现的对焦状态最大值；

(3)在对焦时，对于镜头某个确定的状态测量对应的唯一物距值，记为u_j，其中0＜j≤相机中可实现的对焦状态最大值；

(4)建立镜头每个确定状态的物距值u_j与物距的索引值ID的对应关系；

(5)当对焦完成时，根据各组镜片当前的d₁，d₂，d₃，...，d_n得到对应的物距的索引值ID值，通过物距的索引值ID读取对应的物距。