CN103344213A - 一种双摄像头测量距离的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种双摄像头测量距离的方法，该方法包括：移动设备在测距时，通过其上的两个摄像头同时获取目标物体的图像，在接收到输入的一个摄像头获取的图像上的目标点时，在另外一个摄像头获取的图像上确定该目标点的成像点的位置，来计算所述目标物体到本移动设备的距离。基于同样的发明构思，本申请还提出一种装置，能够准确测出本移动设备到目标物体的距离。

Description

一种双摄像头测量距离的方法和装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种双摄像头测量距离的方法和装置。

背景技术

随着移动设备的普及应用，如手机等移动设备在生活中已不可或缺，移动设备附加的各种功能也越来越受大家的关注。如拍摄功能，测距功能等，增加了用户体验和趣味性。

现有的各种移动设备上，有些移动设备可以通过单摄像头测量与可见目标物体之间的距离，但是需要知道摄像头距离地面的高度，才能计算出移动设备到目标物体的距离。通常摄像头距离地面的高度不容易获得，即使获得了摄像头距离地面的高度，也会存在较大误差，从而使测量出的距离不够准确。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种双摄像头测量距离的方法和装置，能够准确测出本移动设备到目标物体的距离。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种双摄像头测量距离的方法，该方法应用于有两个摄像头的移动设备上，第一摄像头和第二摄像头的视角存在重叠区域，所述方法包括：

通过第一摄像头获取包含目标物体的第一图像，并记录焦距f1，同时通过第二摄像头获取第二图像，并记录焦距f2；

接收到输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点时，在第二图像上确定该目标点的成像点的位置，并确定在第一图像上该目标点的成像点与第一摄像头到该第一图像的垂直点的距离X1，以及在第二图像上该目标点的成像点与第二摄像头到该第二图像的垂直点的距离X2；

根据f1、f2、X1、X2和所述两个摄像头的中心距离T计算出与所述目标物体之间的距离Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1），并显示在显示屏上。

一种装置，该装置上部署两个摄像头，其特征在于，第一摄像头和第二摄像头的视角存在重叠区域，该装置包括：双摄像头模块、图像定位模块、距离计算模块和输入输出模块；

所述双摄像头模块，用于通过第一摄像头获取包含目标物体的第一图像，并记录焦距f1，同时通过第二摄像头获取第二图像，并记录焦距f2；

所述图像定位模块，用于当所述输入输出模块接收到输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点时，在所述双摄像头模块获取的第二图像上确定该目标点的成像点的位置，并确定在第一图像上该目标点的成像点与第一摄像头到该第一图像的垂直点的距离X1，以及在第二图像上该目标点的成像点与第二摄像头到该第二图像的垂直点的距离X2；

所述距离计算模块，用于根据所述双摄像头模块记录的f1、f2，所述图像定位模块确定的X1、X2和所述两个摄像头的中心距离T计算出所述目标物体到本装置的距离Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1）；

所述输入输出模块，用于接收输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点；将所述距离计算模块计算出的距离Z显示在显示屏上。

综上所述，本申请通过移动设备上的两个摄像头同时获取目标物体的图像，在接收到输入的一个摄像头获取的图像上的目标点时，在另外一个摄像头获取的图像上确定该目标点的成像点的位置，来计算所述目标物体到本移动设备的距离，能够准确测出本移动设备到目标物体的距离。

附图说明

图1为本发明具体实施例中双摄像头测量距离的方法流程示意图；

图2为双摄像头测量距离的示意图；

图3为本发明具体实施例中应用于上述技术的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

本发明实施例中提出一种双摄像头测量距离的方法，该方法应用于有两个摄像头的移动设备上，两个摄像头的视角存在重叠区域。该移动设备在测距时，通过其上的两个摄像头同时获取目标物体的图像，在接收到输入的一个摄像头获取的图像上的目标点时，在另外一个摄像头获取的图像上确定该目标点的成像点的位置，来计算所述目标物体到本移动设备的距离，能够准确测出本移动设备到目标物体的距离。

本发明具体实施例中的移动设备可以为手机，也可以为ipad、平板电脑等可移动的设备，并且在其上部署两个摄像头，来实现本发明具体实施例中的测距。部署的两个摄像头的视角必须要存在重叠区域，即拍摄出的图片有重叠的部分。

为了在具体实施例中描述的方便，将两个摄像头中的一个摄像头称为第一摄像头，将另外一个摄像头称为第二摄像头。第一摄像头和第二摄像头的视角存在重叠区域。在具体实施例中以输入位于第一摄像头获取的图像上的目标点为例，具体实现时，也可以输入位于第二摄像头获取的图像上的目标点为例。

参见图1，图1为本发明具体实施例中双摄像头测量距离的方法流程示意图。具体步骤为：

步骤101，移动设备通过第一摄像头获取包含目标物体的第一图像，并记录焦距f1，同时通过第二摄像头获取第二图像，并记录焦距f2。

如果需要测试到目标物体的距离时，开启移动设备上的测量距离功能，并通过移动设备上的两个摄像头同时获取图像。在具体实现时，为了操作方便，通过一个摄像头获取包含目标物体的图像。对于另外一个摄像头获取的图像是否包含该目标物体的图像可以不关心。

当然为了一次能够成功测量出该目标物体到本移动设备的距离，可以直接调整移动设备的角度，使两个摄像头都能够捕获到包含目标物体的图像。

该移动设备获取的图像可以以图片的形式显示，也可以仅以像素点的方式记录。

这时，还需分别记录两个摄像头获取图像时，各自的焦距，以备后续计算距离时使用。两个摄像头的焦距可以一样也可以不一样。

步骤102，该移动设备接收到输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点时，在第二图像上确定该目标点的成像点的位置，并确定在第一图像上该目标点的成像点与第一摄像头到该第一图像的垂直点的距离X1，以及在第二图像上该目标点的成像点与第二摄像头到该第二图像的垂直点的距离X2。

该移动设备可能在获取图像的同时接收到输入的目标点，也可能在获取图像后接收到输入的目标点。在具体实现时，由移动设备的配置或人为的操作确定。下面给出一种同获取图像同时接收到输入的目标点的具体实现方式：

移动设备通过两个摄像头获取图像过程中，通过其中一个摄像头，如第一摄像头，拍摄目标物体时，移动十字形瞄准器，或移动摄像头范围来改变并获取瞄准器中心点对准的目标点，点击确定后，两个摄像头获取图像，并且输入位于该摄像头获取的图像上的目标点，该目标点为十字形瞄准器中心点对应的点。

当通过两个摄像头获取的图像以图片的形式显示时，可以在移动设备的屏幕上显示一个摄像头获取的图像，并在屏幕上拖动十字形瞄准器选中作为目标点的点并输入。

由于图像的一个像素点数据仅由颜色确定，因此，仅通过一个目标点的像素点数据在另外一个图像中不容易确定具体位置，因此，步骤102中在第二摄像头获取的图像上确定该目标点的成像点的位置，具体可以通过如下方式实现：

该移动设备接收到输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点时，以输入的位于第一图像上的目标点为中心点，按预设尺寸将该目标点扩大为目标区域，在第二图像上确定是否存在，且唯一的扩大后的目标区域，如果是，根据扩大后的目标区域在第二图像上确定该目标点的成像点的位置；否则，继续扩大目标区域，直到确定存在，且唯一的目标区域，在第二图像上确定该目标点的成像点的位置。

在具体实现时，扩大后的目标区域可以为圆形、方形等预先配置希望匹配的形状。如果是圆形，预设尺寸为半径，可以预设多个尺寸，从小到大依次扩大目标区域，在第二摄像头获取的图像中匹配该目标区域，如果匹配到，且唯一时，将该目标区域再还原成目标点，从而，确定了目标点在第二图像中的位置。

若扩大后的目标区域已包含第一图像，且在第二图像上未能确定存在且唯一的所述扩大后的目标区域，当该移动设备再次接收到输入的位于第一图像的所述目标物体上的新的目标点时，重新确定该新输入的目标点在第二图像上的位置。

如果能够显示获取的图像，也可以先确定第二摄像头获取的图像，即第二图像上是否存在该目标点，或者所述目标物体的图像。如果不存在，直接重新获取图像；如果存在，可以再次输入目标点，在第二图像中确定再次输入的目标点的成像点的位置。

若扩大后的目标区域已包含第一图像，仍然不能确定目标点在第二图像中的成像点的位置时，该移动设备变化角度，或调节摄像头的焦距，通过两个摄像头重新获取所述目标物体在两个摄像头中的图像，并重新测量本移动设备到所述目标物体的距离。

由于两个摄像头的视角存在重叠区域，因此，在一个摄像头获取的图像上的一点，可能在另外一个摄像头获取的图像中找到，如果未找到，可能由于拍摄角度，或者摄像头焦距的影响，需要扩大目标范围或改变目标点进行匹配。如果匹配还是失败，可以重新进行图像的获取，即通过改变目标图像，来最终确定输入的位于第一摄像头获取的图像上的目标点在第二摄像头获取的图像上的位置。

该移动设备接收到输入的位于第一图像上的目标点时，可以获知该目标点在第一图像上的位置，并确定出该目标点在第二图像上的成像点的位置。进而可以确定并确定在第一图像上该目标点的成像点与第一摄像头到该第一图像的垂直点的距离X1，以及在第二图像上该目标点的成像点与第二摄像头到该第二图像的垂直点的距离X2。

具体实现时，可以知道一个像素点到另外一个像素点之间间隔的像素点的个数，以及各像素点的物理尺寸，进而可以确定两个成像点，即两个像素点的距离。还可以通过建立坐标等方法，计算两个像素点之间的距离，这里不再一一详述。

步骤103，该移动设备根据f1、f2、X1、X2和所述两个摄像头的中心距离T计算出与所述目标物体之间的距离Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1），并显示在显示屏上。

参见图2，图2为双摄像头测量距离的示意图。图2中f1为第一摄像头的焦距，f2为第二摄像头的焦距；x1为目标点在第一摄像头获取的图像中与获取的图像的中心点之间的距离；x2为目标点在第二摄像头获取的图像中与获取的图像的中心点之间的距离。T为两个摄像头的中心距离。目标点在所述两个摄像头中心点连线的垂直点，与第一摄像头的中心点之间的距离为T1，与第二摄像头的中心点之间的距离为T2，且TI+T2=T。目标物体上的一点到本移动设备的距离为Z。

在图2中，根据几何关系，可知，x1/f1=T1/Z，x2/f2=T2/Z，且TI+T2=T，进而，可得出Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1）。

由图2可知，我们真正计算出的Z为目标物体上的某一点到移动设备上的两个摄像头的中心连线的垂直距离Z，将Z作为移动设备到目标物体的距离。

本发明具体实施例中基于同样的发明构思，还提出一种装置，可应用于移动设备上，该装置上部署两个摄像头，第一摄像头和第二摄像头的视角存在重叠区域。参见图3，图3为本发明具体实施例中应用于上述技术的装置的结构示意图。该装置包括：双摄像头模块301、图像定位模块302、距离计算模块303和输入输出模块304。

双摄像头模块301，用于通过第一摄像头获取包含目标物体的第一图像，并记录焦距f1，同时通过第二摄像头获取第二图像，并记录焦距f2。

图像定位模块302，用于当输入输出模块304接收到输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点时，在双摄像头模块301获取的第二图像上确定该目标点的成像点的位置，并确定在第一图像上该目标点的成像点与第一摄像头到该第一图像的垂直点的距离X1，以及在第二图像上该目标点的成像点与第二摄像头到该第二图像的垂直点的距离X2。

距离计算模块303，用于根据双摄像头模块301记录的f1、f2，图像定位模块302确定的X1、X2和所述两个摄像头的中心距离T计算出所述目标物体到本装置的距离Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1）。

输入输出模块304，用于接收输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点；将距离计算模块303计算出的距离Z显示在显示屏上。

较佳地，

距离计算模块303，用于根据f1、X1和T1，计算Z为T1f1/X1；根据f2、X2和T2，计算Z为T2f2/X2；根据T1+T2=T，该移动设备计算出所述目标物体到本装置的距离Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1）；所述目标点在所述两个摄像头中心点连线的垂直点，与第一摄像头的中心点之间的距离为T1，与第二摄像头的中心点之间的距离为T2。

较佳地，

图像定位模块302，用于以输入的位于第一图像上的目标点为中心点，按预设尺寸将该目标点扩大为目标区域，在第二图像上确定是否存在，且唯一的扩大后的目标区域，如果是，根据扩大后的目标区域在第二图像上确定该目标点的成像点的位置；否则，继续扩大目标区域，直到确定存在，且唯一的目标区域，在第二图像上确定该目标点的成像点的位置。

较佳地，

图像定位模块302，进一步用于若扩大后的目标区域已包含第一图像，且在第二图像上未能确定存在且唯一的所述扩大后的目标区域，当输入输出模块304再次接收到输入的位于第一图像的所述目标物体上的新的目标点时，重新确定该新输入的目标点在第二图像上的成像点的位置。

较佳地，

双摄像头模块301，进一步用于若扩大后的目标区域已包含第一图像，且在第二图像上未能确定所述目标点的成像点的位置，变化角度，或调整摄像头焦距，通过两个摄像头重新获取图像，测量本装置到所述目标物体的距离。

上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

综上所述，本发明具体实施例中移动设备在测距时，通过其上的两个摄像头同时获取目标物体的图像，在接收到输入的一个摄像头获取的图像上的目标点时，在另外一个摄像头获取的图像上确定该目标点的成像点的位置，来计算所述目标物体到本移动设备的距离，能够准确测出本移动设备到目标物体的距离。

本发明具体实施例中给出的测量距离方法，使测量变得更简单，快捷，并且准确，增加用户体验和趣味性。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双摄像头测量距离的方法，该方法应用于有两个摄像头的移动设备上，其特征在于，第一摄像头和第二摄像头的视角存在重叠区域，所述方法包括：

通过第一摄像头获取包含目标物体的第一图像，并记录焦距f1，同时通过第二摄像头获取第二图像，并记录焦距f2；

接收到输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点时，在第二图像上确定该目标点的成像点的位置，并确定在第一图像上该目标点的成像点与第一摄像头到该第一图像的垂直点的距离X1，以及在第二图像上该目标点的成像点与第二摄像头到该第二图像的垂直点的距离X2；

根据f1、f2、X1、X2和所述两个摄像头的中心距离T计算出与所述目标物体之间的距离Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1），并显示在显示屏上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述该移动设备根据f1、f2、X1、X2和所述两个摄像头的中心距离T计算出与所述目标物体之间的距离Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1）包括：

所述目标点在所述两个摄像头中心点连线的垂直点，与第一摄像头的中心点之间的距离为T1，与第二摄像头的中心点之间的距离为T2，且TI+T2=T；

根据f1、X1和T1，计算Z为T1f1/X1；根据f2、X2和T2，计算Z为T2f2/X2；

根据T1+T2=T，计算出与所述目标物体之间的距离Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收到输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点时，在第二图像上确定该目标点的成像点的位置，包括：

接收到输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点时，以输入的位于第一图像上的目标点的成像点为中心点，按预设尺寸将该目标点的成像点扩大为目标区域，在第二图像上确定是否存在，且唯一的扩大后的目标区域，如果是，根据扩大后的目标区域在第二图像上确定该目标点的成像点的位置；否则，继续扩大目标区域，直到确定存在，且唯一的目标区域，在第二图像上确定该目标点的成像点的位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

若扩大后的目标区域已包含第一图像，且在第二图像上未能确定存在且唯一的所述扩大后的目标区域，则当再次接收到输入的位于第一图像上的所述目标物体上的新的目标点时，重新确定该新输入的目标点在第二图像上的成像点的位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

若扩大后的目标区域已包含第一图像，且在第二图像上未能确定该目标点的成像点的位置，则变化角度，或调整摄像头焦距，通过两个摄像头重新获取图像，测量与所述目标物体之间的距离。

6.一种装置，该装置上部署两个摄像头，其特征在于，第一摄像头和第二摄像头的视角存在重叠区域，该装置包括：双摄像头模块、图像定位模块、距离计算模块和输入输出模块；

所述双摄像头模块，用于通过第一摄像头获取包含目标物体的第一图像，并记录焦距f1，同时通过第二摄像头获取第二图像，并记录焦距f2；

所述图像定位模块，用于当所述输入输出模块接收到输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点时，在所述双摄像头模块获取的第二图像上确定该目标点的成像点的位置，并确定在第一图像上该目标点的成像点与第一摄像头到该第一图像的垂直点的距离X1，以及在第二图像上该目标点的成像点与第二摄像头到该第二图像的垂直点的距离X2；

所述距离计算模块，用于根据所述双摄像头模块记录的f1、f2，所述图像定位模块确定的X1、X2和所述两个摄像头的中心距离T计算出所述目标物体到本装置的距离Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1）；

所述输入输出模块，用于接收输入的位于第一图像上的所述目标物体上的目标点；将所述距离计算模块计算出的距离Z显示在显示屏上。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述距离计算模块，用于根据f1、X1和T1，计算Z为T1f1/X1；根据f2、X2和T2，计算Z为T2f2/X2；根据T1+T2=T，计算出所述目标物体到本装置的距离Z为Tf1f2/（X1f2+X2f1）；所述目标点在所述两个摄像头中心点连线的垂直点，与第一摄像头的中心点之间的距离为T1，与第二摄像头的中心点之间的距离为T2。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，

所述图像定位模块，用于以输入的位于第一图像上的目标点为中心点，按预设尺寸将该目标点扩大为目标区域，在第二图像上确定是否存在，且唯一的扩大后的目标区域，如果是，根据扩大后的目标区域在第二图像上确定该目标点的成像点的位置；否则，继续扩大目标区域，直到确定存在，且唯一的目标区域，在第二图像上确定该目标点的成像点的位置。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述图像定位模块，进一步用于若扩大后的目标区域已包含第一图像，且在第二图像上未能确定存在且唯一的所述扩大后的目标区域，当所述输入输出模块再次接收到输入的位于第一图像的所述目标物体上的新的目标点时，重新确定该新输入的目标点在第二图像上的成像点的位置。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述双摄像头模块，进一步用于若扩大后的目标区域已包含第一图像，且在第二图像上未能确定所述目标点的成像点的位置，变化角度，或调整摄像头焦距，通过两个摄像头重新获取图像，测量本装置到所述目标物体的距离。

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