CN106643667B - 测距方法和装置 - Google Patents

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CN106643667B
CN106643667B CN201611151014.9A CN201611151014A CN106643667B CN 106643667 B CN106643667 B CN 106643667B CN 201611151014 A CN201611151014 A CN 201611151014A CN 106643667 B CN106643667 B CN 106643667B
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Abstract

本申请实施例提供了一种测距方法和装置,其中,该测距方法包括以下步骤:通过第一镜头,获取第一图像;通过第二镜头,获取第二图像,其中第一镜头和第二镜头位于不同位置;根据第一图像,确定第一镜头的观测夹角;根据第一图像、第二图像和观测目标中的目标像素特征,确定第二镜头的观测夹角;根据第一镜头的观测夹角、第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距确定第一镜头与观测目标的距离。由于该方案通过位于不同位置的两个镜头分别获取第一图像和第二图像,并根据上述图像和观测目标中的目标像素特征确定观测目标,进而确定距离,解决了现有测距方法存在的测量过程繁琐、误差大、不实用的技术问题,达到快速、准确测距的技术效果。

Description

测距方法和装置
技术领域
本申请涉及地质测量技术领域,特别涉及一种测距方法和装置。
背景技术
在进行实际的地质测量的工作中,往往需要测量距离。例如,物探野外采集经常会遇到沼泽、险山等测量设备难以到位的复杂地形或者树木、建筑物等遮挡或者无测量卫星(GNSS)信号覆盖区域的情况。由于施工要求,常常需要对这些地区可视范围内的某些物体,例如工区,远处山体等进行距离测量。
目前,常用的野外测距方法一般是使用专业的测量工具,例如链尺、GNSS设备、激光测距仪等,对目标物的距离进行测量。但是,在具体实施时,上述测距方法由于测距过程繁琐、复杂,且所使用的测量工具中部分工具比较贵重,不方便随身携带;部分工具容易受环境条件的影响,使用范围有限。因此,具体施工时,现有的测距方法往往会存在测量过程繁琐、误差大、不实用,受环境影响大的技术问题,不能实现简单、快速、便捷地测距。
针对上述问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种测距方法和装置,以解决现有的测距方法存在的测量过程繁琐、误差大、不实用,受环境影响大的技术问题。
本申请实施例提供了一种测距方法,包括:
通过第一镜头,获取包含观测目标的第一图像;
通过第二镜头,获取包含所述观测目标的第二图像,其中,所述第一镜头和所述第二镜头位于不同的位置;
根据所述第一图像,确定第一镜头的观测夹角;
根据所述第一图像、所述第二图像和观测目标中的目标像素特征,确定第二镜头的观测夹角;
根据所述第一镜头的观测夹角、所述第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距,确定所述第一镜头与所述观测目标的距离。
在一个实施方式中,通过第二镜头,获取包含所述观测目标的第二图像,包括:
根据所述第一图像,确定观测目标中的目标像素特征;
通过所述第二镜头,选取包含有所述观测目标中的目标像素特征的图像作为所述第二图像。
在一个实施方式中,根据所述第一图像,确定第一镜头的观测夹角,包括:
根据所述第一图像,确定第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第一图像的像素起始点的位置坐标和第一图像的中心像素点的位置坐标;
根据所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第一图像的像素起始点的位置坐标和所述第一图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第一镜头的观测夹角。
在一个实施方式中,根据所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第一图像的像素起始点的位置坐标和所述第一图像的中心像素点的位置坐标,按照以下公式,计算所述第一镜头的观测夹角:
其中,θ为所述第一镜头的观测夹角,LOD为所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置第一图像观测目标的像素点位置和所述第一图像的中心像素点的位置所述第一图像中心像素点的位置的间距,LAD为所述第一图像的像素起始点的位置所述第一图像像素起始点的位置和所述第一图像的中心像素点的位置所述第一图像中心像素点的位置的间距,a为所述第一镜头的视场角。
在一个实施方式中,根据所述第一图像、所述第二图像和观测目标中的目标像素特征,确定第二镜头的观测夹角所述第一图像和所述第二图像,确定第二镜头的观测夹角,包括:
根据所述观测目标中的目标像素特征,对所述第一图像和所述第二图像进行像素颜色值计算,确定第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第二图像的像素起始点的位置坐标和第二图像的中心像素点的位置坐标;
根据所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第二图像的像素起始点的位置坐标和所述第二图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第二镜头的观测夹角。
在一个实施方式中,根据所述观测目标中的目标像素特征,对所述第一图像和所述第二图像进行像素颜色值计算,确定第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第二图像的像素起始点的位置坐标和第二图像的中心像素点的位置坐标,包括:
根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第一图像进行像素颜色值计算,获取第一像素红色值折线图、第一像素绿色值折线图和第一像素蓝色值折线图;
根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第二图像进行像素颜色值计算,获取第二像素红色值折线图、第二像素绿色值折线图和第二像素蓝色值折线图;
根据所述第一像素红色值折线图、所述第一像素绿色值折线图、所述第一像素蓝色值折线图、所述第二像素红色值折线图、所述第二像素绿色值折线图和所述第二像素蓝色值折线图,确定所述第一图像和所述第二图像的重叠区域;
根据所述重叠区域内横向上的第一像素红色值、第一像素绿色值、第一像素蓝色值、第二像素红色值、第二像素绿色值和第二像素蓝色值,确定所述第二图像观测目标的像素点位置坐标、所述第二图像像素起始点的位置坐标和所述第二图像中心像素点的位置坐标。
在一个实施方式中,根据所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第二图像的像素起始点的位置坐标和所述第二图像的中心像素点的位置坐标,按照以下公式,计算所述第二镜头的观测夹角根据所述第二图像观测目标的像素点位置坐标、所述第二图像像素起始点的位置坐标和所述第二图像中心像素点的位置坐标,按照以下公式,确定所述第二镜头的观测夹角:
其中,为所述第二镜头的观测夹角,为所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置第一图像观测目标的像素点位置和所述第二图像的中心像素点的位置所述第一图像中心像素点的位置的间距,为所述第二图像的像素起始点的位置所述第一图像像素起始点的位置和所述第二图像的中心像素点的位置所述第一图像中心像素点的位置的间距,为所述第一第二镜头的视场角。
在一个实施方式中,根据所述第一镜头的观测夹角、所述第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距,求解所述第一镜头与所述观测目标的距离根据所述第一镜头的观测夹角、所述第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距求解所述第一镜头与所述观测目标的距离,包括:
在所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于同侧的情况下,按照以下公式,求解所述第一镜头与所述观测目标的距离:
其中,X为所述第一镜头与所述观测目标的距离,θ为所述第一镜头的观测夹角,为所述第二镜头的观测夹角,L为所述第一镜头与第二镜头的间距;
在所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于不同侧的情况下,按照以下公式,计算所述第一镜头与所述观测目标的距离:
其中,X为所述第一镜头与所述观测目标的距离,θ为所述第一镜头的观测夹角,为所述第二镜头的观测夹角,L为所述第一镜头与第二镜头的间距。
在一个实施方式中,在通过第一镜头,获取包含观测目标的第一图像之前,调整所述第一镜头和所述第二镜头之间的间距。
基于相同的发明构思,本申请实施例还提供了一种测距装置,包括:
第一获取模块,用于通过第一镜头,获取包含观测目标的第一图像;
第二获取模块,用于通过第二镜头,获取包含所述观测目标的第二图像,其中,所述第一镜头和所述第二镜头位于不同的位置;
第一确定模块,用于根据所述第一图像,确定第一镜头的观测夹角;
第二确定模块,用于根据所述第一图像、所述第二图像和观测目标中的目标像素特征,确定第二镜头的观测夹角;
第三确定模块,用于根据所述第一镜头的观测夹角、所述第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距,确定所述第一镜头与所述观测目标的距离。
在一个实施方式中,所述第一确定模块包括:
第一坐标确定单元,用于根据所述第一图像,确定第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第一图像的像素起始点的位置坐标和第一图像的中心像素点的位置坐标;
第一夹角确定单元,用于根据所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第一图像的像素起始点的位置坐标和所述第一图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第一镜头的观测夹角。
在一个实施方式中,所述第二确定模块包括:
第二坐标确定单元,用于根据所述观测目标中的目标像素特征,对所述第一图像和所述第二图像进行像素颜色值计算,确定第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第二图像的像素起始点的位置坐标和第二图像的中心像素点的位置坐标;
第二夹角确定单元,用于根据所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第二图像的像素起始点的位置坐标和所述第二图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第二镜头的观测夹角。
在一个实施方式中,所述第二坐标确定单元包括:
第一获取子单元,用于根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第一图像进行像素颜色值计算,获取第一像素红色值折线图、第一像素绿色值折线图和第一像素蓝色值折线图;
第二获取子单元,用于根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第二图像进行像素颜色值计算,获取第二像素红色值折线图、第二像素绿色值折线图和第二像素蓝色值折线图;
第一确定子单元,用于根据所述第一像素红色值折线图、所述第一像素绿色值折线图、所述第一像素蓝色值折线图、所述第二像素红色值折线图、所述第二像素绿色值折线图和所述第二像素蓝色值折线图,确定所述第一图像和所述第二图像的重叠区域;
第二确定子单元,用于根据所述重叠区域内横向上的第一像素红色值、第一像素绿色值、第一像素蓝色值、第二像素红色值、第二像素绿色值和第二像素蓝色值,确定所述第二图像观测目标的像素点位置坐标、所述第二图像像素起始点的位置坐标和所述第二图像中心像素点的位置坐标。
在本申请实施例中,通过位于不同位置的任意设备的两个镜头分别获取含有观测目标的两个图像,再根据观测目标中目标像素特征,确定第一镜头的观测夹角和第二镜头的观测夹角,进而可以确定观测目标与第一镜头的距离。避免了使用专业测距工具测量的繁琐过程,从而解决了现有测距方法中存在的测量过程繁琐、误差大、不实用,受环境影响大的技术问题,达到快速、简便测量距离的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请实施例的测距方法的处理流程图;
图2是根据本申请实施例的测距方法中的确定第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第二图像的像素起始点的位置坐标和第二图像的中心像素点的位置坐标的处理流程图;
图3是根据本申请实施例的测距装置的组成结构图;
图4是应用本申请实施例提供测距方法/装置的第一镜头和第二镜头观测示意图;
图5是应用本申请实施例提供测距方法/装置的第一镜头观测夹角示意图;
图6是应用本申请实施例提供测距方法/装置的获取第一镜头观测夹角的示意图;
图7是应用本申请实施例提供测距方法/装置的第二镜头待测位置确定示意图;
图8是应用本申请实施例提供测距方法/装置的第一图像、第二图像的R值对比折线示意图;
图9是应用本申请实施例提供测距方法/装置的第一图像、第二图像的G值对比折线示意图;
图10是应用本申请实施例提供测距方法/装置的第一图像、第二图像的B值对比折线示意图;
图11是应用本申请实施例提供测距方法/装置的近距离测距示意图;
图12是应用本申请实施例提供测距方法/装置的近距离获取图像;
图13是应用本申请实施例提供测距方法/装置的较远距离测距示意图;
图14是应用本申请实施例提供测距方法/装置的较远距离测距第一镜头、第二镜头获取图像;
图15是应用本申请实施例提供测距方法/装置的较远距离测O1待测点图像切片示意图;
图16是应用本申请实施例提供测距方法/装置的较远距离测得距离与实际距离对比示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
考虑到现有的测距方法,大多是利用专业的测量工具对待测目标的距离进行测量。由于现有的测距方法,测量过程复杂、步骤繁琐;且多数测量工具例如链尺、GNSS设备、激光测距仪等设备,有的比较贵重,不方便随身携带,有的使用时受环境条件的制约比较大,使用范围有限。导致现有的测距方法具体实施时会存在测量过程繁琐、误差大、不实用,受环境影响大的技术问题,不能达到简单、快速、便捷地测距的需求。针对产生上述技术问题的根本原因,本申请考虑可以利用简便、常见的设备(例如手机)作为测量工具,通过位于不同位置的第一镜头和第二镜头分别获取含有观测目标的两个图像,根据观测目标中目标像素特征,通过上述两个图像分别确定第一镜头的观测夹角和第二镜头的观测夹角,进而可以通过三角关系确定观测目标与第一镜头的距离。从而解决了现有测距方法中存在的测量过程繁琐、误差大、不实用,受环境影响大的技术问题,达到快速、简便测量距离的技术效果。
基于上述思考思路,本申请提供了一种测距方法。请参阅图1。本申请提供的测距方法,可以包括以下步骤。
步骤101:通过第一镜头,获取包含观测目标的第一图像。
步骤102:通过第二镜头,获取包含所述观测目标的第二图像,其中,所述第一镜头和所述第二镜头位于不同的位置。
在一个实施方式中,通过第二镜头,获取包含所述观测目标的第二图像的具体过程可以包括:根据所述第一图像,确定观测目标中的目标像素特征;通过所述第二镜头,选取包含有所述观测目标中的目标像素特征的图像作为所述第二图像。
在本实施方式中,所述观测目标中的目标像素特征指的可以是图像中的观测目标区别于所在图像中其他人、物或者图像背景的像素上的区别特征。通过观测目标中的目标像素特征可以在不同的图像中锁定同一个指定的观测目标。其中,本实施方式中的观测目标中的目标像素特征可以是图像中观测目标的目标像素点的像素颜色分布值。由于纯色相对于混合色受外界光照环境干扰更小,为了进一步降低误差,在本实施方式中将图像的色素拆分为R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)三原色。相应的,观测目标中目标像素特征可以包括:像素红色分布值、像素绿色分布值和像素蓝色分布值,即对应的R值、G值和B值。
具体实施时,上述观测目标中的目标像素特征具有多种用途,例如:
1)上述目标像素特征可以用于确定第二图像中是否包含观测目标,即可以根据该目标像素特征通过第二镜头选择包含观测目标的图像作为所使用的第二图像。
譬如,观测目标如果是飞标靶的靶心,可以根据第一图像中的飞标靶的靶心,先确定该靶心区别于图像背景的观测目标中目标像素特征,即一个红点外嵌套一个绿色圆环。根据这个红点外嵌套一个绿色圆环的像素特征可以分别通过第二镜头选择包含有靶心的图像作为第二图像。
2)进一步的,上述目标像素特征还可以在后续图像的分析处理时分别用于确定第一图像中和第二图像中各个相关像素点的位置坐标。
需要说明的是,在本实施方式中可以以像素红色分布值、像素绿色分布值和像素蓝色分布值三个作为观测目标中的目标像素特征,也可以以像素红色分布值、像素绿色分布值和像素蓝色分布值中的一个或两个作为观测目标中的目标像素特征。具体实施时,可以根据具体情况或者具体要求,选取一个或多个像素颜色分布值作为观测目标中的目标像素特征。对此,本申请不作限定。
在本实施方式中,考虑到采用三种像素颜色分布值相互之间进行对比参考,可以使得确定的各个相关像素点的位置坐标更加准确、可靠,在本例中,选择以像素红色分布值、像素绿色分布值和像素蓝色分布值三个一起作为观测目标中的目标像素特征。
步骤103:根据所述第一图像,确定第一镜头的观测夹角。
在一个实施方式中,为了确定第一镜头的观测夹角,具体可以按照以下步骤执行:
S1:根据所述第一图像,确定第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第一图像的像素起始点的位置坐标和第一图像的中心像素点的位置坐标。
在本实施方式中,具体实施时,可以参阅图6,根据观测目标中的目标像素特征锁定图像中的观测目标,以第一图像中观测目标所在的点O为基准点,即本实施方式中的观测目标的目标像素点,做平行于第一图像底边的并连接第一图像左右两侧边的直线作为横坐标轴X轴,以该横坐标轴左端连接第一图像左侧边的点A作为坐标原点,即本实施方式中的像素起始点;以该横坐标轴右端连接第一图像右侧的点B作为本实施方式中的像素终点;以该横坐标轴的中点D为中心像素点。如果需要,还可以以过A点垂直于X轴的线为纵坐标轴Y轴。根据上述坐标轴分别确定第一图像各个相关像素点的位置坐标。例如:第一图像的像素起始点A点的横坐标为0,第一图像中观测目标的目标像素点O点的横坐标为274,第一图像的像素终点B点的横坐标为720,第一图像的中心像素点D点的横坐标为360,这样就完成了图6中关于第一图像各个相关像素点的位置坐标的确定。
S2:根据所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第一图像的像素起始点的位置坐标和所述第一图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第一镜头的观测夹角。
在一个实施方式中,为了确定第一镜头的观测夹角,具体可以按照以下公式,计算所述第一镜头的观测夹角:
其中,θ为所述第一镜头的观测夹角,LOD为所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置和所述第一图像的中心像素点的位置的间距,LAD为所述第一图像的像素起始点的位置和所述第一图像的中心像素点的位置的间距,a为所述第一镜头的视场角。
在本实施方式中,需要说明的是第一镜头的视场角a的值可以由第一镜头自身决定,是已知的固定值。当然,对于一些设备,例如相机,可以更换镜头或者改变镜头所使用的视场角,则可以以真实获取第一图像时所使用的镜头的视场角作为上述第一镜头的视场角。
步骤104:根据所述第一图像、所述第二图像和观测目标中的目标像素特征,确定第二镜头的观测夹角。
在一个实施方式中,为了确定第二镜头的观测夹角,具体可以按照以下步骤执行。
S1:根据所述观测目标中的目标像素特征,对所述第一图像和所述第二图像进行像素颜色值计算,确定第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第二图像的像素起始点的位置坐标和第二图像的中心像素点的位置坐标。
在一个实施方式中,为了根据第一图像和第二图像,通过利用观测目标中的目标像素特征确定第二图像中的观测目标,再根据观测目标中的目标像素特征,结合第一图像中的信息,确定第二图像中各个相关像素点的位置坐标。具体可以参阅图2,按照以下的方法实施。
S1-1:根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第一图像进行像素颜色值计算,获取第一像素红色值折线图、第一像素绿色值折线图和第一像素蓝色值折线图;
在本实施方式中,第一像素红色值折线图可以是第一图像中沿横坐标轴的像素红色值的分布图,即第一图像的R值折线图;第一像素绿色值折线图可以是第一图像中沿横坐标轴的像素绿色值的分布图,即第一图像的G值折线图;第一像蓝色值折线图可以是第一图像中沿横坐标轴的像素蓝色值的分布图,即第一图像的B值折线图。通过上述各个折线图,可以获取第一图像中沿横坐标轴各个位置处的对应的各种像素颜色值的分布值。
S1-2:根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第二图像进行像素颜色值计算,获取第二像素红色值折线图、第二像素绿色值折线图和第二像素蓝色值折线图;
在本实施方式中,第二像素红色值折线图可以是第二图像中沿横坐标轴的像素红色值的分布图,即第二图像的R值折线图;第二像素绿色值折线图可以是第二图像中沿横坐标轴的像素绿色值的分布图,即第二图像的G值折线图;第二像蓝色值折线图可以是第二图像中沿横坐标轴的像素蓝色值的分布图,即第二图像的B值折线图。通过上述各个折线图,可以获取第二图像中沿横坐标轴各个位置处的对应的各种像素颜色值的分布值。
S1-3:根据所述第一像素红色值折线图、所述第一像素绿色值折线图、所述第一像素蓝色值折线图、所述第二像素红色值折线图、所述第二像素绿色值折线图和所述第二像素蓝色值折线图,确定所述第一图像和所述第二图像的重叠区域;
在本实施方式中,所述第一图像和所述第二图像的重叠区域指的是第一图像和第二图像中包含有观测目标以及该观测目标预设范围区域内的部分图像。
S1-4:根据所述重叠区域内横向上的第一像素红色值、第一像素绿色值、第一像素蓝色值、第二像素红色值、第二像素绿色值和第二像素蓝色值,确定所述第二图像观测目标的像素点位置坐标、所述第二图像像素起始点的位置坐标和所述第二图像中心像素点的位置坐标。
在本实施方式中,可以参阅图7至图10,按照上述方法可以先根据图像中相同的像素颜色值作为参考,对第一图像和第二图像分别进行对比和拉伸处理,使得第一图像和第二图像的坐标间距相同,从而可以根据第一图像的像素坐标确定第二图像的像素坐标。当然,也可以以第二图像的像素坐标为准,根据第二图像的像素坐标确定第一图像的像素坐标。再根据处理后像素坐标,通过对应的像素颜色值,确定各个图像中各个像素点的位置坐标。例如,可以通过图8的上下两张图,其中,图8上图是主图,即第一图像的R值折线图,下图是副图,即第二图像的R值折线图。以第一图像的R值折线图的像素坐标为准,对第二图像进行相应拉伸,使得第二图像的像素坐标的间距与第一图像的相同,再根据拉伸处理后的第二图像,确定第二图像中观测目标的像素点的横坐标值。例如,可知观测目标像素点的对应的R值位置为419。需要说明的是,同一个观测目标在第一图像中观测目标的像素点的对应R值的位置坐标值为274,与在第二图像的位置坐标不同。
S2:根据所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第二图像的像素起始点的位置坐标和所述第二图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第二镜头的观测夹角。
在一个实施方式中,为了确定第二镜头的观测夹角,具体可以按照以下公式,计算所述第二镜头的观测夹角:
其中,为所述第二镜头的观测夹角,为所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置和所述第二图像的中心像素点的位置的间距,为所述第二图像的像素起始点的位置和所述第二图像的中心像素点的位置的间距,为所述第二镜头的视场角。在本实施方式中,同样需要说明的是第二镜头的视场角的值一般由第二镜头自身决定,是已知的固定值。当然,对于一些设备,例如相机,可以更换镜头或者改变镜头所使用的视场角,则以真实获取第一图像时所使用的镜头的视场角作为上述第一镜头的视场角。
步骤105:根据所述第一镜头的观测夹角、所述第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距,求解所述第一镜头与所述观测目标的距离。
为了确定第一镜头与观测目标的距离,具体可以根据下列的两种情况,选择不同的计算公式,确定相应的距离。
第一种情况
在所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于同侧的情况下,按照以下公式,求解所述第一镜头与所述观测目标的距离:
其中,X为所述第一镜头与所述观测目标的距离,θ为所述第一镜头的观测夹角,为所述第二镜头的观测夹角,L为所述第一镜头与第二镜头的间距。
在本实施方式中,所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于同侧,具体可以是指当第一镜头和第二镜头的位置都位于观测目标的一侧。例如,第一镜头和第二镜头的位置均位于观测目标的左侧,则第一镜头的观测角和第二镜头的观测角都位于垂直观测目标所在平面的直线的右侧,即所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于同侧。
第二种情况
在所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于不同侧的情况下,按照以下公式,计算所述第一镜头与所述观测目标的距离:
其中,X为所述第一镜头与所述观测目标的距离,θ为所述第一镜头的观测夹角,为所述第二镜头的观测夹角,L为所述第一镜头与第二镜头的间距。
在本实施方式中,所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于不同侧,具体可以是指当第一镜头和第二镜头的位置分别位于观测目标的两侧。例如,可以参阅图4。第一镜头位于观测目标的右侧,第二镜头的位置位于观测目标的左侧,则第一镜头的观测角位于垂直观测目标所在平面的直线的左侧,而第二镜头的观测角位于垂直观测目标所在平面的直线的右侧,即所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于不同侧。
在一个实施方式中,第一镜头和第二镜头间的间距可以固定,也可以根据具体需求调整第一镜头和第二镜头之间的间距。例如,当观测目标与第一镜头距离较近时,可以适当减短第一镜头和第二镜头间的间距;当观测目标与第二镜头距离较远时,可以适当增加第一镜头和第二镜头间的间距。按照上述方式根据待测距离的长短调整第一镜头与第二镜头间的间距,可以达到降低测量误差、提高测距精度的技术效果。
在一个实施方式中,以观测目标与第一镜头的距离作为待测距离,而不是以观测目标与第一镜头和第二镜头连线的中点的距离作为待测距离,这样设置是为了更符合操作者的思维习惯,提高使用者的体验度。当然也可以以观测目标与第二镜头的距离作为待测距离。对此,本申请不作限定。但是,当以观测目标与第二镜头的距离作为待测距离后,上述实施方式需要作对应的调整,需要先根据第二图像确定观测目标中的目标像素特征,根据第二图像确定第二镜头的观测夹角;根据观测目标中的目标像素特征通过第一图像确定第一镜头的观测夹角;再确定观测目标与第二镜头间的距离。具体实施方式可以参阅以观测目标与第一镜头的距离作为待测距离的情况。本申请在此不再赘述。
在本申请实施例中,通过位于不同位置的第一镜头和第二镜头分别获取含有观测目标的两个图像,根据观测目标中目标像素特征,通过上述两个图像分别确定第一镜头的观测夹角和第二镜头的观测夹角,进而可以通过三角关系确定观测目标与第一镜头的距离,从而解决了现有的测距方法中存在的测量过程繁琐、误差大、不实用,受环境影响大的技术问题,达到快速、简便测量距离的技术效果。
在一个实施方式中,为了对不同距离的观测目标进行测距,可以根据具体情况,先调整好第一镜头与第二镜头之间的间距。由于第一镜头与第二镜头之间的间距和第一镜头与观测目标之间的距离存在三角关系,因此当测量较远距离的观测目标的距离时,可以通过将第一镜头与第二镜头之间的间距调大,以提高测距的精度。类似地,当测量较近距离的观测目标的距离时,可以通过将第一镜头与第二镜头之间的间距调小,以提高测距的精度。
在一个实施方式中,第一镜头所附属设备为智能数码设备时,可在显示外设上进行任意手动选择或者在显示设备上将准心作为观测目标的位置。第二镜头会根据观测目标中的目标像素特征在第二图像上进行搜寻,确定含有与第一图像一致的观测目标。第二镜头所属设备会将标识有观测目标位置的第二图像先传送给观察者,观察者可以以此确认观测目标的位置,以避免在观察环境不通透的情况下,例如大雾天气,对于观测目标的错判。
在一个实施方式中,在第一镜头选择观测目标时应选择第一镜头和第二镜头视野内共同的物体。具体实施时,考虑到如果第一镜头的观测夹角太大,可能会导致观测目标超出第二镜头的视场角所能覆盖的范围,造成无法判别、测距。因此,可以根据具体情况适当调整第一镜头的观测夹角和第二镜头的观测夹角,以保证观测目标不超出第二镜头的视场角所能覆盖的范围。
在一个实施方式中,在第一镜头和第二镜头的朝向完全一致的情况下,通过第一镜头的观测夹角、第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头间的间距这三个参数即可实现测距;在第一镜头和第二镜头的朝向不完全一致的情况下,根据具体情况,上述两镜头的朝向角度也要参与计算。具体实施时,可以根据第一镜头、第二镜头所附属智能设备(例如智能手机)自身安装的重力感应、陀螺仪、电子罗盘等提供的参数进行相应的计算,可以进一步提高测距的精度。
在一个实施方式中,第一镜头和第二镜头可以附属于同一智能设备,例如双摄像头手机(具有两个前置摄像头)。两个镜头处于同一设备的优点是,第一镜头和第二镜头之间距离固化、朝向完全一致、同一设备可同步进行镜头缩放等操作;缺点是,第一镜头和第二镜头之间的距离短,测量距离的长度与测量的角度范围受限制。
第一镜头和第二镜头也可以分别附属于不同智能设备,例如两台带摄像头的手机且都处于WIFI环境下,可以使用软件将两台手机进行同步操作与通讯,进而可以实现后续的操作。第一镜头和第二镜头分别属于不同设备优点是,主、副终端之间的距离可以任意调节,可以是数十米也可以是数万公里甚至更远,所以测量距离的长度与测量的角度范围更广;缺点是参与计算的参数多,例如不同终端分别采集GPS位置、仰角、时钟等参数,因此方法本身带来的误差会比较多,需要采用更多技术手段以保证所使用参数的精度值。
鉴于两个镜头位于同一设备和不位于同一设备都各有相应的优缺点。因此,可以根据实际需要和具体情况确定采用哪种方式。对此,本申请不作限定。
此外,还可以将本申请实施方式提供的测距方法集成使用于其他的电子设备以进一步的扩展测量范围,提高测距精度。
基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种测距装置,如下面的实施例所述。由于装置解决问题的原理与测距方法相似,因此测距装置的实施可以参见测距方法的实施,重复之处不再赘述。以下所使用的,术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。请参阅图3,是本发明实施例的测距装置的一种组成结构图,该装置可以包括:第一获取模块301、第二获取模块302、第一确定模块303、第二确定模块304和第三确定模块305,下面对该结构进行具体说明。
第一获取模块301,用于通过第一镜头,获取包含观测目标的第一图像;
第二获取模块302,用于通过第二镜头,获取包含所述观测目标的第二图像,其中,所述第一镜头和所述第二镜头位于不同的位置;
第一确定模块303,用于根据所述第一图像,确定第一镜头的观测夹角;
第二确定模块304,用于根据所述第一图像、所述第二图像和观测目标中的目标像素特征,确定第二镜头的观测夹角;
第三确定模块305,用于根据所述第一镜头的观测夹角、所述第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距,求解所述第一镜头与所述观测目标的距离。
在一个实施方式中,第二获取模块302为了获取包含观测目标的第二图像,具体可以包括:
目标像素特征确定单元,用于根据所述第一图像,确定观测目标中的目标像素特征;
第二图像获取单元,用于通过所述第二镜头,选取包含有所述观测目标中的目标像素特征的图像作为所述第二图像。
在一个实施方式中,第一确定模块303为了确定第一镜头的观测夹角,具体可以包括:
第一坐标确定单元,用于根据所述第一图像,确定第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第一图像的像素起始点的位置坐标和第一图像的中心像素点的位置坐标;
第一夹角确定单元,用于根据所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第一图像的像素起始点的位置坐标和所述第一图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第一镜头的观测夹角。
其中,第一夹角确定单元按照以下公式计算第一镜头的观测角:
式中,θ为所述第一镜头的观测夹角,LOD为所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置和所述第一图像的中心像素点的位置的间距,LAD为所述第一图像的像素起始点的位置和所述第一图像的中心像素点的位置的间距,a为所述第一镜头的视场角。
在一个实施方式中,第二确定模块304为了确定第二镜头的观测夹角,具体可以包括:
第二坐标确定单元,用于根据所述观测目标中的目标像素特征,对所述第一图像和所述第二图像进行像素颜色值计算,确定第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第二图像的像素起始点的位置坐标和第二图像的中心像素点的位置坐标;
第二夹角确定单元,用于根据所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第二图像的像素起始点的位置坐标和所述第二图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第二镜头的观测夹角。
其中,第二夹角确定单元按照以下公式计算第二镜头的观测夹角:
式中,为所述第二镜头的观测夹角,为所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置和所述第二图像的中心像素点的位置的间距,为所述第二图像的像素起始点的位置和所述第二图像的中心像素点的位置的间距,为所述第二镜头的视场角。当然,这里的第二镜头视场角可以与第一镜头视场角相同,也可以不相同。对此,本申请不作限定。
在一个实施方式中,第二坐标确定单元为了根据第一图像、第二图像和观测目标中的目标像素特征确定第二图像中各个相关像素点的位置坐标,具体可以包括:
第一获取子单元,用于根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第一图像进行像素颜色值计算,获取第一像素红色值折线图、第一像素绿色值折线图和第一像素蓝色值折线图;
第二获取子单元,用于根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第二图像进行像素颜色值计算,获取第二像素红色值折线图、第二像素绿色值折线图和第二像素蓝色值折线图;
第一确定子单元,用于根据所述第一像素红色值折线图、所述第一像素绿色值折线图、所述第一像素蓝色值折线图、所述第二像素红色值折线图、所述第二像素绿色值折线图和所述第二像素蓝色值折线图,确定所述第一图像和所述第二图像的重叠区域;
第二确定子单元,用于根据所述重叠区域内横向上的第一像素红色值、第一像素绿色值、第一像素蓝色值、第二像素红色值、第二像素绿色值和第二像素蓝色值,确定所述第二图像观测目标的像素点位置坐标、所述第二图像像素起始点的位置坐标和所述第二图像中心像素点的位置坐标。
在一个实施方式中,第三确定模块305,为了确定不同情况下的第一镜头与观测目标的距离,具体包括以下结构分类处理。
分类单元,用于根据所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角判断所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于同侧是否同侧。如果同侧,则发送至同侧处理单元处理;如果不同侧,则发送至异侧处理单元处理。
同侧处理单元,用于在所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于同侧的情况下,按照以下公式,求解所述第一镜头与所述观测目标的距离:
其中,X为所述第一镜头与所述观测目标的距离,θ为所述第一镜头的观测夹角,为所述第二镜头的观测夹角,L为所述第一镜头与第二镜头的间距;
异侧处理单元,用于在所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于不同侧的情况下,按照以下公式,计算所述第一镜头与所述观测目标的距离:
其中,X为所述第一镜头与所述观测目标的距离,θ为所述第一镜头的观测夹角,为所述第二镜头的观测夹角,L为所述第一镜头与第二镜头的间距。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是,上述实施方式阐明的系统、装置、模块或单元,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便,在本说明书中,描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然,在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
此外,在本说明书中,诸如第一和第二这样的形容词仅可以用于将一个元素或动作与另一元素或动作进行区分,而不必要求或暗示任何实际的这种关系或顺序。在环境允许的情况下,参照元素或部件或步骤(等)不应解释为局限于仅元素、部件、或步骤中的一个,而可以是元素、部件、或步骤中的一个或多个等。
从以上的描述中,可以看出,本申请实施例提供的测距方法和装置。通过利用位于不同位置的两个镜头分别获取第一图像和第二图像;根据第一图像和第二图像,利用观测目标中的目标像素特征锁定观测目标,确定相应位置坐标,进而确定第一镜头的观测夹角和第二镜头的观测夹角;根据第一镜头的观测夹角、第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距确定与观测目标间的举例,解决了现有的测距方法中存在的测量过程繁琐、误差大、不实用,受环境影响大的技术问题,达到快速、简便测量距离的技术效果;还通过根据第一像素红色折线、第一像素绿色折线、第一像素蓝色折线、第二像素红色折线、第二像素绿色折线和第二像素蓝色折线多个观测目标中的目标像素特征确定距离,减少了误差,提高了测距的准确度;通过仅利用两个简单的镜头进行测距,避免了利用专业的测量工具测量存在的测量复杂、不方便随身携带、不实用的技术问题,达到了简便测量技术目标;还可以通过集成于电子设备,结合GPS装置,达到实时测距的技术效果。
为了对上述测距方法/装置进行具体说明,下面结合三个具体应用场景进行说明。然而值得注意的是,这些具体应用场景仅是为了更好地说明本申请实施方式,并不构成对本申请的不当限定。
应用场景1
通过上述测距方法/装置对靶心位置进行距离测量,具体地,可以包括以下步骤。
S1:基于三角视差法,将观测点拆分为主、副镜头;将参考范围由平面拓展到体,在两个不同位置观测目标获取图像。其中,主镜头和副镜头即为所述第一镜头和第二镜头。相应的,主图像和副图像对应于第一图像和第二图像。其他应用场景的主镜头和副镜头可以同样参照此处说明。
将传统三角视差法进行拓展,两观测点定义为主、副镜头,即分别为本申请实施方式中的第一镜头和第二镜头,所计算的距离为主镜头到待测目标的距离。测距起始点由传统的两观测点中心(虚拟点)变为观测者所在实际位置,更符合操作者的思维习惯。研究对象为镜头所拍摄图像,以观测目标所处图像坐标位置为中心360°范围内对主、副图像进行像素对比,所以将传统的三角视差法由面拓展到了体,参考因素更多,判断距离的精度会更高。主副镜头的位置可根据精度需求、通讯条件、观测者地形等因素进行自由选择,灵活度高。具体可以参阅图4。图中,Cam1为主镜头,即本申请实施方式中的第一镜头;Cam2为副镜头,即本申请实施方式中的第二镜头;Obj为待测目标,即本申请实施方式中的观测目标;θ为主镜头的观测夹角,即本申请实施方式中的第一镜头的观测夹角;β为副镜头的观测夹角,即本申请实施方式中的第二镜头的观测夹角;L为主副镜头之间的距离,观测基距,即本申请实施方式中的第一镜头与第二镜头的间距;X为待测距离,即本申请实施方式中的第一镜头和观测目标间的距离。
S2:在主镜头拍摄的图像上确认观测目标的像素位置,确认主镜头的观测夹角。
主镜头所附属设备为智能数码设备,可在显示外设上进行任意手动选择或者在显示设备上将准心作为为待测位置。副镜头会根据待测目标像素特征在副图像上进行搜寻,确定与主镜头一致的待测目标,副镜头所属设备会将标识有待测目标位置的副图传送给观察者,观察者可以确认待测位置,以避免在观察环境不通透(例如大雾)的情况下对于待测目标错判。在主镜头选择待测点时应选择主、副镜头共同视野内的物体,观测夹角太大会超出副镜头的视野,造成无法判别、测距。待观测物体出现在拍摄图像上的位置可以代表观测的角度,例如恰好在图像正中央则观测夹角为0°。待测物体出现在图像上的像素坐标位置是可以读取的,而坐标位置、镜头的视场(为常数)、观测夹角三者之间存在非线性关系,观测角度与坐标位置一一对应。可以参阅图5。图中,线段AB为镜头观测到的图像截面,即本申请实施方式中观测目标的所在平面;C为主镜头位置,即本申请实施方式中第一镜头的位置;D为视野的中心位置,图像的中心点,即本申请实施方式中第一图像的中心像素点的位置;O为观测目标的位置,即本申请实施方式中观测目标的目标像素点的位置;a为镜头的视场,即本申请实施方式中的第一镜头的视场角;θ为镜头的观测夹角,即本申请实施方式中的第一镜头的观测夹角。具体可以根据图5,按照以下公式计算。
式中,视场a角是已知常量,所以观测夹角θ只和O点所处于线段AD的相对位置有关系。而O点在图像上所处的相对位置,即像素坐标可以测得,以下图HM1STD手机(屏幕横向像素坐标0-720,视场为48°)所拍摄飞镖镖盘照片为例介绍确定O点在图像相对位置的方法。参阅图6获取主镜头观测夹角示意图。假设镖盘靶心位置为待测目标位置O点,从手机工程模式下的图片中O点位置,XO=274;A点为像素起始点,XA=0;B点为像素终点XB=720;D点为图像中心位置,XD=360°。将这些参数代入到上述公式,即可获得主镜头的观测角度。
S3:根据主镜头观测目标像素特征,将主、副镜头拍摄图像的重叠区域进行对比,通过像素颜色值计算出观测目标在副镜头拍摄图像上的坐标位置。
此步骤为本方法的核心部分之一,目前的物体识别技术已经比较成熟,例如人脸识别、指纹筛查等。本方法不同之处在于它不是确认物体特征,而是通过物体特征锁定目标物体。将图像的色素拆分为R、G、B三原色,纯色相对于混合色受外界光照环境干扰更小;三种颜色分别对比,三个结果相互参考所确定位置更加可靠。将图像的可视特征数字化,更有利于程序操作、去噪、比对和位置确认。具体可以参阅图7至图10。可以通过软件实现对主、副两幅图的像素进行读取、拉伸、对比与分析,确定重叠区域,进而在图像的纵、横切线上确定目标位置在图像上的坐标值。在图两张图像重叠区域横向切线上读取像素颜色值,并将颜色值拆分位的R、G、B三个像素颜色分量。通过R、G、B三张折线图的对比分析,待测目标在主主镜头对应的X值为274,与之对应的在副镜头上的像素是419。
S4:计算副镜头的观测夹角,计算出主镜头与观测目标的距离。
副镜头的待测目标像素位置一旦确定,副镜头观测夹角的计算方法与主镜头基本一致。在主、副镜头朝向完全一致的情况下,通过主镜头观测夹角、副镜头观测夹角和观测基距三个参数即可实现测距;在主、副镜头朝向不完全一致的情况下,两镜头的朝向角度也要参与计算。具体可以根据不同情况按照以下公式处理。
式中θ为主镜头的观测夹角,即本申请实施方式中的第一镜头的观测夹角;β为副镜头的观测夹角,即本申请实施方式中的第二镜头的观测夹角;L为主副镜头之间的距离,观测基距,即本申请实施方式中的第一镜头与第二镜头的间距;X为待测距离,即本申请实施方式中的第一镜头和观测目标间的距离。
此外,当主、副镜头朝向不完全一致时,如需知道镜头的朝向,镜头所附属智能设备应安装有重力感应、陀螺仪、电子罗盘等,这些已经成为我们日常所使用的智能设备的基本配置。所以,我们日常所使用的智能手机、平板电脑等都可以实现此方法的测距,当然如果将此方法应用到精度要求高的工程测量方面则需要智能终端感应设备更加工业化,保证提供的参数更加精准。
S5:通过主、副镜头之间倾角、GPS位置、方位角等参数的传递代替以上四个步骤,实现实时测距。
根据具体情况和施工要求,主、副镜头可以附属于同一智能设备,例如双摄像头手机(两个前置摄像头)。镜头处于同一设备的优点是,主、副镜头之间距离固化、朝向完全一致、同一设备可同步进行镜头缩放等操作;缺点是,主、副镜头之间的距离短,测量距离的长度与测量的角度范围受限制。主、副镜头可附属于不同智能设备,例如两台手机都处于WIFI环境下,使用软件将两台手机进行同步操作与通讯。镜头分属于不同设备优点是,主、副终端之间的距离可以任意调节,可以是数十米也可以是数万公里甚至更远;缺点是参与计算的参数多,不同终端分别采集GPS位置、仰角、时钟等参数,需要技术手段保证与验证参数的精度值。
应用场景2
通过上述测距方法/装置对近距离的观测目标进行距离测量。
参阅图11,在一条直线上的10米、20米、35米、50米和65米位置插放待观测标识旗,在直线起点的垂线方向设置两个镜头位置Cam1和Cam2(两镜头相距3.0米),手机保持水平,在直线的终点附近平行于观测线处放置2个瞄准点T1和T2,用来校准镜头的对准方向,保证两个镜头朝向的基本一致。得到两张照片,即主、副图像,具体可以参阅图12。
照片的横向像素值从左至右对应为0-720,将读取的主、副镜头所拍摄的图像的X值代入到式(2)中可以得到主、副镜头的不同距离的观测角度,视场角为常量48°,观测基距为3.0米。将不同距离的观测距离X值代入式(1)得到观测距离,与实际距离对比可以计算出误差率,计算结果见表1。可以看出50米内的误差在1米以内;测试的距离越远,误差越大。
表1近距离观测计算结果
实际距离(m) 主镜头X值 副镜头X值 计算距离(m) 误差(m)
10 255 500 10.05 0.05
20 308 431 19.80 0.2
35 327 398 35.19 0.19
50 335 384 49.53 0.47
65 341 379 63.8 1.15
应用场景3
通过上述测距方法/装置对较远距离的观测目标进行距离测量。
参阅图13。例如,对于较远距离的试验,目标距离可以设定在1-10公里左右,观测郊区的某座楼房。使用同一款手机,在某一楼顶处,相距60米同时拍照。拍摄远景,使手机的拍摄方位一致,两次拍摄获取的图像可以参阅图14。在所拍摄的图像上取较近的某一楼顶作为观测点O1,取较远的北京琉璃河余热发电厂的烟囱为观测点O2。
参阅图14的两张图片内选择数1公里外大楼的楼顶(待测点O1),照片的X像素值从左至右对应为0-720,为了便于读取,两次拍摄的图片在O1待测点取横切片(参阅图14两黄色横线范围内),置于同一横坐标轴上,具体可以参阅图15。
将L=60米,主、副摄像头的X(X=510X=534)值代入到公式中可以得到观测点O1(楼顶)的计算距离为1323.2米(Google Earth量得1298.11米);以同样方法对于待测点O2(X=175X=179),可以计算出观测点O2(某热电厂烟囱)的计算距离为7672.6米(Google Earth量得7953.80米)。具体可以参阅图16。
经Goggle earth的上进行距离测量,基本吻合;1公里左右距离仅误差20米左右,8公里左右距离误差小于300米。当观测基距达到200米左右时,远处25公里左右的山峰已能通过图片实现测距。假设将两台手机观测基距增加到数千公里,理论上可以测量出月球或其他天体的准确距离。将观测本试验重复测试多次,测试效果类似,观测基距设定的越大,测试精度越高或能测试的距离越大。
需要说明的是,上述三个具体场景实施例中,所使用的试验数据多为手动采集坐标,而且只在横轴内进行了对比,如果通过软件以待测目标为中心,360度范围内进行像素识别、读取与计算,精度会有量级的提高。
通过上述三个具体场景实施例,验证了本申请实施方式提供的测距方法和装置确实可以解决了现有测距方法中存在的测量过程繁琐、误差大、不实用,受环境影响大的技术问题,测距的过程简单、快速,且具有一定的精度;并且可以通过调整主镜头和副镜头(即本申请实施方式中的第一镜头和第二镜头)之间的间距分别对较近和较远的观测目标的距离进行准确测量。
尽管本申请内容中提到不同的测距方法或装置,但是,本申请并不局限于必须是行业标准或实施例所描述的情况等,某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、处理、输出、判断方式等的实施例,仍然可以属于本申请的可选实施方案范围之内。
虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤,但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式,不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时,可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境,甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
上述实施例阐明的装置或模块等,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然,在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现,也可以将实现同一功能的模块由多个子模块的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
本领域技术人员也知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件,而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至,可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施方式的描述可知,本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,移动终端,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述,各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如:个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
虽然通过实施例描绘了本申请,本领域普通技术人员知道,本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请。

Claims (11)

1.一种测距方法,其特征在于,包括:
通过第一镜头,获取包含观测目标的第一图像;
通过第二镜头,获取包含所述观测目标的第二图像,其中,所述第一镜头和所述第二镜头位于不同的位置;
根据所述第一图像,确定第一镜头的观测夹角;
根据所述第一图像、所述第二图像和观测目标中的目标像素特征,确定第二镜头的观测夹角;
根据所述第一镜头的观测夹角、所述第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距,确定所述第一镜头与所述观测目标之间的距离;
其中,根据所述第一图像、所述第二图像和观测目标中的目标像素特征,确定第二镜头的观测夹角,包括:
根据所述观测目标中的目标像素特征,对所述第一图像和所述第二图像进行像素颜色值计算,确定第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第二图像的像素起始点的位置坐标和第二图像的中心像素点的位置坐标;
根据所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第二图像的像素起始点的位置坐标和所述第二图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第二镜头的观测夹角;
其中,根据所述观测目标中的目标像素特征,对所述第一图像和所述第二图像进行像素颜色值计算,确定第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第二图像的像素起始点的位置坐标和第二图像的中心像素点的位置坐标,包括:
将第一图像和第二图像中相同的像素颜色值作为参考,对第一图像和第二图像分别进行对比和拉伸处理,使得第一图像和第二图像的像素点的位置坐标间距相同;再根据第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标,确定出第二图像的中的观测目标中的目标像素点的位置坐标。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过第二镜头,获取包含所述观测目标的第二图像,包括:
根据所述第一图像,确定观测目标中的目标像素特征;
通过所述第二镜头,选取包含有所述观测目标中的目标像素特征的图像作为所述第二图像。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一图像,确定第一镜头的观测夹角,包括:
根据所述第一图像,确定第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第一图像的像素起始点的位置坐标和第一图像的中心像素点的位置坐标;
根据所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第一图像的像素起始点的位置坐标和所述第一图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第一镜头的观测夹角。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第一图像的像素起始点的位置坐标和所述第一图像的中心像素点的位置坐标,按照以下公式,计算所述第一镜头的观测夹角:
其中,θ为所述第一镜头的观测夹角,LOD为所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置和所述第一图像的中心像素点的位置的间距,LAD为所述第一图像的像素起始点的位置和所述第一图像的中心像素点的位置的间距,a为所述第一镜头的视场角。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述观测目标中的目标像素特征,对所述第一图像和所述第二图像进行像素颜色值计算,确定第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第二图像的像素起始点的位置坐标和第二图像的中心像素点的位置坐标,包括:
根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第一图像进行像素颜色值计算,获取第一像素红色值折线图、第一像素绿色值折线图和第一像素蓝色值折线图;
根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第二图像进行像素颜色值计算,获取第二像素红色值折线图、第二像素绿色值折线图和第二像素蓝色值折线图;
根据所述第一像素红色值折线图、所述第一像素绿色值折线图、所述第一像素蓝色值折线图、所述第二像素红色值折线图、所述第二像素绿色值折线图和所述第二像素蓝色值折线图,确定所述第一图像和所述第二图像的重叠区域;
根据所述重叠区域内横向上的第一像素红色值、第一像素绿色值、第一像素蓝色值、第二像素红色值、第二像素绿色值和第二像素蓝色值,确定所述第二图像中的观测目标的像素点位置坐标、所述第二图像的像素起始点的位置坐标和所述第二图像的中心像素点的位置坐标。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第二图像的像素起始点的位置坐标和所述第二图像的中心像素点的位置坐标,按照以下公式,计算所述第二镜头的观测夹角:
其中,为所述第二镜头的观测夹角,为所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置和所述第二图像的中心像素点的位置的间距,为所述第二图像的像素起始点的位置和所述第二图像的中心像素点的位置的间距,为所述第二镜头的视场角。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一镜头的观测夹角、所述第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距,求解所述第一镜头与所述观测目标的距离,包括:
在所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于同侧的情况下,按照以下公式,求解所述第一镜头与所述观测目标的距离:
其中,X为所述第一镜头与所述观测目标的距离,θ为所述第一镜头的观测夹角,为所述第二镜头的观测夹角,L为所述第一镜头与第二镜头的间距;
在所述第一镜头的观测夹角和所述第二镜头的观测夹角位于不同侧的情况下,按照以下公式,计算所述第一镜头与所述观测目标的距离:
其中,X为所述第一镜头与所述观测目标的距离,θ为所述第一镜头的观测夹角,为所述第二镜头的观测夹角,L为所述第一镜头与第二镜头的间距。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在通过第一镜头,获取包含观测目标的第一图像之前,调整所述第一镜头和所述第二镜头之间的间距。
9.一种测距装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于通过第一镜头,获取包含观测目标的第一图像;
第二获取模块,用于通过第二镜头,获取包含所述观测目标的第二图像,其中,所述第一镜头和所述第二镜头位于不同的位置;
第一确定模块,用于根据所述第一图像,确定第一镜头的观测夹角;
第二确定模块,用于根据所述第一图像、所述第二图像和观测目标中的目标像素特征,确定第二镜头的观测夹角;
第三确定模块,用于根据所述第一镜头的观测夹角、所述第二镜头的观测夹角和第一镜头与第二镜头的间距,确定所述第一镜头与所述观测目标的距离;
其中,所述第二确定模块包括:
第二坐标确定单元,用于根据所述观测目标中的目标像素特征,对所述第一图像和所述第二图像进行像素颜色值计算,确定第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第二图像的像素起始点的位置坐标和第二图像的中心像素点的位置坐标;
第二夹角确定单元,用于根据所述第二图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第二图像的像素起始点的位置坐标和所述第二图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第二镜头的观测夹角;
其中,所述第二坐标确定单元,具体用于将第一图像和第二图像中相同的像素颜色值作为参考,对第一图像和第二图像分别进行对比和拉伸处理,使得第一图像和第二图像的像素点的位置坐标间距相同;再根据第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标,确定出第二图像的中的观测目标中的目标像素点的位置坐标。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述第一确定模块包括:
第一坐标确定单元,用于根据所述第一图像,确定第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、第一图像的像素起始点的位置坐标和第一图像的中心像素点的位置坐标;
第一夹角确定单元,用于根据所述第一图像中的观测目标中的目标像素点的位置坐标、所述第一图像的像素起始点的位置坐标和所述第一图像的中心像素点的位置坐标,确定所述第一镜头的观测夹角。
11.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述第二坐标确定单元包括:
第一获取子单元,用于根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第一图像进行像素颜色值计算,获取第一像素红色值折线图、第一像素绿色值折线图和第一像素蓝色值折线图;
第二获取子单元,用于根据所述观测目标中的目标像素特征,通过对所述第二图像进行像素颜色值计算,获取第二像素红色值折线图、第二像素绿色值折线图和第二像素蓝色值折线图;
第一确定子单元,用于根据所述第一像素红色值折线图、所述第一像素绿色值折线图、所述第一像素蓝色值折线图、所述第二像素红色值折线图、所述第二像素绿色值折线图和所述第二像素蓝色值折线图,确定所述第一图像和所述第二图像的重叠区域;
第二确定子单元,用于根据所述重叠区域内横向上的第一像素红色值、第一像素绿色值、第一像素蓝色值、第二像素红色值、第二像素绿色值和第二像素蓝色值,确定所述第二图像中的观测目标的像素点位置坐标、所述第二图像的像素起始点的位置坐标和所述第二图像的中心像素点的位置坐标。
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