CN111089563A - 平面斜视图像测距定位方法及测距定位系统 - Google Patents

平面斜视图像测距定位方法及测距定位系统 Download PDF

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CN111089563A CN201911333712.4A CN201911333712A CN111089563A CN 111089563 A CN111089563 A CN 111089563A CN 201911333712 A CN201911333712 A CN 201911333712A CN 111089563 A CN111089563 A CN 111089563A
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Abstract

平面斜视图像测距定位方法及测距定位系统，涉及数字图像处理领域，解决远程非接触测量景物坐标与距离的问题；该定位系统包括物面，透镜，光电传感器和图像处理器；所述物面为平面，被拍摄物体的光线经透镜后在光电传感器上成像；所述物面上有两组平行线，在物面上存在已知距离的两个点和未知距离的两个点；光电传感器在像面上光电转换区域为矩形，接收像面发出的成像光转换成为边缘为矩形的图像；把倾斜拍摄得到的图像进行数字矫正，得到物面各向同等比例尺的正视图，根据已知尺寸参照物体计算出其他物体的坐标和距离。本发明提供的测量方法对摄像机的视角、方向、远近都没有要求，无需设置标记点，更无需校准，对拍摄的视角、方向及远近都没有要求。

Description

平面斜视图像测距定位方法及测距定位系统
技术领域
本发明涉及光电技术及数字图像处理领域，具体涉及一种平面斜视图像测距定位方法及测距定位系统。
背景技术
智能场区测控和大场景测绘等都需要远程非接触测量景物坐标与距离，传统远程非接触测量存在一些困难；例如测量一个生产场所中每个智能运输车的位置坐标、相对距离、移动方向和速度等信息，或者测量涨潮与退潮过程中滩涂面积变化以及重大灾害现场等工作；一种方法是密集设置传感器，实际上就是近距测量远距传输，不仅成本高，故障率高，而且经常在工程中难以实施；另一种方法是采用固定摄像机位置与视角的方式，在斜视照片中测量待测景物像素位置，之后用系数矩阵进行换算得出景物坐标；矩阵中每一个系数都必须通过测量一个对应标记点的水平和垂直坐标才能获得，数据量巨大，测量校准非常麻烦；并且矩阵数据无法移植，不同场区必须换用不同的矩阵，甚至在同一场区，若摄像机的位置或视角发生小许变化都必须重新测量矩阵中的所有系数。
发明内容
本发明为解决现有远程非接触测量景物坐标与距离的问题；提供一种平面斜视图像测距定位方法及测距定位系统。
平面斜视图像测距定位方法，该定位方法由以下步骤实现：
步骤一、采用光电传感器获得斜视图像，所述斜视图像包括正斜图像和侧斜图像；定义光电传感器光电转换区域矩形中心点为像心，定义通过光电转换区域矩形底边沿光电传感器水平扫描方向的直线为u轴，定义通过光电转换区域矩形侧边沿光电传感器垂直扫描方向的直线为v轴；
步骤二、通过图像处理器对所述正斜图像进行梯形畸变矫正，对所述侧斜图像经过旋转后进行梯形畸变矫正，对矫正后的图像计算任意像素点对应物面上位置间的距离，定位任意像素点对应物面上物体的坐标；最终获得物面上物体的坐标和物面上两点之间的距离；
步骤二一、对所述正斜图像进行水平扩展，获得水平矫正图；具体过程为：
以所述正斜图像的左下角为坐标原点建立uv平面直角坐标系，设定物面上由四个顶点分别为A,B,C以及D的矩形，所述矩形的一组对边在像面成像时与坐标轴v轴或u轴平行，所述矩形对应正斜图像中的等腰梯形的四个顶点A1,B1,C1以及D1，所述等腰梯形作为有效梯形区；等腰梯形的两腰延长线与等腰梯形底边形成等腰三角形，等腰三角形的高度为vp；
设定vp＝w*h/(w-a)；正斜图像中的每一行图像都有一个扩展因子Ex(v)，所述Ex(v)＝v/vp，计算有效梯形区中每行数据的数量N(v)；N(v)＝w–w*Ex(v)，
其中，w为有效梯形区域下底边，a为有效梯形区域的上底边,h为有效梯形区的高度；
计算所述有效梯形区中每行数据在进行水平扩展前有效数据的起始水平方向坐标X(v)，用公式表示为：
X(v)＝N(v)/2
对正斜图像中每一行数据均进行水平扩展后，获得水平矫正图；
步骤二二、对步骤二一所述的水平矫正图在垂直方向上的畸变采用倒数曲线插值矫正，获得倒数插值图；
把h条像素水平复制到倒数插值图中，按照当前y方向的数值，增加插值像素行填充到倒数插值图中，插值像素行的数量按照倒数函数的规律进行计算；
定义垂直方向上单位长度的插值生成像素行的数量为插值密度G，用下式表示为：
Figure BDA0002330366740000021
式中，θ为视角，垂直插值产生的倒数插值图与正视图视角相同，F为像距；
步骤二三、在所述倒数插值图中，计算任意像素点对应物面上位置间的距离，定位任意像素点对应物面上物体的坐标；最终获得物面上物体的坐标和物面上两点之间的距离。
平面斜视图像测距定位系统，该定位系统包括物面，透镜，光电传感器和图像处理器；所述物面为平面，被拍摄物体的光线经透镜后在光电传感器上成像；所述物面上有两组平行线，一组是Z1与Z2，另一组是Z3与Z4；在物面上点I1和点J1为已知距离的两个点，点K1和点L1为未知距离的两个点；
所述光电传感器在像面上光电转换区域为矩形，接收像面发出的成像光转换成为边缘为矩形的图像；
定义光电传感器光电转换区域矩形中心点为像心，定义通过光电转换区域矩形底边沿光电传感器水平扫描方向的直线为u轴，定义通过光电转换区域矩形侧边沿光电传感器垂直扫描方向的直线为v轴；定义物面中成像在像心的点为物心；在透镜与物心之间的直线设定为中轴线，物心发出的光沿中轴线经透镜到达像心；定义中轴线与物面法线所成的夹角为视角；视角为零时拍摄的图像为正视图；视角为非零时拍摄的图像为斜视图；
物面上的平行线Z1和Z2在斜视图中成像分别为N1和N2，平行线Z3和Z4在斜视图中成像分别为N3和N4；物面上的点I1，J1，K1及L1在斜视图中成像分别I，J，K和L；
定义I点和J点的坐标(XI,YI)和(XJ,YJ)，计算出线段IJ在图中的距离LIJ；用下式表示为：
Figure BDA0002330366740000031
若在物面上从I1点到J1点的距离为DIJ，则获得比例尺SC；
Figure BDA0002330366740000032
若物面上K1点和L1点在倒数插值图中对应像素的坐标为(XK,YK)和(XL,YL)，则两点之间的距离DKL，计算为：
Figure BDA0002330366740000033
若物面上以物心为坐标原点O，则通过原点O并与像面上x轴方向平行的直线作为E轴，以通过原点O并且与E轴垂直的直线为S轴；若像心在倒数插值图中对应像素的坐标为(XO,YO),则物面上K1点的坐标为；
SC*(XK-XO),SC*(YK-YO)。
本发明有益的效果：本发明提供的测量方法对摄像机的视角、方向、远近都没有要求，无需设置标记点，更无需校准，甚至可以测量森林火灾现场等一些难以到达的区域；采用数学矫正方式处理斜视照片，只要图像中有两组平行线和一个已知尺寸的参照物，就能计算出一个适用于全图的比例尺，可对图中任何景物定位或测距。
采用本发明所述的方法，只要景物中存在两组平行线和一个已知尺寸的参照物，就可以通过任意一张斜视图像远程非接触测量出任意景物的坐标与距离；这个测量方法不需要任何校准步骤，并且对拍摄的视角、方向及远近都没有要求。
附图说明
图1为本发明所述的平面斜视图像测距定位方法及测距定位系统的光学结构图；
图2为本发明所述的平面斜视图像测距定位方法及测距定位系统中正斜图转换过程示意图；
图3为本发明所述的平面斜视图像测距定位方法及测距定位系统中对正斜图中的某行像素进行水平像素插值生成水平矫正图的过程示意图；
图4为本发明所述的平面斜视图像测距定位方法及测距定位系统中水平矫正图经过垂直像素插值得到倒数插值图的过程示意图；
图5为本发明采用一个平面斜视图像测量任意物体位置坐标或测量距离的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、平面斜视图像测距定位方法，该方法由以下步骤实现：
步骤一、采用光电传感器获得斜视图像，所述斜视图像包括正斜图像和侧斜图像；定义光电传感器3光电转换区域矩形中心点为像心，定义通过光电转换区域矩形底边沿光电传感器3水平扫描方向的直线为u轴，定义通过光电转换区域矩形侧边沿光电传感器3垂直扫描方向的直线为v轴；
步骤二、通过图像处理器对所述正斜图像进行梯形畸变矫正，对所述侧斜图像经过旋转后进行梯形畸变矫正，对矫正后的图像计算任意像素点对应物面上位置间的距离，定位任意像素点对应物面上物体的坐标；最终获得物面上物体的坐标和物面上两点之间的距离；
步骤二一、对所述正斜图像进行水平扩展，获得水平矫正图；具体过程为：
以所述正斜图像的左下角为坐标原点建立uv平面直角坐标系，设定物面上由四个顶点分别为A,B,C以及D的矩形，所述矩形的一组对边在像面成像时与坐标轴v轴或u轴平行，所述矩形对应正斜图像中的等腰梯形的四个顶点A1,B1,C1以及D1，所述等腰梯形作为有效梯形区；等腰梯形的两腰延长线与等腰梯形底边形成等腰三角形，等腰三角形的高度为vp；
设定vp＝w*h/(w-a)；正斜图像中的每一行图像都有一个扩展因子Ex(v)，所述Ex(v)＝v/vp，计算有效梯形区中每行数据的数量N(v)；N(v)＝w–w*Ex(v)，
其中，w为有效梯形区域下底边，a为有效梯形区域的上底边,h为有效梯形区的高度；
计算所述有效梯形区中每行数据在进行水平扩展前有效数据的起始水平方向坐标X(v)，用公式表示为：
X(v)＝N(v)/2
对正斜图像中每一行数据均进行水平扩展后，获得水平矫正图；
步骤二二、对步骤二一所述的水平矫正图在垂直方向上的畸变采用倒数曲线插值矫正，获得倒数插值图；
把h条像素水平复制到倒数插值图中，按照当前y方向的数值，增加插值像素行填充到倒数插值图中，插值像素行的数量按照倒数函数的规律进行计算；
定义垂直方向上单位长度的插值生成像素行的数量为插值密度G，用下式表示为：
Figure BDA0002330366740000051
式中，θ为视角，垂直插值产生的倒数插值图与正视图视角相同，F为像距；
步骤二三、在所述倒数插值图中，计算任意像素点对应物面上位置间的距离，定位任意像素点对应物面上物体的坐标；最终获得物面上物体的坐标和物面上两点之间的距离。
具体实施方式二、结合图1至图5说明本实施方式，平面斜视图像测距定位系统，包括物面1，透镜2，光电传感器3和图像处理器；所述物面1为平面，被拍摄物体的光线经透镜2后在光电传感器3上成实像；光电传感器3在像面上光电转换区域为矩形，接收像面发出的成像光转换成为边缘为矩形的图像；
定义光电传感器3光电转换区域矩形中心点为像心，定义通过光电转换区域矩形底边沿光电传感器3水平扫描方向的直线为u轴，定义通过光电转换区域矩形侧边沿光电传感器3垂直扫描方向的直线为v轴；定义物面1中成像在像心的点为物心；在透镜2与物心之间的直线设定为中轴线5，物心发出的光沿中轴线经透镜2处理后恰好到达像心；定义中轴线5与物面法线4所成的夹角为视角；视角为零时拍摄的图像为正视图；视角为非零时拍摄的图像为斜视图；
斜视图像分为正斜图和侧斜图两种情况；正斜图是物面与一个坐标轴平行时拍摄得到的照片图像，侧斜图是物面与两个坐标轴都不平行时拍摄得到的照片图像；斜视图像与正视图像相比存在梯形畸变，并且无论任何倾斜视角，梯形畸变在像面所形成梯形的上下底边以及物面上对应的平行线都与中轴线垂直；因为在正斜图中与中轴线垂直的平行线全部平行于坐标轴，所以可以直接运用梯形畸变矫正规律把正斜图矫正成为正视图；侧斜图需要经过旋转成为正斜图之后才可以运用梯形畸变矫正规律矫正成为正视图。
结合图1说明本实施方式，物面1为平面，是被拍摄的物体所在的平面，忽略被拍摄的物体的高度；物面法线4与中轴线5相交于物心6；7为像心；X为光电传感器的水平扫描方向；Y为光电传感器3的垂直扫描方向；物面1上有两组平行线，一组是Z1与Z2，另一组是Z3与Z4；在物面1上点I1和点J1是已知距离的两个点，点K1和点L1是未知距离的两个点；物面上的平行线Z1和Z2在斜视图中成像分别为N1和N2，平行线Z3和Z4在斜视图中成像分别为N3和N4；物面I1，J1，K1及L1在斜视图中成像分别I，J，K和L；
结合图2说明本实施方式，侧斜图旋转成为正斜图转换过程为：物面π上L1与L2平行，N1与N2平行；在像面β上分别对应成像后形成交点QL和QN，直线连接QL和QN两点；旋转像面β成为γ图像，旋转角度等于直线QLQN与u轴的夹角，即可得到正斜图；
本实施方式中，所述正斜图与正视图相比存在等腰梯形失真而不再是旋转梯形失真；图像数据用数组p[y][x]保存，其中y为行索引号，表示像素数据所在的行号,而x为列索引号，表示像素数据在水平方向的列号，使每个像素数据都由坐标(x,y)唯一确定位置；
物面上的存在一个四个顶点分别为A,B,C以及D的最大平行矩形区，对应正斜图中一个等腰梯形区的四个顶点A1,B1,C1以及D1，这个梯形区被称为有效梯形区；正斜图中这个有效梯形区经过矫正成为一个矩形区域，可以得到物面上这个最大平行矩形区的正视图；正视图边缘所在矩形的边长AB和CD等于有效梯形区域下底边长w，并且大于有效梯形区域的上底边长a,边长AD和BC大于有效梯形区的高度h，因此有效梯形区的像素数量小于最大平行矩形区在正视图中像数数量；对正斜图进行像素插值处理，额外制造出一些新像素填充到正斜图中，分为水平像素插值与垂直像素插值两个步骤；
结合图3说明本实施方式，图3为正斜图中的某行像素进行水平像素插值生成水平矫正图的过程，左图41是正斜图，右图42是水平矫正图；实心点代表正斜图中原有的像素经过复制填充到水平矫正图中，空心点是水平插值生成的像素填入水平矫正图；
正斜图经过水平像素插值得到的图像称为水平矫正图，水平矫正图在水平方向上宽度为w，与最大平行矩形区的平行边等宽，高度仍然等于正斜图的高度h；水平矫正图在垂直方向上通过垂直像素插值扩展得到的图像称为倒数插值图；
正斜图向水平矫正图的变换过程是在水平方向进行像素复制以及像素额外插入；在正斜图中，每一行的多数数据都要按照各自原本的行号按顺序沿水平方向复制到水平矫正图中；水平像素插值是在执行水平复制的过程中，在水平矫正图的指定位置额外多插入一个新的像素数据；这个数据的数值要根据正斜图中与上次复制到水平矫正图的那个像素位置相邻的多个像素数据通过插值计算得出；正斜图中除下底边有w个像素无需插值以外，其他各行的像素数量都小于w,这些行各自经过水平插值之后都具有w个像素；这种水平插值实现的水平扩展的效果，就是能够把数量小于w个的像素均匀分布在以w为宽度的图像行上，并用插值方法均匀填充一些原本不存在的近似像素；
结合图4说明本实施方式，图4为水平矫正图51经过垂直像素插值得到倒数插值图的过程，实心点代表水平矫正图中原有的像素行按照顺序复制到倒数插值图中，箭头标示出各行对应的填充位置；空心点是垂直插值生成的像素；从图中可看到插值密度随垂直v轴方向增大而增加；
水平矫正图的高度h小于最大平行矩形区垂边长度t，通过垂直像素插值把水平矫正图的各行进行扩展得到倒数插值图，扩展的方式是把水平矫正图中的各行，在沿垂直方向按顺序复制到倒数插值图的过程中，在指定的行位置额外多插入一行像素，在倒数插值图的垂直方向上增加像素；经过垂直插值之后的倒数插值图与水平矫正图相比，宽度仍然为w，而高度等于最大平行矩形垂边的边长t；这种垂直像素插值实现垂直扩展的效果，就是能够把数量为h的水平像素，以倒数曲线的分布规律，分散插值填充到边长为t的倒数插值图中，因分散复制而产生的空余像素行，用邻近行的像素经过插值计算得到并填充。
具体的插值过程为：
以正斜图的左下角为坐标原点建立uv平面直角坐标系，u为水平方向，v为垂直方向；
令vp＝w*h/(w-a)；正斜图中的每一行图像都有一个扩展因子Ex(v)，是以v为自变量的函数；
Ex(v)＝v/vp
Ex(v)的含义是正斜图中的行数据被矫正成为正视图中行数据时，这行数据根据自身所位于行号进行扩展所需要增加像素的数量；计算有效梯形区中每行数据的数量N(v)，是经v为自变量的函数；
N(v)＝w–w*Ex(v)
根据有效梯形区为等腰梯形，可以计算出有效梯形区中每行数据在进行水平扩展之前有效数据的起始水平方向坐标X(v)；
X(v)＝N(v)/2
对正斜图中每一行数据都进行水平扩展之后，就得到了水平矫正图，完成了水平方向的矫正，垂直方向上仍然存在畸变；
等腰梯形两腰延长线相交于一点后，两腰延长线与等腰梯形底边形成一个等腰三角形，等腰三角形的高度为vp；
对所述水平矫正图在垂直方向上的畸变可以用倒数曲线插值矫正，矫正后的图像称为倒数插值图；在垂直方向上矫正的结果是在把h条水平复制进入倒数插值图的过程中，按照当前y方向的数值，额外产生插值像素行也填充进入倒数插值图，插值像素行的数量按照倒数函数的规律进行计算；定义垂直方向上单位长度上插值生成的像素行的数量为插值密度，用G来表示，则插值密度随垂直v轴方向增大而增加；
Figure BDA0002330366740000091
垂直插值产生的倒数插值图与正视图视角相同；F为像距，v为v轴坐标变量，不同的自变量v会有不同的G。
在倒数插值中任意方向具有相同的比例尺，即可以计算任意像素点对应物面上位置间的距离，又可以定位任意像素点对应物面上物体的坐标；
在倒数插值图中找到I点和J点的坐标(XI,YI)和(XJ,YJ)，可以计算出线段IJ在图中的距离LIJ为多少个像素；
Figure BDA0002330366740000092
若在物面上从I1点到J1点的距离为DIJ，则可以得到比例尺SC；
Figure BDA0002330366740000093
若物面上K1点和L1点在倒数插值图中对应像素的坐标为(XK,YK)和(XL,YL)，则两点之间的距离DKL可以计算得出；
Figure BDA0002330366740000094
若物面上以物心作为坐标原点O，以通过原点O并与像面上x轴方向平行的直线作为E轴，以通过原点O并且与E轴垂直的直线为S轴；若像心在倒数插值图中对应像素的坐标为(XO,YO),则物面上K1点的坐标为；
SC*(XK-XO),SC*(YK-YO)
结合图5说明本实施方式，图5为利用一个平面斜视图像测量任意物体位置坐标或测量距离的示意图；只需在物面π上有一个已知尺寸的矩形或菱形，或者有两组平行线加一个比例参照物，就可以从任意斜视图像照片β中，首先计算图像需要转动的角度，然后进行水平和垂直像素插值，在计算出比例尺之后，计算得到待测M点和R点的坐标并计算距离。
本实施方式中，所述透镜2由一个或多个光学元件组成，即可以只由一个成像透镜组成，又可以由多个折射以及反射光学元件组成，来自被拍摄物体的光线经过透镜2，在光电传感器3上成实像；光电传感器3是CCD或CMOS等光电图像传换元件，像面是光电传感器3接收到成像光的平面，光电传感器3在像面上有效光电转换区域为矩形，接收像面发出的成像光转换成为边缘为矩形的图像。

Claims (4)

1.平面斜视图像测距定位方法，其特征是：该定位方法由以下步骤实现：
步骤一、采用光电传感器获得斜视图像，所述斜视图像包括正斜图像和侧斜图像；定义光电传感器(3)光电转换区域矩形中心点为像心，定义通过光电转换区域矩形底边沿光电传感器(3)水平扫描方向的直线为u轴，定义通过光电转换区域矩形侧边沿光电传感器(3)垂直扫描方向的直线为v轴；
步骤二、通过图像处理器对所述正斜图像进行梯形畸变矫正，对所述侧斜图像经过旋转后进行梯形畸变矫正，对矫正后的图像计算任意像素点对应物面上位置间的距离，定位任意像素点对应物面上物体的坐标；最终获得物面上物体的坐标和物面上两点之间的距离；
步骤二一、对所述正斜图像进行水平扩展，获得水平矫正图；具体过程为：
以所述正斜图像的左下角为坐标原点建立uv平面直角坐标系，设定物面上由四个顶点分别为A,B,C以及D的矩形，所述矩形的一组对边在像面成像时与坐标轴v轴或u轴平行，所述矩形对应正斜图像中的等腰梯形的四个顶点A1,B1,C1以及D1，所述等腰梯形作为有效梯形区；等腰梯形的两腰延长线与等腰梯形底边形成等腰三角形，等腰三角形的高度为vp；
设定vp＝w*h/(w-a)；正斜图像中的每一行图像都有一个扩展因子Ex(v)，所述Ex(v)＝v/vp，计算有效梯形区中每行数据的数量N(v)；N(v)＝w–w*Ex(v)，
其中，w为有效梯形区域下底边，a为有效梯形区域的上底边,h为有效梯形区的高度；
计算所述有效梯形区中每行数据在进行水平扩展前有效数据的起始水平方向坐标X(v)，用公式表示为：
X(v)＝N(v)/2
对正斜图像中每一行数据均进行水平扩展后，获得水平矫正图；
步骤二二、对步骤二一所述的水平矫正图在垂直方向上的畸变采用倒数曲线插值矫正，获得倒数插值图；
把h条像素水平复制到倒数插值图中，按照当前y方向的数值，增加插值像素行填充到倒数插值图中，插值像素行的数量按照倒数函数的规律进行计算；
定义垂直方向上单位长度的插值生成像素行的数量为插值密度G，用下式表示为：
Figure FDA0002330366730000021
式中，θ为视角，垂直插值产生的倒数插值图与正视图视角相同，F为像距；
步骤二三、在所述倒数插值图中，计算任意像素点对应物面上位置间的距离，定位任意像素点对应物面上物体的坐标；最终获得物面上物体的坐标和物面上两点之间的距离。
2.根据权利要求1所述的平面斜视图像测距定位方法，其特征在于：步骤二三的具体过程为：
在倒数插值图中定义I点和J点的坐标(XI,YI)和(XJ,YJ)，计算出线段IJ在图中的距离LIJ；用下式表示为：
Figure FDA0002330366730000022
若在物面上从I1点到J1点的距离为DIJ，则获得比例尺SC；
Figure FDA0002330366730000023
若物面上K1点和L1点在倒数插值图中对应像素的坐标为(XK,YK)和(XL,YL)，则两点之间的距离DKL，计算为：
Figure FDA0002330366730000024
若物面上以物心为坐标原点O，则通过原点O并与像面上x轴方向平行的直线作为E轴，以通过原点O并且与E轴垂直的直线为S轴；若像心在倒数插值图中对应像素的坐标为(XO,YO),则物面上K1点的坐标为；
SC*(XK-XO),SC*(YK-YO)。
3.根据权利要求1所述的平面斜视图像测距定位方法的定位系统，其特征在于：包括物面(1)，光路及透镜(2)，光电传感器(3)和图像处理器；
所述物面(1)为平面，被拍摄物体的光线经透镜(2)后在光电传感器(3)上成像；所述物面(1)上有两组平行线，一组是Z1与Z2，另一组是Z3与Z4；在物面(1)上点I1和点J1为已知距离的两个点，点K1和点L1为未知距离的两个点；
所述光电传感器(3)在像面上光电转换区域为矩形，接收像面发出的成像光转换成为边缘为矩形的图像；
定义光电传感器(3)光电转换区域矩形中心点为像心，定义通过光电转换区域矩形底边沿光电传感器(3)水平扫描方向的直线为u轴，定义通过光电转换区域矩形侧边沿光电传感器(3)垂直扫描方向的直线为v轴；定义物面(1)中成像在像心的点为物心；在透镜(2)与物心之间的直线设定为中轴线(5)，物心发出的光沿中轴线经透镜(2)到达像心；定义中轴线(5)与物面法线(4)所成的夹角为视角；视角为零时拍摄的图像为正视图；视角为非零时拍摄的图像为斜视图；
物面(1)上的平行线Z1和Z2在斜视图中成像分别为N1和N2，平行线Z3和Z4在斜视图中成像分别为N3和N4；物面(1)上的点I1，J1，K1及L1在斜视图中成像分别I，J，K和L；
定义I点和J点的坐标(XI,YI)和(XJ,YJ)，计算出线段IJ在图中的距离LIJ；用下式表示为：
Figure FDA0002330366730000031
若在物面上从I1点到J1点的距离为DIJ，则获得比例尺SC；
Figure FDA0002330366730000032
若物面上K1点和L1点在倒数插值图中对应像素的坐标为(XK,YK)和(XL,YL)，则两点之间的距离DKL，计算为：
Figure FDA0002330366730000033
若物面上以物心为坐标原点O，则通过原点O并与像面上x轴方向平行的直线作为E轴，以通过原点O并且与E轴垂直的直线为S轴；若像心在倒数插值图中对应像素的坐标为(XO,YO),则物面上K1点的坐标为；
SC*(XK-XO),SC*(YK-YO)。
4.根据权利要求3所述的平面斜视图像测距定位系统，其特征在于：在所述斜视图中找到图像N1和图像N2以及N3和N4，通过拟合N1和N2所在的方程，计算N1和N2的交点坐标P1；通过拟合N3和N4所在的方程，计算N3和N4的交点坐标P2；直线P1P2与u轴的夹角作为侧斜图变成正斜图时旋转的角度。
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