CN112731343B - 一种测量摄像机的目标测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种测量摄像机的目标测量方法及装置，该方法包括：获取包括待测目标的拍摄画面；获取发自激光测距仪的激光落点在所述拍摄画面中的像素坐标；获取所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标；计算所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第一差值；判断所述第一差值是否小于第一阈值，若是，获取所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台。解决了现有技术中由于云台的抖动无法得到目标点的准确坐标的技术问题。

Description

一种测量摄像机的目标测量方法及装置

技术领域

本申请涉及工程测量技术领域，具体而言，涉及一种测量摄像机的目标测量方法及装置。

背景技术

激光测距仪是利用调制激光的某个参数对目标的距离进行准确测定的仪器。脉冲式激光测距仪是在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲激光束，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从测距仪到目标的距离。

当发射的激光束功率足够时，测程可达40公里左右甚至更远，激光测距仪可昼夜作业。目前，在使用带有激光测距仪的远程测量摄像机对目标物进行空间测量时，由于云台的抖动、晃动，视频画面和激光值一直在变化，无法确认测距激光是否对准了目标点，且无法得到目标点的准确坐标。特别的，当目标点处于杆件上时，激光值打空后会有很大的距离误差，严重影响测量精度。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种测量摄像机的目标测量方法及装置，应用于激光测距仪的远程测量摄像机，能够防止由于云台的抖动而带来的测量误差，提高所述远程测量摄像机的测量精度。

第一方面，本申请实施例提供了一种测量摄像机的目标测量方法，包括：

获取包括所述待测目标的拍摄画面；

获取发自激光测距仪的激光落点在所述拍摄画面中的像素坐标；

获取所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标；

计算所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第一差值；

判断所述第一差值是否小于第一阈值，若是，获取所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台。

在上述实现过程中，首先将激光测距仪瞄准所述待测目标，使得激光测距仪的激光落点落在目标物上，此时目标物与激光落点还未完全重叠，如果此时测量所述待测目标的坐标，存在较大误差。进一步地，测量摄像机拍摄所述待测目标，所述拍摄画面中同时有激光落点以及待测目标。在所述拍摄画面中建立坐标系，获取所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标，并且计算两个坐标之间的差值，将他们作为第一差值。将第一差值和第一阈值进行比较，如果第一差值小于第一阈值，表示当前的激光落点与目标物几乎重合，此时误差较小，如果第一差值大于第一阈值，此时误差较大，需要获取转动的角度，根据所述转动角度调整云台，以使所述激光落点与所述待测目标在所述拍摄画面中重叠，进一步提高所述测量摄像机的测量精度。

进一步地，所述获取所述待测目标的三维空间坐标的步骤，包括：

获取拍摄画面的第一中心像素坐标；

计算所述拍摄画面的第一中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第二差值；

判断所述第二差值是否小于第一阈值，若是，计算所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台。

在上述实现过程中，为了进一步提高测量精度，将判断标准提高。首先获取所述拍摄画面的第一中心像素坐标，并且计算所述拍摄画面的第一中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，将其作为第二差值。进一步地，将所述第二差值与预设的第一阈值进行比较，若所述第二差值小于所述第一阈值，则当前所述目标物与激光落点的重合度较高，所述第二差值大于或等于所述第一阈值，则获取转动角度，根据所述转动角度调整云台，使转动后所述激光落点与所述待测目标的重合度更高。

进一步地，计算所述待测目标的三维空间坐标的步骤包括：

获取拍摄画面的第二中心像素坐标；

获取所述拍摄画面的第二中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第三差值；

判断所述第三差值是否小于第二阈值，若是，计算所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台。

在上述实现过程中，为了进一步提高测量精度，将判断标准提高。首先获取所述拍摄画面的第一中心像素坐标，并且计算所述拍摄画面的第二中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，将其作为第三差值。进一步地，将所述第二差值与预设的第一阈值进行比较，若所述第二差值小于所述第二阈值，若是，则当前所述目标物与激光落点的重合度较高，所述第二差值大于或等于所述第一阈值，则获取转动角度，根据所述转动角度调整云台，使转动后所述激光落点与所述待测目标的重合度更高。

进一步地，所述获取拍摄画面的第一中心像素坐标的步骤，包括：

获取所述拍摄画面中所述待测目标的预设范围内的画面，作为模板图像；

对所述模板图像使用预设算法，得到模板特征图像；

将所述模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，得到多个目标区域；

依次计算所述目标区域的中心点像素坐标；

判断所述中心点像素坐标的数量是否等于第三阈值，若是，根据所述中心点像素坐标获取所述拍摄画面的第一中心像素坐标，若否，计算下一个所述目标区域的中心点像素坐标。

在上述实现过程中，为了克服所述测量摄像机的抖动产生的误差，计算所述拍摄画面的第一中心像素坐标。首先在所述拍摄画面内将所述待测目标的预设范围内的图像截出，作为模板图像，对所述模板图像使用预设算法进行处理，得到模板特征图像。将所述模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，可以得到多个目标区域，并计算所述目标区域的中心点像素坐标，当所述目标区域的中心点像素坐标的数量等于所述第三阈值时，可以认为根据所述目标区域的中心点像素坐标获取到的所述拍摄画面的第一中心像素坐标反映了所述待测目标在所述拍摄画面中的坐标。

进一步地，所述获取拍摄画面的第二中心像素坐标的步骤，包括：

获取所述拍摄画面中所述待测目标的预设范围内的画面，作为模板图像；

对所述模板图像使用预设算法，得到模板特征图像；

将所述模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，得到多个目标区域；

依次计算所述目标区域的中心点像素坐标；

判断所述中心点像素坐标的数量是否等于第四阈值，若是，根据所述中心点像素坐标获取所述拍摄画面的第一中心像素坐标，若否，计算下一个所述目标区域的中心点像素坐标。

在上述实现过程中，为了克服所述测量摄像机的抖动产生的误差，计算所述拍摄画面的第二中心像素坐标。首先在所述拍摄画面内将所述待测目标的预设范围内的图像截出，作为模板图像，对所述模板图像使用预设算法进行处理，得到模板特征图像。将所述模板特征图像与所述拍摄画面进行匹配，可以得到多个目标区域，并计算所述目标区域的中心点像素坐标，当所述目标区域中心点像素坐标的数量等于所述第四阈值时，可以认为根据所述目标区域中心点像素坐标获取到的所述拍摄画面的第二中心像素坐标反映了所述待测目标在所述拍摄画面中的坐标。

进一步地，所述获取转动角度的步骤，包括：

获取所述拍摄画面的宽度和高度；

获取所述测量摄像机的焦距；

根据所述拍摄画面的宽度和高度、所述测量摄像机的焦距和所述像素坐标的差值计算所述转动角度。

在上述实现过程中，获取了拍摄画面的宽度和高度以及测量摄像机的焦距，利用上述三个参数和像素坐标的差值能够计算出当前的角度到达目标角度所需的转动角度，所述云台根据转动角度之后，所述拍摄画面内的所述待测目标与所述激光落点的重合度会进一步提高，所述测量摄像机的测量精度会进一步提高。

进一步地，计算所述待测目标的三维空间坐标的步骤，包括：

获取所述激光落点的到激光测距仪的距离；

获取云台的转动角度；

根据所述激光落点的到激光测距仪的距离和所述云台的转动角度计算所述待测目标的三维空间坐标。

在上述实现过程中，为了计算所述待测目标的三维空间坐标，首先获取了所速激光落点到所述激光测距仪的距离、所述云台的转动角度。对云台的调整之后，计算出来的所述待测目标的三维空间坐标更加准确。

第二方面，本申请提供了一种测量摄像机的目标测量装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取包括待测目标的拍摄画面；

坐标模块，用于获取发自激光测距仪的激光落点在所述拍摄画面中的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标；

计算模块，用于计算所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第一差值；

判断模块，用于判断所述第一差值是否小于第一阈值，若是，获取所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台。

在上述实现过程中，首先将激光测距仪瞄准了所述待测目标，激光测距仪的激光落点落在目标物上，但此时目标物与激光落点还未完全重叠，如果此时测量所述待测目标的坐标，存在较大误差。进一步地，测量摄像机拍摄所述待测目标，所述拍摄画面中同时有激光落点以及待测目标。在所述拍摄画面中建立坐标系，获取所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标，并且计算两个坐标之间的差值，将他们作为第一差值。将第一差值和第一阈值进行比较，如果第一差值小于第一阈值，表示当前的激光落点与目标物几乎重合，此时误差较小，如果第一差值大于第一阈值，此时误差较大，需要获取转动的角度，根据所述转动角度调整云台，以使所述激光落点与所述待测目标在所述拍摄画面中重叠，进一步提高所述测量所述测量摄像机的测量精度。

进一步地，所述坐标模块还用于获取拍摄画面的第一中心像素坐标；

所述计算模块还用于计算所述拍摄画面的第一中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第二差值和计算所述待测目标的三维空间坐标；

所述判断模块还用于判断所述第二差值是否小于第一阈值。

在上述实现过程中，为了进一步提高测量精度，将判断标准提高。首先获取所述拍摄画面的第一中心像素坐标，并且计算所述拍摄画面的第一中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，将其作为第二差值。进一步地，将所述第二差值与预设的第一阈值进行比较，若所述第二差值小于所述第一阈值，则当前所述目标物与激光落点的重合度较高，所述第二差值大于或等于所述第一阈值，则获取转动角度，根据所述转动角度调整云台，使转动后所述激光落点与所述待测目标的重合度更高。

进一步地，所述坐标模块还用于获取拍摄画面的第二中心像素坐标；

所述计算模块还用于获取所述拍摄画面的第二中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第三差值；

所述判断模块还用于判断所述第三差值是否小于第二阈值，若是，计算所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台。

在上述实现过程中，为了进一步提高测量精度，将判断标准提高。首先获取所述拍摄画面的第一中心像素坐标，并且计算所述拍摄画面的第二中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，将其作为第三差值。进一步地，将所述第二差值与预设的第一阈值进行比较，若所述第二差值小于所述第二阈值，若是，则当前所述目标物与激光落点的重合度较高，所述第二差值大于或等于所述第一阈值，则获取转动角度，根据所述转动角度调整云台，使转动后所述激光落点与所述待测目标的重合度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的测量摄像机的目标测量方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的获取待测目标的三维空间坐标的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的计算待测目标的三维空间坐标的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的测量摄像机的目标测量方法装置的结构示意图。

具体实施方式

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描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

目前，使用带有激光测距仪的远程测量摄像机对目标物进行空间测量时，由于云台的抖动、晃动，视频画面和激光值一直在变化，无法确认测距激光是否对准了目标点，且无法得到目标点的准确距离。

实施例1

参见图1，为了解决上述问题，本申请提供了一种测量摄像机的目标测量方法，应用于带有激光测距仪的远程测量摄像机，方法包括：

S1：获取包括待测目标的拍摄画面；

S2：获取发自激光测距仪的激光落点在拍摄画面中的像素坐标；

S3：获取待测目标在拍摄画面的像素坐标；

S4：计算激光落点在拍摄画面的像素坐标和待测目标在拍摄画面的像素坐标的差值，作为第一差值；

S5：判断第一差值是否小于第一阈值，若是，执行S6，若否，执行S7；

S6：获取待测目标的三维空间坐标：

S7：获取转动角度，根据转动角度调整云台。

首先将激光测距仪瞄准待测目标，使得激光测距仪的激光落点落在目标物上，但此时目标物与激光落点还未完全重叠，如果此时测量待测目标的坐标，存在较大误差。进一步地，测量摄像机拍摄待测目标，拍摄画面中同时有激光落点以及待测目标。在拍摄画面中建立坐标系，获取激光落点在拍摄画面的像素坐标和待测目标在拍摄画面的像素坐标，并且计算两个坐标之间的差值，将他们作为第一差值。将第一差值和第一阈值进行比较，如果第一差值小于第一阈值，表示当前的激光落点与目标物几乎重合，此时误差较小，如果第一差值大于第一阈值，此时误差较大，需要获取转动的角度，根据转动角度调整云台，以使激光落点与待测目标在拍摄画面中重叠，进一步提高测量摄像机的测量精度。

示例性地，可以利用机器视觉算法进行计算获得待测目标的像素坐标。第一阈值为2个像素。

参见图2，在一种可能的实施方式中，获取待测目标的三维空间坐标可以通过以下步骤实现：

S61：获取拍摄画面的第一中心像素坐标；

S62：计算拍摄画面的第一中心像素坐标与激光落点在拍摄画面的像素坐标的差值，作为第二差值；

S63：判断第二差值是否小于第一阈值，若是，执行S64，若否，执行S65；

S64：计算待测目标的三维空间坐标；

S65：获取转动角度，根据转动角度调整云台。

为了进一步提高测量精度，将判断标准提高。首先获取拍摄画面的第一中心像素坐标，并且计算拍摄画面的第一中心像素坐标与激光落点在拍摄画面的像素坐标的差值，将其作为第二差值。进一步地，将第二差值与预设的第一阈值进行比较，若第二差值小于第一阈值，则当前目标物与激光落点的重合度较高，若否，则获取转动角度，根据转动角度调整云台，使转动后激光落点与待测目标的重合度更高。

参见图3，在一种可能的实施方式中，计算待测目标的三维空间坐标可以通过以下步骤实现：

S641：获取拍摄画面的第二中心像素坐标；

S642：获取拍摄画面的第二中心像素坐标与激光落点在拍摄画面的像素坐标的差值，作为第三差值；

S643：判断第三差值是否小于第二阈值，若是，执行S644，若否，执行S645；

S644：计算待测目标的三维空间坐标；

S645：获取转动角度，根据转动角度调整云台。

示例性的，第二阈值为1.5个像素。

为了进一步提高测量精度，将判断标准提高。首先获取拍摄画面的第一中心像素坐标，并且计算拍摄画面的第二中心像素坐标与激光落点在拍摄画面的像素坐标的差值，将其作为第三差值。进一步地，将第二差值与预设的第一阈值进行比较，若第二差值小于第二阈值，若是，则当前目标物与激光落点的重合度较高，若否，则获取转动角度，根据转动角度调整云台，使转动后激光落点与待测目标的重合度更高。

在一种可能的实施方式中，获取拍摄画面的第一中心像素坐标可以通过以下步骤实现：

获取拍摄画面中待测目标的预设范围内的画面，作为模板图像；

对模板图像使用预设算法，得到模板特征图像；

将模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，得到多个目标区域；

依次计算目标区域的中心点像素坐标；

判断中心点像素坐标的数量是否等于第三阈值，若是，根据中心点像素坐标获取拍摄画面的第一中心像素坐标，若否，计算下一个目标区域的中心点像素坐标。

示例性的，第三阈值为72。

示例性地，在拍摄画面中以目标点为中心，预设尺寸的矩形区域内的图像作为模板图像；作为一种可行的实施例，将以目标点为中心，宽度等于300个像素点，高度等于300个像素点的矩形区域内的图像作为模板图像。使用SIFT算法作为图像特征提取算法，对模板图像进行预处理，得到模板图像空间尺度中的极值点，并提取出其位置、尺度、旋转不变量。

为了克服测量摄像机的抖动产生的误差，计算拍摄画面的第一中心像素坐标。首先在拍摄画面内将待测目标的预设范围内的图像截出，作为模板图像，对模板图像使用预设算法进行处理，得到模板特征图像。将模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，可以得到多个目标区域，并计算目标区域的中心点像素坐标，当中心点像素坐标的数量等于第三阈值时，可以认为根据中心点像素坐标获取到的拍摄画面的第一中心像素坐标反映了待测目标在拍摄画面中的坐标。

在一种可能的实施方式中，获取拍摄画面的第二中心像素坐标可以通过以下步骤实现：

获取拍摄画面中待测目标的预设范围内的画面，作为模板图像；

对模板图像使用预设算法，得到模板特征图像；

将模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，得到多个目标区域；

依次计算目标区域的中心点像素坐标；

判断中心点像素坐标的数量是否等于第四阈值，若是，根据中心点像素坐标获取拍摄画面的第一中心像素坐标，若否，计算下一个目标区域的中心点像素坐标。

为了克服测量摄像机的抖动产生的误差，计算拍摄画面的第二中心像素坐标。首先在拍摄画面内将待测目标的预设范围内的图像截出，作为模板图像，对模板图像使用预设算法进行处理，得到模板特征图像。将模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，可以得到多个目标区域，并计算目标区域的中心点像素坐标，当中心点像素坐标的数量等于第四值时，可以认为根据中心点像素坐标获取到的拍摄画面的第二中心像素坐标反映了待测目标在拍摄画面中的坐标。

示例性地，将以目标点为中心、宽度等于300个像素点，高度等于300个像素点的矩形区域内的图像作为模板图像。使用尺度不变特征变换(SIFT)算法作为图像特征提取算法，对模板图像进行预处理，得到模板图像空间尺度中的极值点，并提取出其位置、尺度、旋转不变量。第四阈值为72。

在一种可能的实施方式中，获取转动角度的可以通过以下步骤实现：

获取拍摄画面的宽度和高度；

获取测量摄像机的焦距；

根据拍摄画面的宽度和高度、测量摄像机的焦距和像素坐标的差值计算转动角度。

获取了拍摄画面的宽度和高度以及测量摄像机的焦距，利用上述三个参数和像素坐标的差值能够计算出当前的角度到达目标角度所需的转动角度，云台根据转动角度之后，拍摄画面内的待测目标与激光落点的重合度会进一步提高，测量摄像机的测量精度会进一步提高。

需要注意的是，在不同的步骤当中，上述的像素坐标的差值指代不同的参数，S7中，像素坐标的差值指代第一差值，S65中，像素坐标的差值指代第二差值，S645中，指代第三差值。最终计算出来的转动角度也不相同。

示例性地，计算转动角度可以采用下述方法：

Ax＝arctan[(tpx*ccdx)/(W*fx)]-arctan[(lpx*ccdx)/(W*fx)]

Ay＝arctan[(tpy*ccdy)/(H*fy)]-arctan[(lpy*ccdy)/(H*fy)]

上式中，Ax、Ay为云台需要转动的水平角和俯仰角，(tpx，tpy)为目标点的像素坐标，(lpx，lpy)为激光落点像素坐标，ccdx，ccdy分别为测量摄像机的CCD(电荷耦合元件)的X轴和Y轴的尺寸，W为拍摄画面的宽度，H为拍摄画面的高度，fx为测量摄像机坐标系X轴的焦距，fy为测量摄像机坐标系Y轴焦距。

在一种可能的实施方式中，计算待测目标的三维空间坐标的步骤，包括：

获取激光落点的到激光测距仪的距离；

获取云台的转动角度；

根据激光落点的到激光测距仪的距离和云台的转动角度计算待测目标的三维空间坐标。

为了计算待测目标的三维空间坐标，首先获取了所速激光落点到激光测距仪的距离、云台的转动角度。对云台的调整之后，计算出来的待测目标的三维空间坐标更加准确。需要说明的是，这里的云台的转动角度是云台相对零位已经转过的角度而不是需要转动的角度。

具体地，利用直角坐标系与球坐标系的转换方法，计算目标点三维空间坐标。

实施例2

参见图4，本申请提供了一种测量摄像机的目标测量装置，装置包括：

获取模块1，用于获取包括待测目标的拍摄画面；

坐标模块2，用于获取发自激光测距仪的激光落点在所述拍摄画面中的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标；

计算模块3，用于计算所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第一差值；

判断模块4，用于判断所述第一差值是否小于第一阈值，若是，获取所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台。

首先将激光测距仪瞄准了待测目标，激光测距仪的激光落点落在目标物上，但此时目标物与激光落点还未完全重叠，如果此时测量待测目标的坐标，存在较大误差。进一步地，测量摄像机拍摄待测目标，拍摄画面中同时有激光落点以及待测目标。在拍摄画面中建立坐标系，获取激光落点在拍摄画面的像素坐标和待测目标在拍摄画面的像素坐标，并且计算两个坐标之间的差值，将他们作为第一差值。将第一差值和第一阈值进行比较，如果第一差值小于第一阈值，表示当前的激光落点与目标物几乎重合，此时误差较小，如果第一差值大于第一阈值，此时误差较大，需要获取转动的角度，根据转动角度调整云台，以使激光落点与待测目标在拍摄画面中重叠，进一步提高测量测量摄像机的测量精度。

在一种可能的实施方式中，坐标模块2还用于获取拍摄画面的第一中心像素坐标；

计算模块3还用于计算拍摄画面的第一中心像素坐标与激光落点在拍摄画面的像素坐标的差值，作为第二差值和计算待测目标的三维空间坐标；

判断模块4还用于判断第二差值是否小于第一阈值。

为了进一步提高测量精度，将判断标准提高。首先获取拍摄画面的第一中心像素坐标，并且计算拍摄画面的第一中心像素坐标与激光落点在拍摄画面的像素坐标的差值，将其作为第二差值。进一步地，将第二差值与预设的第一阈值进行比较，若第二差值小于第一阈值，则当前目标物与激光落点的重合度较高，第二差值大于或等于第一阈值，则获取转动角度，根据转动角度调整云台，使转动后激光落点与待测目标的重合度更高。

在一种可能的实施方式中，坐标模块2还用于获取拍摄画面的第二中心像素坐标；

计算模块3还用于获取拍摄画面的第二中心像素坐标与激光落点在拍摄画面的像素坐标的差值，作为第三差值；

判断模块4还用于判断第三差值是否小于第二阈值，若是，计算待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据转动角度调整云台。

为了进一步提高测量精度，将判断标准提高。首先获取拍摄画面的第一中心像素坐标，并且计算拍摄画面的第二中心像素坐标与激光落点在拍摄画面的像素坐标的差值，将其作为第三差值。进一步地，将第二差值与预设的第一阈值进行比较，若第二差值小于第二阈值，若是，则当前目标物与激光落点的重合度较高，第二差值大于或等于第一阈值，则获取转动角度，根据转动角度调整云台，使转动后激光落点与待测目标的重合度更高。

在一种可能的实施方式中，获取模块1还用于获取拍摄画面中待测目标的预设范围内的画面，作为模板图像；对模板图像进行特征提取，得到模板特征图像；

计算模块3还用于将模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，得到多个目标区域；依次计算目标区域的中心点像素坐标；

判断模块4还用于判断中心点像素坐标的数量是否等于第三阈值，若是，根据中心点像素坐标获取拍摄画面的第一中心像素坐标，若否，计算下一个目标区域的中心点像素坐标。

在一种可能的实施方式中，获取模块1还用于获取拍摄画面中待测目标的预设范围内的画面，作为模板图像；对模板图像进行特征提取，得到模板特征图像；将模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，得到多个目标区域；

计算模块3还用于依次计算目标区域的中心点像素坐标；

判断模块4还用于判断中心点像素坐标的数量是否等于第四阈值，若是，根据中心点像素坐标获取拍摄画面的第一中心像素坐标，若否，计算下一个目标区域的中心点像素坐标。

在一种可能的实施方式中，获取模块1还用于获取拍摄画面的宽度和高度；获取测量摄像机的焦距；

计算模块3还用于根据拍摄画面的宽度和高度、测量摄像机的焦距和像素坐标的差值计算转动角度。

需要注意的是，这里的模块像素坐标的差值与前述实施例中对应，在不同的步骤当中，上述的像素坐标的差值指代不同的参数，S7中，像素坐标的差值指代第一差值，S65中，像素坐标的差值指代第二差值，S645中，指代第三差值。最终计算出来的转动角度也不相同。

在一种可能的实施方式中，获取模块1还用于获取激光落点的到激光测距仪的距离；获取云台的转动角度；根据激光落点的到激光测距仪的距离和云台的转动角度计算待测目标的三维空间坐标。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种测量摄像机的目标测量方法，其特征在于，所述方法包括：

获取包括待测目标的拍摄画面；

获取发自激光测距仪的激光落点在所述拍摄画面中的像素坐标；

获取所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标；

计算所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第一差值；

判断所述第一差值是否小于第一阈值，若是，获取所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台，包括：

通过以下公式获取所述转动角度：

Ax＝arctan[(tpx*ccdx)/(W*fx)]-arctan[(lpx*ccdx)/(W*fx)]

Ay＝arctan[(tpy*ccdy)/(H*fy)]-arctan[(lpy*ccdy)/(H*fy)]

其中，Ax、Ay为云台需要转动的水平角和俯仰角，(tpx，tpy)为目标点的像素坐标，(lpx，lpy)为激光落点像素坐标，ccdx，ccdy分别为测量摄像机的CCD、的X轴和Y轴的尺寸，W为拍摄画面的宽度，H为拍摄画面的高度，fx为测量摄像机坐标系X轴的焦距，fy为测量摄像机坐标系Y轴焦距。

2.根据权利要求1所述的测量摄像机的目标测量方法，其特征在于，所述获取所述待测目标的三维空间坐标的步骤，包括：

获取拍摄画面的第一中心像素坐标；

计算所述拍摄画面的第一中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第二差值；

判断所述第二差值是否小于第一阈值，若是，计算所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台。

3.根据权利要求2所述的测量摄像机的目标测量方法，其特征在于，计算所述待测目标的三维空间坐标的步骤包括：

获取拍摄画面的第二中心像素坐标；

获取所述拍摄画面的第二中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第三差值；

判断所述第三差值是否小于第二阈值，若是，计算所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台。

4.根据权利要求2所述的测量摄像机的目标测量方法，其特征在于，所述获取拍摄画面的第一中心像素坐标的步骤，包括：

获取所述拍摄画面中所述待测目标的预设范围内的画面，作为模板图像；

对所述模板图像进行特征提取，得到模板特征图像；

将所述模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，得到多个目标区域；

依次计算所述目标区域的中心点像素坐标；

判断所述中心点像素坐标的数量是否等于第三阈值，若是，根据所述中心点像素坐标获取所述拍摄画面的第一中心像素坐标，若否，计算下一个所述目标区域的中心点像素坐标。

5.根据权利要求3所述的测量摄像机的目标测量方法，其特征在于，所述获取拍摄画面的第二中心像素坐标的步骤，包括：

获取所述拍摄画面中所述待测目标的预设范围内的画面，作为模板图像；

对所述模板图像进行特征提取，得到模板特征图像；

将所述模板特征图像与拍摄的多个画面进行匹配，得到多个目标区域；

依次计算所述目标区域的中心点像素坐标；

判断所述中心点像素坐标的数量是否等于第四阈值，若是，根据所述中心点像素坐标获取所述拍摄画面的第一中心像素坐标，若否，计算下一个所述目标区域的中心点像素坐标。

6.根据权利要求1-3任一项所述的测量摄像机的目标测量方法，其特征在于，所述获取转动角度的步骤，包括：

获取所述拍摄画面的宽度和高度；

获取所述测量摄像机的焦距；

根据所述拍摄画面的宽度和高度、所述测量摄像机的焦距和所述像素坐标的差值计算所述转动角度。

7.根据权利要求2-5任一项所述的测量摄像机的目标测量方法，其特征在于，计算所述待测目标的三维空间坐标的步骤，包括：

获取所述激光落点的到激光测距仪的距离；

获取云台的转动角度；

根据所述激光落点的到激光测距仪的距离和所述云台的转动角度计算所述待测目标的三维空间坐标。

8.一种测量摄像机的目标测量装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取包括待测目标的拍摄画面；

坐标模块，用于获取发自激光测距仪的激光落点在所述拍摄画面中的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标；

计算模块，用于计算所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标和所述待测目标在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第一差值；

判断模块，用于判断所述第一差值是否小于第一阈值，若是，获取所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台；

通过以下公式获取所述转动角度：

Ax＝arctan[(tpx*ccdx)/(W*fx)]-arctan[(lpx*ccdx)/(W*fx)]

Ay＝arctan[(tpy*ccdy)/(H*fy)]-arctan[(lpy*ccdy)/(H*fy)]

其中，Ax、Ay为云台需要转动的水平角和俯仰角，(tpx，tpy)为目标点的像素坐标，(lpx，lpy)为激光落点像素坐标，ccdx，ccdy分别为测量摄像机的CCD、的X轴和Y轴的尺寸，W为拍摄画面的宽度，H为拍摄画面的高度，fx为测量摄像机坐标系X轴的焦距，fy为测量摄像机坐标系Y轴焦距。

9.根据权利要求8所述的目标测量装置，其特征在于，

所述坐标模块还用于获取拍摄画面的第一中心像素坐标；

所述计算模块还用于计算所述拍摄画面的第一中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第二差值和计算所述待测目标的三维空间坐标；

所述判断模块还用于判断所述第二差值是否小于第一阈值。

10.根据权利要求8所述的目标测量装置，其特征在于，

所述坐标模块还用于获取拍摄画面的第二中心像素坐标；

所述计算模块还用于获取所述拍摄画面的第二中心像素坐标与所述激光落点在所述拍摄画面的像素坐标的差值，作为第三差值；

所述判断模块还用于判断所述第三差值是否小于第二阈值，若是，计算所述待测目标的三维空间坐标，若否，获取转动角度，根据所述转动角度调整云台。