CN115523847A - 单目相机测距的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了单目相机测距的方法和系统，包括：将单目相机设置在预设位置；通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度和安装角度；根据所述安装高度、所述安装角度和所述单目相机的预设位置，获取所述单目相机与待测距目标的距离。使得单目相机的安装高度和安装角度可以通过solvePNP函数和几何运算获取，避免了直接测量安装高度和安装角度时所需要的苛刻的外部条件，保证了测量的准确和简便。

Description

单目相机测距的方法和系统

技术领域

本申请属于测距领域，尤其涉及单目相机测距的方法和系统。

背景技术

视觉测距在自动驾驶及红外精准测温领域是必不可少的关键技术。在视觉测距中，与常用的激光雷达和双目测距相比，无监督单目视觉测距由于其低成本、便于部署、工艺要求低等特点，吸引了众多研究者的注意。

虽然基于可见光单目视觉测距取得了重大发展，然而在夜间、雾天等场景，可见光并不适用，而红外热成像是有益的补充。但与可见光图像相比，红外图像有对比度低、动态范围宽、图像不连续、信噪比低、低纹理等缺点，简单地将可见光的单目视觉测距算法应用于红外热成像的单目视觉测距，会导致训练崩溃、精度低、深度图像边缘模糊等问题，特别是远距离测距难以满足用户需求。

单目测距算法可以分为三类，以成像模型为基础的测距算法、以数学回归建模为基础的测距算法和以几何关系推导为基础的测距算法。

以成像模型为基础的测距算法必须事先获得测量目标的实际高度或者宽度，在实际的运用过程中并不适用。

以数学回归建模为基础的测距算法则要用到大量的数据集并且通过已有数据集进行数学建模，一旦数据集更换，模型就不再适用，泛化能力较差。

与前两种测距算法相比，以几何关系推导为基础的测距算法仅需要相机的内参和外参，显然这种算法具有更好的泛化能力和适用性能。Stein 等提出了相似三角形测距算法的基础模型，并讨论了像素误差对测距精度的影响。随后，Liu等在此基础上考虑了相机姿态角pitch(俯仰角)对测距的影响；后期又在此模型上进行了大量的运用实践，但未进行更深入的理论研究。

现阶段，在单目视觉方面的测距方法在结合机器学习和深度学习的技术时，需要用到较为庞大的数据集来对测距模型进行训练，而且这种方法训练出来的模型的泛化能力往往不够理想，模型效果受到很多因素的影响，所以在进行搭载单目视觉测距的过程中，以如今的技术背景，搭载单目视觉距离测量的方法测量的准确度不高，过程复杂繁琐并且还缺乏较好的泛化能力。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供单目相机测距的方法、系统、电子设备和存储介质，使得单目相机的安装高度和安装角度可以通过标定板的位置进行运算后获取，避免了直接测量安装高度和安装角度时所需要的苛刻的外部条件，保证了测量的准确和简便。

第一方面，提供了单目相机测距的方法，所述方法包括：

将单目相机设置在预设位置；

通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度和安装角度；

根据所述安装高度、所述安装角度和所述单目相机的预设位置，获取所述单目相机与待测距目标的距离。

在一个可能的实现方式中，所述通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度，具体方法包括：

建立标定板坐标系与单目相机坐标系之间的坐标系对应关系，所述标定板坐标系为标定板所在位置的坐标系，所述单目相机坐标系为单目相机所在位置的坐标系；

根据标定高度与所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度，所述标定高度为所述标定板与地面之间的高度。

在另一个可能的实现方式中，获取所述标定高度，具体方法包括：

在所述标定板上设置第一标记点，并通过测量获取所述第一标记点与地面之间的高度作为第一标记点高度。

在另一个可能的实现方式中，所述建立标定板坐标系与单目相机坐标系之间的坐标系对应关系，具体方法包括：

加热所述标定板，并通过所述单目相机采集所述标定板的红外图像；

所述第一标记点在所述标定板坐标系中的坐标记为第一坐标；

所述第一坐标在所述红外图像中的坐标记为第二坐标；

所述第二坐标在所述单目相机坐标系中的坐标记为第三坐标；

建立所述第一坐标与所述第三坐标的坐标对应关系，根据第一预设函数，获取所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系之间的坐标系对应关系；

根据所述第一标记点高度和所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度。

在另一个可能的实现方式中，所述根据所述第一标记点高度和所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度，具体方法包括：

建立所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系的坐标系对应关系后根据第二预设函数计算得到所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；

根据所述旋转矩阵和平移矩阵获取所述单目相机坐标系中所述第一标记点在所述标定板坐标系中的坐标，记为第四坐标；

根据所述第一标记点高度和所述第四坐标获取所述单目相机的安装高度。

在另一个可能的实现方式中，所述通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装角度，具体方法包括：

在所述标定板上设置第二标记点，并通过测量获取所述第二标记点与所述单目相机之间的水平距离作为第二标记点水平距离，以及第二标记点与地面之间的高度作为第二标记点高度；

根据所述安装高度、所述第二标记点水平距离、所述第二标记点高度、所述单目相机的预设位置计算获取所述第二标记点在所述红外图像中的起始位置；

将所述起始位置绘制在所述红外图像中，调整所述起始位置的起始角度直至所述起始位置与预设的第二标记点红外原始位置相重合，获取所述单目相机的安装角度。

在另一个可能的实现方式中，所述第二标记点在所述红外图像中起始位置的起始角度具体为俯仰角为0，偏航角为0。

在另一个可能的实现方式中，所述调整所述起始位置的角度直至所述起始位置与预设的第二标记点红外原始位置相重合，具体方法包括：

在所述红外图像中将所述第二标记点的起始位置中心点记为第一中心点，记录所述第一中心点的坐标为第一中心点坐标；

将所述第二标记点红外原始位置记为第二中心点，记录所述第二中心点的坐标记为第二中心点坐标；

调整所述第一中心点的俯仰角和偏航角，使得所述第一中心点和所述第二中心点在所述红外图像中重合；

获取所述重合状态下的所述第一中心点的偏移角度作为所述单目相机的安装角度。

在另一个可能的实现方式中，所述使得所述第一中心点和所述第二中心点在所述红外图像中重合，具体方法包括：

若所述第一中心点和所述第二中心点在所述红外图像中的像素差低于预设阈值，则所述第一中心点和所述第二中心点在所述红外图像中重合。

第二方面，提供了单目相机测距的系统，所述系统包括：

单目相机位置设置模块，用于将单目相机设置在预设位置；

安装高度和安装角度标定模块，用于通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度和安装角度；

距离获取模块，用于根据所述安装高度、所述安装角度和所述单目相机的预设位置，获取所述单目相机与待测距目标的距离。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图；

图2为本发明另一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图；

图3为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图；

图4为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图；

图5为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图；

图6为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图；

图7为本发明一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图；

图8为本发明另一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图；

图9为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图；

图10为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图；

图11为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图；

图12为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图；

图13为本发明一种电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称模块被“连接”或“耦接”到另一模块时，它可以直接连接或耦接到其他模块，或者也可以存在中间模块。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一模块和全部组合。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实现方式作进一步地详细描述。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如和解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

如图1所示为本发明一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图，所述方法包括：

步骤101，将单目相机设置在预设位置；

步骤102，通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度和安装角度；

步骤103，根据所述安装高度、所述安装角度和所述单目相机的预设位置，获取所述单目相机与待测距目标的距离。

在本发明实施例中，对于基于单目相机的测距技术，标定单目相机的相关参数是测距是否准确的关键，单目相机的相关参数通常包括：单目相机的内部参数、单目相机的安装高度、单目相机的安装角度，其中，内部参数可通过现有技术预先获取，而安装高度和安装角度则需要通过标定板来进行标定。

单目相机的安装高度和安装角度，需要依赖标定板来进行标定，在具体的测距过程中，将单目相机设置于预设位置，在与单目相机的预设距离设置标定板，通过该标定板对单目相机进行标定，获取单目相机的安装高度和安装角度，通过获取的安装高度、安装角度、单目相机的预设位置以及预先获取的单目相机的内部参数，计算获取单目相机与待测距目标的距离，实现单目测距。

本发明实施例，将单目相机设置在预设位置；通过设置在与单目相机相距预设距离的标定板标定单目相机的安装高度和安装角度；根据安装高度、安装角度和单目相机的预设位置以及单目相机的内部参数，获取单目相机与待测距目标的距离。使得单目相机的安装高度和安装角度可以通过标定板的标定获取，避免了直接测量安装高度和安装角度时所需要的苛刻的外部条件，保证了测量的准确和简便。

如图2所示为本发明另一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图，所述通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度，包括：

步骤201，建立标定板坐标系与单目相机坐标系之间的坐标系对应关系，所述标定板坐标系为标定板所在位置的坐标系，所述单目相机坐标系为单目相机所在位置的坐标系；

步骤202，根据标定高度与所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度，所述标定高度为所述标定板与地面之间的高度。

在本发明实施例中，对于单目相机的安装高度，其需要通过标定板与地面的高度，也就是标定高度来标定。在获取了标定高度之后，建立标定板坐标系与单目相机坐标系的对应关系，标定板坐标系是前述标定板中的坐标系，单目相机坐标系是前述单目相机中的坐标系，标定板坐标系与单目相机坐标系之间相互独立，但根据单目相机与标定板之间的位置关系，可获取标定板坐标系与单目相机坐标系的对应关系。通过标定高度和对应关系，经过计算即可获取单目相机的安装高度。

其中，获取所述标定高度，具体方法包括：

在所述标定板上设置第一标记点，并通过测量获取所述第一标记点与地面之间的高度作为第一标记点高度。

如图3所示为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图，所述建立所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系之间的坐标系对应关系，具体方法包括：步骤301，加热所述标定板，并通过所述单目相机采集所述标定板的红外图像；

步骤302，所述第一标记点在所述标定板坐标系中的坐标记为第一坐标；

步骤303，所述第一坐标在所述红外图像中的坐标记为第二坐标；

步骤304，所述第二坐标在所述单目相机坐标系中的坐标记为第三坐标；

步骤305，建立所述第一坐标与所述第三坐标的坐标对应关系，根据第一预设函数，获取所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系之间的坐标系对应关系；

步骤306，根据所述第一标记点高度和所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度。

在本发明实施例中，加热标定板，使该标定板产生红外射线，通过单目相机对处于加热状态的标定板进行拍摄，获取该标定板的红外图像。对于第一标记点，其在标定板中的坐标为第一坐标，而第一标记点在红外图像上会生成一个红外标记点，获取该红外标记点的坐标，即第二坐标，将该第二坐标转换到单目相机坐标系中，即为第三坐标。建立第一坐标与第三坐标之间的对应关系，即坐标对应关系，根据坐标对应关系以及预先设置的第一预设函数获取标定板坐标系与单目相机坐标系之间的坐标系对应关系，根据第一标记点高度和坐标系对应关系最终获取单目相机的安装高度。其中，第一预设函数为opencv数据库中的solvePNP函数。

如图4所示为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图，所述根据所述第一标记点高度和所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度，具体方法包括：

步骤401，建立所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系的坐标系对应关系后根据第二预设函数计算得到所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；

步骤402，根据所述旋转矩阵和平移矩阵获取所述单目相机坐标系中所述第一标记点在所述标定板坐标系中的坐标，记为第四坐标；

步骤403，根据所述第一标记点高度和所述第四坐标获取所述单目相机的安装高度。

在本发明实施例中，第二预设函数为RX+T＝0，其中，R为旋转矩阵、 T为平移矩阵，该第二预设函数表示了旋转矩阵与评议矩阵之间的关系。根据第一标记点高度和原点映射坐标获取单目相机的高度，包括：根据 RX+T＝0可知X＝-R^-1T，设X＝(0、0、0)，则此时X为原点映射坐标，根据公式H＝h₁-X可获取安装高度，其中h₁为第一标记点高度。

如图5所示为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图，所述通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装角度，包括：

步骤501，在所述标定板上设置第二标记点，并通过测量获取所述第二标记点与所述单目相机之间的水平距离作为第二标记点水平距离，以及第二标记点与地面之间的高度作为第二标记点高度；

步骤502，根据所述安装高度、所述第二标记点水平距离、所述第二标记点高度、所述单目相机的预设位置计算获取所述第二标记点在所述红外图像中的起始位置；

步骤503，将所述起始位置绘制在所述红外图像中，调整所述起始位置的起始角度直至所述起始位置与预设的第二标记点红外原始位置相重合，获取所述单目相机的安装角度。

其中，第二标记点在红外图像中的起始位置的起始角度为：俯仰角为 0度，偏航角为0度。

如图6所示为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图，所述调整所述起始位置的角度直至所述起始位置与预设的第二标记点红外原始位置相重合，包括：

步骤601，在所述红外图像中将所述第二标记点的起始位置中心点记为第一中心点，记录所述第一中心点的坐标为第一中心点坐标；

步骤602，将所述第二标记点红外原始位置记为第二中心点，记录所述第二中心点的坐标记为第二中心点坐标；

步骤603，调整所述第一中心点的俯仰角和偏航角，使得所述第一中心点和所述第二中心点在所述红外图像中重合；

步骤604，获取所述重合状态下的所述第一中心点的偏移角度作为所述单目相机的安装角度。

在本发明实施例中，第一中心点坐标可以设置为(u₁，v₁)，第二中心点坐标可根据公式：

获取，其中(u₂， v₂)为第二中心点坐标，H为安装高度，L为第二标记点水平距离，h为第二标记点高度。

在具体的调整角度过程中，俯仰角和偏航角是分开调整的：在调整俯仰角时，对第二中心点坐标公式进行修改，得到俯仰角第二中心点坐标(u₃，v₃)为

将(u₃，v₃)调整到与(u₁，v₁)相同，即可获取重合状态的俯仰角角度；在调整偏航角时，对第二中心点坐标公式进行修改，得到偏航角第二中心点坐标(u₄，v₄) 为：

将(u₄，v₄)调整到与(u₁，v₁)相同，即可获取重合状态的偏航角角度。而是否重合可以通过第一中心点和第二中心点的像素差来判断，如果所述像素差低于预设的阈值，则判断第一中心点和第二中心点为重合，该阈值可根据实际使用的需要进行设置，本申请对此不作限定。

如图7所示为本发明一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图，所述系统包括：

单目相机位置设置模块701，用于将单目相机设置在预设位置；

安装高度和安装角度标定模块702，用于通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度和安装角度；

距离获取模块703，用于根据所述安装高度、所述安装角度和所述单目相机的预设位置，获取所述单目相机与待测距目标的距离。

在本发明实施例中，对于基于单目相机的测距技术，标定单目相机的相关参数是测距是否准确的关键，单目相机的相关参数通常包括：单目相机的安装高度、单目相机的安装角度，其中，内部参数可通过现有技术预先获取，而安装高度和安装角度则需要通过标定板来进行标定。

单目相机的安装高度和安装角度，需要依赖标定板来进行标定，在具体的测距过程中，将单目相机设置于预设位置，在与单目相机的预设距离设置标定板，通过该标定板对单目相机进行标定，获取单目相机的安装高度和安装角度，通过获取的安装高度、安装角度和单目相机的预设位置，计算获取单目相机与待测距目标的距离，实现单目测距。

本发明实施例，将单目相机设置在预设位置；通过设置在与单目相机相距预设距离的标定板标定单目相机的安装高度和安装角度；根据安装高度、安装角度和单目相机的预设位置，获取单目相机与待测距目标的距离。使得单目相机的安装高度和安装角度可以通过标定板的标定获取，避免了直接测量安装高度和安装角度时所需要的苛刻的外部条件，保证了测量的准确和简便。

如图8所示为本发明另一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图，所述安装高度和安装角度标定模块，包括：

坐标系对应关系建立单元801，用于建立标定板坐标系与单目相机坐标系之间的坐标系对应关系，所述标定板坐标系为标定板所在位置的坐标系，所述单目相机坐标系为单目相机所在位置的坐标系；

安装高度获取单元802，用于根据标定高度与所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度，所述标定高度为所述标定板与地面之间的高度。

在本发明实施例中，对于单目相机的安装高度，其需要通过标定板的与地面的高度，也就是标定高度来标定。在获取了标定高度之后，建立标定板坐标系与单目相机坐标系的对应关系，标定板坐标系是前述标定板中的坐标系，单目相机坐标系是前述单目相机中的坐标系，标定板坐标系与单目相机坐标系之间相互独立，但根据单目相机与标定板之间的位置关系，可获取标定板坐标系与单目相机坐标系的对应关系。通过标定高度和对应关系，经过计算即可获取单目相机的安装高度。

其中，获取所述标定高度，具体方法包括：

在所述标定板上设置第一标记点，并通过测量获取所述第一标记点与地面之间的高度作为第一标记点高度。

如图9所示为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图，坐标系对应关系建立单元801，包括：

红外图像获取单元901，用于加热所述标定板，并通过所述单目相机采集所述标定板的红外图像；

第一坐标标记单元902，用于所述第一标记点在所述标定板坐标系中的坐标记为第一坐标；

第二坐标标记单元903，用于所述第一坐标在所述红外图像中的坐标记为第二坐标；

第三坐标标记单元904，所述第二坐标在所述单目相机坐标系中的坐标记为第三坐标；

坐标系对应关系获取单元905，用于建立所述第一坐标与所述第三坐标的坐标对应关系，根据第一预设函数，获取所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系之间的坐标系对应关系；

安装高度获取单元906，用于根据所述第一标记点高度和所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度。

在本发明实施例中，加热标定板，使该标定板产生红外射线，通过单目相机对处于加热状态的标定板进行拍摄，获取该标定板的红外图像。对于第一标记点，其在标定板中的坐标为第一坐标，而第一标记点在红外图像上会生成一个红外标记点，获取该红外标记点的坐标，即第二坐标，将该第二坐标转换到单目相机坐标系中，即为第三坐标。建立第一坐标与第三坐标之间的对应关系，即坐标对应关系，根据坐标对应关系以及预先设置的第一预设函数获取标定板坐标系与单目相机坐标系之间的坐标系对应关系，根据第一标记点高度和坐标系对应关系最终获取单目相机的安装高度。其中，第一预设函数为opencv数据库中的solvePNP函数。

如图10所示为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图，所述安装高度获取单元906，包括：

旋转矩阵和平移矩阵获取单元1001，用于建立所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系的坐标系对应关系后根据第二预设函数计算得到所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；

第四坐标获取单元1002，用于根据所述旋转矩阵和平移矩阵获取所述单目相机坐标系中所述第一标记点在所述标定板坐标系中的坐标，记为第四坐标；

第四坐标获取安装高度单元1003，用于根据所述第一标记点高度和所述第四坐标获取所述单目相机的安装高度。

在本发明实施例中，第二预设函数为RX+T＝0，其中，R为旋转矩阵、 T为平移矩阵，该第二预设函数表示了旋转矩阵与评议矩阵之间的关系。根据第一标记点高度和原点映射坐标获取单目相机的高度，包括：根据RX+T＝0可知X＝-R^-1T，设X＝(0、0、0)，则此时X为原点映射坐标，根据公式H＝h₁-X可获取安装高度，其中h₁为第一标记点高度。

如图11所示为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的方法的流程图，所述安装高度和安装角度标定模块702，包括：

第二标记点相关数据获取单元1101，用于在所述标定板上设置第二标记点，并通过测量获取所述第二标记点与所述单目相机之间的水平距离作为第二标记点水平距离，以及第二标记点与地面之间的高度作为第二标记点高度；

起始位置获取单元1102，用于根据所述安装高度、所述第二标记点水平距离、所述第二标记点高度、所述单目相机的预设位置计算获取所述第二标记点在所述红外图像中的起始位置；

安装角度获取单元1103，用于将所述起始位置绘制在所述红外图像中，调整所述起始位置的起始角度直至所述起始位置与预设的第二标记点红外原始位置相重合，获取所述单目相机的安装角度。

其中，第二标记点在红外图像中的起始位置的起始角度为：俯仰角为 0度，偏航角为0度。

如图12所示为本发明再一个实施例提供的单目相机测距的系统的结构图，所述安装角度获取单元1103，包括：

第一中心点坐标获取单元1201，用于在所述红外图像中将所述第二标记点的起始位置中心点记为第一中心点，记录所述第一中心点的坐标为第一中心点坐标；

第二中心点坐标获取单元1202，用于将所述第二标记点红外原始位置记为第二中心点，记录所述第二中心点的坐标记为第二中心点坐标；

调整重合单元1203，用于调整所述第一中心点的俯仰角和偏航角，使得所述第一中心点和所述第二中心点在所述红外图像中重合；

单目相机安装角度获取单元1204，用于获取所述重合状态下的所述第一中心点的偏移角度作为所述单目相机的安装角度。

在本发明实施例中，第一中心点坐标可以设置为(u₁，v₁)，第二中心点坐标可根据公式：

获取，其中(u₂， v₂)为第二中心点坐标，H为安装高度，L为第二标记点水平距离，h为第二标记点高度。

在具体的调整角度过程中，俯仰角和偏航角是分开调整的：在调整俯仰角时，对第二中心点坐标公式进行修改，得到俯仰角第二中心点坐标(u₃， v₃)为

将(u₃，v₃)调整到与(u₁，v₁)相同，即可获取重合状态的俯仰角角度；在调整偏航角时，对第二中心点坐标公式进行修改，得到偏航角第二中心点坐标(u₄，v₄) 为：

将(u₄，v₄)调整到与(u₁，v₁)相同，即可获取重合状态的偏航角角度。而是否重合可以通过第一中心点和第二中心点的像素差来判断，如果所述像素差低于预设的阈值，则判断第一中心点和第二中心点为重合，该阈值可根据实际使用的需要进行设置，本申请对此不作限定。

图13示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图13所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1301、通信接口(Communications Interface1302、存储器(memory)1303和通信总线1304，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信。处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行单目相机测距的方法，该方法包括：将单目相机设置在预设位置；通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度和安装角度；根据所述安装高度、所述安装角度、所述单目相机的预设位置以及所述单目相机的内部参数，获取所述单目相机与待测距目标的距离。其中，内部参数可通过现有技术预先获取，而安装高度和安装角度则需要通过标定板来进行标定。

此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元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，本发明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)执行本发明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。

另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的单目相机测距的方法，该方法包括：将单目相机设置在预设位置；通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度和安装角度；根据所述安装高度、所述安装角度、所述单目相机的预设位置以及所述单目相机的内部参数，获取所述单目相机与待测距目标的距离。其中，内部参数可通过现有技术预先获取，而安装高度和安装角度则需要通过标定板来进行标定。

又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的单目相机测距的方法，该方法包括：将单目相机设置在预设位置；通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度和安装角度；根据所述安装高度、所述安装角度、所述单目相机的预设位置以及所述单目相机的内部参数，获取所述单目相机与待测距目标的距离。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本发明的部分实现方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单目相机测距的方法，其特征在于，所述方法包括：

将单目相机设置在预设位置；

通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度和安装角度；

根据所述安装高度、所述安装角度和所述单目相机的预设位置，获取所述单目相机与待测距目标的距离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度，具体方法包括：

建立标定板坐标系与单目相机坐标系之间的坐标系对应关系，所述标定板坐标系为标定板所在位置的坐标系，所述单目相机坐标系为单目相机所在位置的坐标系；

根据标定高度与所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度，所述标定高度为所述标定板与地面之间的高度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述标定高度，具体方法包括：

在所述标定板上设置第一标记点，并通过测量获取所述第一标记点与地面之间的高度作为第一标记点高度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述建立标定板坐标系与单目相机坐标系之间的坐标系对应关系，具体方法包括：

加热所述标定板，并通过所述单目相机采集所述标定板的红外图像；

所述第一标记点在所述标定板坐标系中的坐标记为第一坐标；

所述第一坐标在所述红外图像中的坐标记为第二坐标；

所述第二坐标在所述单目相机坐标系中的坐标记为第三坐标；

建立所述第一坐标与所述第三坐标的坐标对应关系，根据第一预设函数，获取所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系之间的坐标系对应关系；

根据所述第一标记点高度和所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一标记点高度和所述坐标系对应关系获取所述单目相机的安装高度，具体方法包括：

建立所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系的坐标系对应关系后根据第二预设函数计算得到所述标定板坐标系与所述单目相机坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；

根据所述旋转矩阵和平移矩阵获取所述单目相机坐标系中所述第一标记点在所述标定板坐标系中的坐标，记为第四坐标；

根据所述第一标记点高度和所述第四坐标获取所述单目相机的安装高度。

6.如权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装角度，具体方法包括：

在所述标定板上设置第二标记点，并通过测量获取所述第二标记点与所述单目相机之间的水平距离作为第二标记点水平距离，以及第二标记点与地面之间的高度作为第二标记点高度；

根据所述安装高度、所述第二标记点水平距离、所述第二标记点高度、所述单目相机的预设位置计算获取所述第二标记点在所述红外图像中的起始位置；

将所述起始位置绘制在所述红外图像中，调整所述起始位置的起始角度直至所述起始位置与预设的第二标记点红外原始位置相重合，获取所述单目相机的安装角度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二标记点在所述红外图像中起始位置的起始角度具体为俯仰角为0，偏航角为0。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述调整所述起始位置的角度直至所述起始位置与预设的第二标记点红外原始位置相重合，具体方法包括：

在所述红外图像中将所述第二标记点的起始位置中心点记为第一中心点，记录所述第一中心点的坐标为第一中心点坐标；

将所述第二标记点红外原始位置记为第二中心点，记录所述第二中心点的坐标记为第二中心点坐标；

调整所述第一中心点的俯仰角和偏航角，使得所述第一中心点和所述第二中心点在所述红外图像中重合；

获取所述重合状态下的所述第一中心点的偏移角度作为所述单目相机的安装角度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述使得所述第一中心点和所述第二中心点在所述红外图像中重合，具体方法包括：

若所述第一中心点和所述第二中心点在所述红外图像中的像素差低于预设阈值，则所述第一中心点和所述第二中心点在所述红外图像中重合。

10.一种单目相机测距的系统，其特征在于，所述系统包括：

单目相机位置设置模块，用于将单目相机设置在预设位置；

安装高度和安装角度标定模块，用于通过设置在与所述单目相机相距预设距离的标定板标定所述单目相机的安装高度和安装角度；

距离获取模块，用于根据所述安装高度、所述安装角度和所述单目相机的预设位置，获取所述单目相机与待测距目标的距离。

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