CN115597550B - 一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法及装置 - Google Patents
一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明所提供的一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法及装置,所述基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法包括:接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息;判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离;根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离。本发明通过判断当前场景,在当前场景为水平路面转坡面场景时,根据目标接地点坐标信息、消失点坐标信息及坡面与地平面交点距相机的水平距离计算目标物与相机的实际距离,提高了坡道测距时的精度。
Description
技术领域
本发明涉及目标测距技术领域,尤其涉及的是一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法及装置。
背景技术
随着自动驾驶技术的发展,自动驾驶车辆逐步进入公众的视野,在自动驾驶车辆行驶场景中,障碍物的识别检测是必不可少的环节。车辆的自动驾驶或者防碰撞(行人保护)场景下,需要测量车辆与目标物(如前车、行人)的距离。
现有单目测距方法主要利用消失点和目标接地点来估计目标物距相机的距离,该方法有个假设:道路是平面;这样,在上下坡场景中,由于道路不是平面,用这种方法测距会存在较大误差。
因此,现有技术存在缺陷,有待改进与发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法及装置,旨在解决现有技术中单目测距方法在坡道场景测距时误差较大的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法,其中,包括:
接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息;
判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离;
根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离。
在一种实现方式中,所述接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息,包括:
接收相机拍摄的成像平面,利用2D目标检测算法计算所述成像平面中目标物的接地点坐标信息。
在一种实现方式中,所述若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离,包括:
若当前场景为水平路面转坡面场景,则根据车道线检测算法得到坡面与地平面的交点纵坐标;
获取离线标定的相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角及消失点坐标信息;
根据所述相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角、坡面与地平面的交点纵坐标以及消失点坐标信息,计算得到坡面与地平面交点距相机的水平距离。
在一种实现方式中,所述坡面与地平面交点距相机的水平距离的计算公式为:
其中,所述θ表示相机安装俯仰角,所述Fc表示相机焦距,所述Hc表示相机安装高度,所述ylane表示坡面与地平面的交点纵坐标,所述yh1表示离线标定的消失点纵坐标。
在一种实现方式中,所述判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,包括:
识别所述成像平面中的车道线,若所述成像平面中具有水平路面的两道车道线和坡面的两条车道线,则将水平路面上的车道线拟合得到水平路面车道线曲线方程,将坡面上的车道线拟合得到坡面车道线曲线方程;
根据所述水平路面车道线曲线方程和所述坡面车道线曲线方程,得到同一纵坐标下水平路面上两条车道线的第一横坐标像素差,及坡面上两条车道线的第二横坐标像素差;
若所述第二横坐标像素差与所述第一横坐标像素差之间的差值与所述第二横坐标像素差的比值大于预设阈值,则确定当前场景为水平路面转坡面场景。
在一种实现方式中,根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离,包括:
根据所述坡面车道线曲线方程计算坡面消失点坐标,根据所述坡面消失点坐标计算得到坡面角度;
将坡面假设为地平面,根据所述相机安装高度、所述坡面角度及所述水平距离计算得到相机相对于坡面的虚拟安装高度,将所述相机安装俯仰角和所述坡面角度之和作为相机相对于坡面的虚拟俯仰角;
根据所述虚拟安装高度、所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述虚拟俯仰角,计算得到目标物距相机的光心的实际距离;
根据目标物距相机的光心的实际距离、相机安装俯仰角、相机安装高度、水平距离、接地点坐标信息、坡面与地平面的交点纵坐标及坡面角度,计算得到目标物与相机的实际距离。
在一种实现方式中,所述坡面角度的计算公式为:β=arctan(yh2/xh2);其中,(xh2,yh2)表示坡面消失点坐标;
所述虚拟安装高度的计算公式为:Hc3=(Hc+Ltanβ)*cosβ;其中,所述Hc表示相机安装高度,所述L表示坡面与地平面交点距相机的水平距离;
所述目标物距相机的光心的实际距离的计算公式为:
daxis=Fc*Hc3/((yb-yh1)*cos(θ+β));
其中,所述Fc表示相机焦距,所述yb表示接地点纵坐标,所述yh1表示离线标定的消失点纵坐标,所述θ表示相机安装俯仰角;
所述目标物与相机的实际距离的计算公式为:d=daxis*cosθ-Hc2*tanθ;其中,所述ylane表示坡面与地平面的交点纵坐标。
本发明还提供一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距装置,包括:
获取模块,用于接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息;
判断模块,判断当前场景是否为水平转坡面场景;
第一计算模块,用于若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离;
第二计算模块,用于根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离。
本发明还提供一种终端,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于消失点和目标接地点的坡道单目测距程序,所述基于消失点和目标接地点的坡道单目测距程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法的步骤。
本发明所提供的一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法及装置,所述基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法包括:接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息;判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离;根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离。本发明通过判断当前场景,在当前场景为水平路面转坡面场景时,根据目标接地点坐标信息、消失点坐标信息及坡面与地平面交点距相机的水平距离计算目标物与相机的实际距离,提高了坡道测距时的精度。
附图说明
图1是本发明中基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法较佳实施例的流程图。
图2是本发明中车道线检测及拟合结果。
图3是本发明中水平路面转坡面场景的原理示意图。
图4是本发明中基于消失点和目标接地点的坡道单目测距装置的较佳实施例的功能原理框图。
图5是本发明中终端的功能原理框图。
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、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在相机平视假设下,消失点穿过图像中心,基于检测目标接地点的测距方法中,利用的接地点y坐标就等价于目标底边与地平线的距离。而当存在俯仰角时,消失点就不会穿过图像中心了,所以需要估计消失点。
现有技术一般使用针孔相机模型的测量测距。没有俯仰角的情况,需要的参数是相机焦距、相机安装高度、接地点坐标和消失点坐标。俯仰角为0或很小时,测距公式为:yb为目标底边y坐标,yh为消失点的y坐标,Fc表示相机焦距,所述Hc表示相机安装高度,可知,该公式没有使用俯仰角。
当俯仰角较大时,需要考虑俯仰角,公式为:则相机光轴方向上的距离,即目标距相机光心的实际距离:daxis=Fc*Hc3/((yb-yh)*cosθ)。该公式中需要已知相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角,消失点的y坐标,以上信息均可通过离线标定得到。当待测目标处于上下坡道时,相机俯仰角和消失点的y坐标均发生变化,如果继续使用离线标定的值,测距会出现明显误差。
为解决坡道测距不准的问题,现有技术一般采用3D目标检测或双目立体测距的解决方案。3D目标检测需要额外的NPU算力,双目立体测距需要2个摄像机,同时需要对相机做标定。
针对以上缺点,本发明提出一种基于消失点和目标接地点(2D目标检测提供)的单目坡道测距方法,在不额外增加NPU算力以及物理设备成本的前提下,解决坡道测距问题。具体地,通过接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息;判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离;根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离。本发明通过判断当前场景,在当前场景为水平路面转坡面场景时,根据目标接地点坐标信息、消失点坐标信息及坡面与地平面交点距相机的水平距离计算目标物与相机的实际距离,提高了坡道测距时的精度。
请参见图1,图1是本发明中基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法的流程图。如图1所示,本发明实施例所述的基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法包括以下步骤:
步骤S100、接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息。
具体地,当目标物为前方车辆时,目标接地点则是指前方车辆车轮的接地点。
在一种实现方式中,所述步骤S100具体为:接收相机拍摄的成像平面,利用2D目标检测算法计算所述成像平面中目标物的接地点坐标信息。
具体地,本实施例可以用yolo等cnn网络检测目标物的2D框,不涉及相机标定,无需采用3D目标检测的方式,在不额外增加NPU算力以及物理设备成本的前提下,解决坡道测距问题。
所述步骤S100之后为:步骤S200、判断当前场景是否为水平路面转破面场景,若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离。
具体地,当存在俯仰角时,消失点不会穿过图像中心了,所以需要估计消失点。
在一种实现方式中,所述步骤S200具体包括:
步骤S210、若当前场景为水平路面转坡面场景,则根据车道线检测算法得到坡面与地平面的交点纵坐标;
步骤S220、获取离线标定的相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角及消失点坐标信息;
步骤S230、根据所述相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角、坡面与地平面的交点纵坐标以及消失点坐标信息,计算得到坡面与地平面交点距相机的水平距离。
具体地,当判断当前场景为水平路面转坡面场景时,首先计算出坡面与地平面交点距相机的水平距离,需要获取的数据包括坡面与地平面的交点纵坐标,以及离线标定的相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角及消失点坐标信息。其中,坡面与地平面的交点纵坐标是指坡面开始时的车道线的第一个y坐标。本实施例计算出坡面与地平面交点距相机的水平距离,进而计算相机与目标物之间的水平距离。
在一种实施例中,所述坡面与地平面交点距相机的水平距离的计算公式为:其中,所述θ表示相机安装俯仰角,所述Fc表示相机焦距,所述Hc表示相机安装高度,所述ylane表示坡面与地平面的交点纵坐标,所述yh1表示离线标定的消失点纵坐标。其中,ylane是通过车道线检测算法检测到的。
在一种实现方式中,所述判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,包括:
步骤S10、识别所述成像平面中的车道线,若所述成像平面中具有水平路面的两道车道线和坡面的两条车道线,则将水平路面上的车道线拟合得到水平路面车道线曲线方程,将坡面上的车道线拟合得到坡面车道线曲线方程;
步骤S20、根据所述水平路面车道线曲线方程和所述坡面车道线曲线方程,得到同一纵坐标下水平路面上两条车道线的第一横坐标像素差,及坡面上两条车道线的第二横坐标像素差;
步骤S30、若所述第二横坐标像素差与所述第一横坐标像素差之间的差值与所述第二横坐标像素差的比值大于预设阈值,则确定当前场景为水平路面转坡面场景。
具体地,在判断当前场景时,假设车道线检测及拟合结果如图2所示,d2为水平路面上两条车道线在图像上的x坐标像素差,d为坡面上两条车道线在图像上的x坐标像素差,可以理解的是,在同一纵坐标下,获取水平路面上两条车道线的第一横坐标像素差,以及坡面上两条车道线的第二横坐标像素差。当(d-d2)/d的值大于预设阈值时,则说明水平路面变成了坡面。所述预设阈值可以为0.1,即,当(d-d2)/d>0.1时,说明水平路面变成了坡面,将对应车道线的y坐标记为ylane,也就是说,ylane是坡面与地平面的交点纵坐标。本实施例通过计算第二横坐标像素差与所述第一横坐标像素差之间的差值与所述第二横坐标像素差的比值,进而确认当前场景,判断方式简单可靠。
所述步骤S200之后为:步骤S300、根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离。
在一种实施例中,所述步骤S300具体包括:
步骤S310、根据所述坡面车道线曲线方程计算坡面消失点坐标,根据所述坡面消失点坐标计算得到坡面角度;
步骤S320、将坡面假设为地平面,根据所述相机安装高度、所述坡面角度及所述水平距离计算得到相机相对于坡面的虚拟安装高度,将所述相机安装俯仰角和所述坡面角度之和作为相机相对于坡面的虚拟俯仰角;
步骤S330、根据所述虚拟安装高度、所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述虚拟俯仰角,计算得到目标物距相机的光心的实际距离;
步骤S340、根据目标物距相机的光心的实际距离、相机安装俯仰角、相机安装高度、水平距离、接地点坐标信息、坡面与地平面的交点纵坐标及坡面角度,计算得到目标物与相机的实际距离。
具体地,根据距离L将平面车道线和坡面车道线进行分割,利用坡面上的车道线曲线方程计算坡面上消失点坐标(xh2,yh2),yh2可通过坡面车道线的交点计算得到。将坡面当成地平面,计算相机相对于坡面的安装高度,以及将坡面当成地平面,俯仰角由相机安装俯仰角变为所述相机安装俯仰角和所述坡面角度之和。也就是说,虚拟安装高度和虚拟俯仰角并不是真正的安装高度和安装俯仰角,而是理论上相对于坡面的虚拟安装高度和虚拟俯仰角。
在一种实现方式中,如图3所示,所述坡面角度的计算公式为:β=arctan(yh2/xh2);其中,(xh2,yh2)表示坡面消失点坐标。图中H0是指目标车辆轮胎接地点距水平路面的高度。
所述虚拟安装高度的计算公式为:Hc3=(Hc+Ltanβ)*cosβ;其中,所述Hc表示相机安装高度,所述L表示坡面与地平面交点距相机的水平距离。
所述目标物距相机的光心的实际距离的计算公式为:
daxis=Fc*Hc3/((yb-yh1)*cos(θ+β));
其中,所述Fc表示相机焦距,所述yb表示接地点纵坐标,所述yh1表示离线标定的消失点纵坐标,所述θ表示相机安装俯仰角。
也就是说,利用公式Hc3=(Hc+Ltanβ)*cosβ=Hc*cosβ+L*sinβ计算虚拟安装高度,利用公式daxis=Fc*Hc3/((yb-yh1)*cos(θ+β))计算目标物距相机的光心的实际距离。这是由于将坡面当成地平面后,俯仰角由θ变为θ+β。
所述目标物与相机的实际距离的计算公式为:d=daxis*cosθ-Hc2*tanθ;其中,所述ylane表示坡面与地平面的交点纵坐标。
这样,当目标物(如目标车辆)处于上下坡场景时,通过本实施例的计算方式可以获得相机距目标物的精确距离。
进一步地,如图4所示,基于上述基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法,本发明还相应提供了一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距装置,包括:
获取模块100,用于接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息;
判断模块200,判断当前场景是否为水平转坡面场景;
第一计算模块300,用于若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离;
第二计算模块400,用于根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离。
在一种实施例中,如图5所示,基于上述基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法,本发明还相应提供了一种终端,包括处理器10、存储器20。图5仅示出了终端的部分组件,但是应理解的是,并不要求实施所有示出的组件,可以替代的实施更多或者更少的组件。
所述存储器20在一些实施例中可以是所述终端的内部存储单元,例如终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述终端的外部存储设备,例如所述终端上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(SecureDigital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器20还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述终端的应用软件及各类数据,例如安装所述终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中,存储器20上存储有基于消失点和目标接地点的坡道单目测距程序30,该基于消失点和目标接地点的坡道单目测距程序30可被处理器10所执行,从而实现本申请中基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法。
所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU),微处理器或其他数据处理芯片,用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据,例如执行所述基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法等。
在一实施例中,当处理器10执行所述存储器20中基于消失点和目标接地点的坡道单目测距程序30时实现以下步骤:
接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息;
判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离;
根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离。
所述接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息,包括:
接收相机拍摄的成像平面,利用2D目标检测算法计算所述成像平面中目标物的接地点坐标信息。
所述若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离,包括:
若当前场景为水平路面转坡面场景,则根据车道线检测算法得到坡面与地平面的交点纵坐标;
获取离线标定的相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角及消失点坐标信息;
根据所述相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角、坡面与地平面的交点纵坐标以及消失点坐标信息,计算得到坡面与地平面交点距相机的水平距离。
所述坡面与地平面交点距相机的水平距离的计算公式为:
其中,所述θ表示相机安装俯仰角,所述Fc表示相机焦距,所述Hc表示相机安装高度,所述ylane表示坡面与地平面的交点纵坐标,所述yh1表示离线标定的消失点纵坐标。
所述判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,包括:
识别所述成像平面中的车道线,若所述成像平面中具有水平路面的两道车道线和坡面的两条车道线,则将水平路面上的车道线拟合得到水平路面车道线曲线方程,将坡面上的车道线拟合得到坡面车道线曲线方程;
根据所述水平路面车道线曲线方程和所述坡面车道线曲线方程,得到同一纵坐标下水平路面上两条车道线的第一横坐标像素差,及坡面上两条车道线的第二横坐标像素差;
若所述第二横坐标像素差与所述第一横坐标像素差之间的差值与所述第二横坐标像素差的比值大于预设阈值,则确定当前场景为水平路面转坡面场景。
根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离,包括:
根据所述坡面车道线曲线方程计算坡面消失点坐标,根据所述坡面消失点坐标计算得到坡面角度;
将坡面假设为地平面,根据所述相机安装高度、所述坡面角度及所述水平距离计算得到相机相对于坡面的虚拟安装高度,将所述相机安装俯仰角和所述坡面角度之和作为相机相对于坡面的虚拟俯仰角;
根据所述虚拟安装高度、所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述虚拟俯仰角,计算得到目标物距相机的光心的实际距离;
根据目标物距相机的光心的实际距离、相机安装俯仰角、相机安装高度、水平距离、接地点坐标信息、坡面与地平面的交点纵坐标及坡面角度,计算得到目标物与相机的实际距离。
所述坡面角度的计算公式为:β=arctan(yh2/xh2);其中,(xh2,yh2)表示坡面消失点坐标;
所述虚拟安装高度的计算公式为:Hc3=(Hc+Ltanβ)*cosβ;其中,所述Hc表示相机安装高度,所述L表示坡面与地平面交点距相机的水平距离;
所述目标物距相机的光心的实际距离的计算公式为:
daxis=Fc*Hc3/((yb-yh1)*cos(θ+β));
其中,所述Fc表示相机焦距,所述yb表示接地点纵坐标,所述yh1表示离线标定的消失点纵坐标,所述θ表示相机安装俯仰角;
所述目标物与相机的实际距离的计算公式为:d=daxis*cosθ-Hc2*tanθ;其中,所述ylane表示坡面与地平面的交点纵坐标。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法的步骤。
综上所述,本发明公开的一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法及装置,所述基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法包括:接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息;判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离;根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离。本发明通过判断当前场景,在当前场景为水平路面转坡面场景时,根据目标接地点坐标信息、消失点坐标信息及坡面与地平面交点距相机的水平距离计算目标物与相机的实际距离,提高了坡道测距时的精度。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法,其特征在于,包括:
接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息;
判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离;
根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离;
所述若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离,包括:
若当前场景为水平路面转坡面场景,则根据车道线检测算法得到坡面与地平面的交点纵坐标;
获取离线标定的相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角及消失点坐标信息;
根据所述相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角、坡面与地平面的交点纵坐标以及消失点坐标信息,计算得到坡面与地平面交点距相机的水平距离;
所述判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,包括:
识别所述成像平面中的车道线,若所述成像平面中具有水平路面的两道车道线和坡面的两条车道线,则将水平路面上的车道线拟合得到水平路面车道线曲线方程,将坡面上的车道线拟合得到坡面车道线曲线方程;
根据所述水平路面车道线曲线方程和所述坡面车道线曲线方程,得到同一纵坐标下水平路面上两条车道线的第一横坐标像素差,及坡面上两条车道线的第二横坐标像素差;
若所述第二横坐标像素差与所述第一横坐标像素差之间的差值与所述第二横坐标像素差的比值大于预设阈值,则确定当前场景为水平路面转坡面场景;
根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离,包括:
根据所述坡面车道线曲线方程计算坡面消失点坐标,根据所述坡面消失点坐标计算得到坡面角度;
将坡面假设为地平面,根据所述相机安装高度、所述坡面角度及所述水平距离计算得到相机相对于坡面的虚拟安装高度,将所述相机安装俯仰角和所述坡面角度之和作为相机相对于坡面的虚拟俯仰角;
根据所述虚拟安装高度、所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述虚拟俯仰角,计算得到目标物距相机的光心的实际距离;
根据目标物距相机的光心的实际距离、相机安装俯仰角、相机安装高度、水平距离、接地点坐标信息、坡面与地平面的交点纵坐标及坡面角度,计算得到目标物与相机的实际距离;
所述坡面角度的计算公式为:β=arctan(yh2/xh2);其中,(xh2,yh2)表示坡面消失点坐标;
所述虚拟安装高度的计算公式为:Hc3=(Hc+Ltanβ)*cosβ;其中,所述Hc表示相机安装高度,所述L表示坡面与地平面交点距相机的水平距离;
所述目标物距相机的光心的实际距离的计算公式为:
daxis=Fc*Hc3/((yb-yh1)*cos(θ+β));
其中,所述Fc表示相机焦距,所述yb表示接地点纵坐标,所述yh1表示离线标定的消失点纵坐标,所述θ表示相机安装俯仰角;
所述目标物与相机的实际距离的计算公式为:d=daxis*cosθ-Hc2*tanθ;其中,所述ylane表示坡面与地平面的交点纵坐标。
2.根据权利要求1所述的基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法,其特征在于,所述接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息,包括:
接收相机拍摄的成像平面,利用2D目标检测算法计算所述成像平面中目标物的接地点坐标信息。
3.根据权利要求1所述的基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法,其特征在于,所述坡面与地平面交点距相机的水平距离的计算公式为:
其中,所述θ表示相机安装俯仰角,所述Fc表示相机焦距,所述Hc表示相机安装高度,所述ylane表示坡面与地平面的交点纵坐标,所述yh1表示离线标定的消失点纵坐标。
4.一种基于消失点和目标接地点的坡道单目测距装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于接收相机拍摄的成像平面,获取所述成像平面中目标物的接地点坐标信息;
判断模块,判断当前场景是否为水平转坡面场景;
第一计算模块,用于若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离;
第二计算模块,用于根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离;
所述若当前场景为水平路面转坡面场景,则获取离线标定的消失点坐标信息,并计算坡面与地平面交点距相机的水平距离,包括:
若当前场景为水平路面转坡面场景,则根据车道线检测算法得到坡面与地平面的交点纵坐标;
获取离线标定的相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角及消失点坐标信息;
根据所述相机焦距、相机安装高度、相机安装俯仰角、坡面与地平面的交点纵坐标以及消失点坐标信息,计算得到坡面与地平面交点距相机的水平距离;
所述判断当前场景是否为水平路面转坡面场景,包括:
识别所述成像平面中的车道线,若所述成像平面中具有水平路面的两道车道线和坡面的两条车道线,则将水平路面上的车道线拟合得到水平路面车道线曲线方程,将坡面上的车道线拟合得到坡面车道线曲线方程;
根据所述水平路面车道线曲线方程和所述坡面车道线曲线方程,得到同一纵坐标下水平路面上两条车道线的第一横坐标像素差,及坡面上两条车道线的第二横坐标像素差;
若所述第二横坐标像素差与所述第一横坐标像素差之间的差值与所述第二横坐标像素差的比值大于预设阈值,则确定当前场景为水平路面转坡面场景;
根据所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述水平距离计算目标物与相机的实际距离,包括:
根据所述坡面车道线曲线方程计算坡面消失点坐标,根据所述坡面消失点坐标计算得到坡面角度;
将坡面假设为地平面,根据所述相机安装高度、所述坡面角度及所述水平距离计算得到相机相对于坡面的虚拟安装高度,将所述相机安装俯仰角和所述坡面角度之和作为相机相对于坡面的虚拟俯仰角;
根据所述虚拟安装高度、所述接地点坐标信息、所述消失点坐标信息及所述虚拟俯仰角,计算得到目标物距相机的光心的实际距离;
根据目标物距相机的光心的实际距离、相机安装俯仰角、相机安装高度、水平距离、接地点坐标信息、坡面与地平面的交点纵坐标及坡面角度,计算得到目标物与相机的实际距离;
所述坡面角度的计算公式为:β=arctan(yh2/xh2);其中,(xh2,yh2)表示坡面消失点坐标;
所述虚拟安装高度的计算公式为:Hc3=(Hc+Ltanβ)*cosβ;其中,所述Hc表示相机安装高度,所述L表示坡面与地平面交点距相机的水平距离;
所述目标物距相机的光心的实际距离的计算公式为:
daxis=Fc*Hc3/((yb-yh1)*cos(θ+β));
其中,所述Fc表示相机焦距,所述yb表示接地点纵坐标,所述yh1表示离线标定的消失点纵坐标,所述θ表示相机安装俯仰角;
所述目标物与相机的实际距离的计算公式为:d=daxis*cosθ-Hc2*tanθ;其中,所述ylane表示坡面与地平面的交点纵坐标。
5.一种终端,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于消失点和目标接地点的坡道单目测距程序,所述基于消失点和目标接地点的坡道单目测距程序被所述处理器执行时实现如权利要求1~3任意一项所述的基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序能够被执行以用于实现如权利要求1~3任意一项所述的基于消失点和目标接地点的坡道单目测距方法的步骤。
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