单目视觉测距方法、存储介质及单目摄像头技术

本发明专利技术涉及智能交通及图像处理技术领域，提供一种单目视觉测距方法、存储介质及单目摄像头。本发明专利技术方法包括：基于单目摄像头与目标的几何关系，计算目标相对于单目摄像头的第一距离；基于目标与对应的参考目标的尺寸比，计算目标相对于单目摄像头的第二距离；评估第一距离和第二距离的可信度，并根据所评估的可信度来确定向第一距离和第二距离分别分配的权重值，其中可信度越高，对应的权重值越高；以及基于第一距离、第二距离及第一距离和第二距离各自对应的权重值，计算目标相对于单目摄像头的最终距离。本发明专利技术能实现更好、更稳定、更广泛的目标检测。

【技术实现步骤摘要】
单目视觉测距方法、存储介质及单目摄像头
本专利技术涉及智能交通及图像处理
，特别涉及一种单目视觉测距方法、存储介质及单目摄像头。
技术介绍
目前，具有AD(Autonomousdriving，自主驾驶)功能或ADAS(AdvancedDriverAssistanceSystem，高级驾驶辅助系统)的车辆已开始逐步推向市场，极大地促进了智能交通的发展。现有技术中，支持AD/ADAS的传感器主要有雷达、视觉相机系统、激光雷达、超声波传感器等，其中视觉相机系统因能够获得与人类视觉一样的二维图像信息而应用最为广泛，其典型应用包括车道检测、物体检测、车辆检测、行人检测、骑车人检测等指定目标检测。目前用于物体识别/检测的视觉相机系统主要包括单目摄像头和立体摄像头，两者都有自己的特色。单目摄像头紧凑、简单、易于安装等优点，且它需要的计算量比立体摄像机小。由于这些优点，单目摄像头在实际市场中的使用越来越多。但是，单目摄像头存在一个致命的缺点，即其进行距离估计的准确性太低(低于立体摄像机)，因此长期以来一直期望能够提高单目摄像头的距离估测精度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种单目视觉测距方法，以解决现有单目摄像头距离估测精度不高的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种单目视觉测距方法，包括：基于单目摄像头与目标的几何关系，计算所述目标相对于所述单目摄像头的第一距离；基于所述目标与对应参考图案中的参考目标的尺寸比，计算所述目标相对于所述单目摄像头的第二距离，其中所述尺寸比包括高度比或宽度比；评估所述第一距离和所述第二距离的可信度，并根据所评估的可信度来确定向所述第一距离和所述第二距离分别分配的权重值，其中可信度越高，对应的权重值越高；以及基于所述第一距离、所述第二距离及所述第一距离和所述第二距离各自对应的权重值，计算所述目标相对于所述单目摄像头的最终距离。进一步的，所述计算所述目标相对于所述单目摄像头的所述第一距离包括：在所述单目摄像头的感兴趣范围中的一个距离处设置假想窗口，其中所述假想窗口具有预定的物理尺寸，且包括所述目标的全部或部分且所述假想窗口的底部接触真实地面；以及将所述单目摄像头至所述假想窗口的距离作为第一距离d1。进一步的，所述计算所述目标相对于所述单目摄像头的第一距离包括：在所述单目摄像头的感兴趣范围中设置多个假想窗口，其中每一假想窗口相对于所述单目摄像头距离不同且具有相同的物理尺寸，且包括所述目标的全部或部分；评估目标高度与该目标底部至各窗口底部的距离之间的高度比；以及根据评估结果对每一假想窗口进行评分，并选择分数最高的假想窗口，并将该分数最高的假想窗口相对于所述单目摄像头的距离作为所述第一距离d1。进一步的，所述评估目标高度与该目标底部至窗口底部的距离之间的高度比包括：通过每一假想窗口的物理尺寸来计算目标高度及目标底部至各窗口底部的距离，并根据计算结果评估目标高度与该目标底部至窗口底部的距离之间的高度比。进一步的，评估所述第一距离的可信度包括：获取目标高度h1以及该目标底部至用于确定所述第一距离的窗口底部的高度h2；以及确定h1及h2的比值h2/h1，且该比值h2/h1越接近于0，对应的第一距离的可信度越高。进一步的，所述计算所述目标相对于所述单目摄像头的第二距离包括：获取目标尺寸参数s1，且所述目标尺寸参数s1包括目标高度h1或目标宽度w1；获取相对于所述单目摄像头的参考距离d_ref内的参考图案中的参考目标对应于目标尺寸参数s1的尺寸参数s_ref，且该参考目标尺寸参数包括参考目标高度h_ref或参考目标宽度w_ref；以及根据下式计算第二距离d2：d2＝(s_ref/s1)*d_ref。进一步地，评估所述第二距离的可信度包括：确定s1及s_ref的比值s_ref/s1，且比值s_ref/s1越接近于1，对应的第二距离的可信度越高。进一步地，所述基于所述第一距离、所述第二距离及所述第一距离和所述第二距离各自对应的权重值，计算所述目标相对于所述单目摄像头的最终距离包括：采用下式计算所述最终距离：range_w_r＝(d1*point_win+d2*point_ref)/(point_win+point_ref)式中，range_w_r表示最终距离，d1表示第一距离，point_win表示第一距离对应的第一权重值，d2表示第二距离，point_ref表示第二距离对应的第二权重值。进一步地，当使用多个假想窗口时，基于第一权重值point_win和第二权重值point_ref的具有最高得分的最终距离range_w_r被选择作为最终距离，其中所述得分是第一权重值point_win和第二权重值point_ref之和或者是关于第一权重值point_win和第二权重值point_ref的函数。相对于现有技术，本专利技术所述的单目视觉测距方法具有以下优势：本发结合了第一距离和第二距离两种测距方案(即基于几何关系和基于图案匹配)来共同确定最终距离，显著地提高了单目摄像头的测距可信度，并且相对于采用单一距离的方案，如果某一测距方案不可用，则在某些情况下可以使用另一种测距方案，从而本专利技术实施例的单目视觉测距方法能实现更好、更稳定、更广泛的目标检测。本专利技术的另一目的在于提出一种机器可读存储介质，以解决现有单目摄像头距离估测精度不高的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的单目视觉测距方法。所述机器可读存储介质与上述单目视觉测距方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。本专利技术的另一目的在于提出一种单目摄像头，以解决现有单目摄像头距离估测精度不高的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种单目摄像头，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述的单目视觉测距方法。所述单目摄像头与上述单目视觉测距方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例的一种单目视觉测距方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例中基于单目摄像头与实际目标的几何关系进行测距的原理示意图；图3是本专利技术实施例中的测量图像与参考图案的示意图；图4(a)是设置有三个假想窗口的示意图；图4(b)是与图4(a)相对应的三个假想窗口与窗口中的实际目标的相对位置示意图；图4(c)示出了基于多个窗口确定第一距离的流程示意图；图4(d)示出了窗口中目标的位置的示意图；以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单目视觉测距方法，其特征在于，所述单目视觉测距方法包括：/n基于单目摄像头与目标的几何关系，计算所述目标相对于所述单目摄像头的第一距离；/n基于所述目标与对应参考图案中的参考目标的尺寸比，计算所述目标相对于所述单目摄像头的第二距离，其中所述尺寸比包括高度比或宽度比；/n评估所述第一距离和所述第二距离的可信度，并根据所评估的可信度来确定向所述第一距离和所述第二距离分别分配的权重值，其中可信度越高，对应的权重值越高；以及/n基于所述第一距离、所述第二距离及所述第一距离和所述第二距离各自对应的权重值，计算所述目标相对于所述单目摄像头的最终距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种单目视觉测距方法，其特征在于，所述单目视觉测距方法包括：
基于单目摄像头与目标的几何关系，计算所述目标相对于所述单目摄像头的第一距离；
基于所述目标与对应参考图案中的参考目标的尺寸比，计算所述目标相对于所述单目摄像头的第二距离，其中所述尺寸比包括高度比或宽度比；
评估所述第一距离和所述第二距离的可信度，并根据所评估的可信度来确定向所述第一距离和所述第二距离分别分配的权重值，其中可信度越高，对应的权重值越高；以及
基于所述第一距离、所述第二距离及所述第一距离和所述第二距离各自对应的权重值，计算所述目标相对于所述单目摄像头的最终距离。


2.根据权利要求1所述的单目视觉测距方法，其特征在于，计算所述目标相对于所述单目摄像头的所述第一距离包括：
在所述单目摄像头的感兴趣范围中的一个距离处设置假想窗口，其中所述假想窗口具有预定的物理尺寸，且包括所述目标的全部或部分且所述假想窗口的底部接触真实地面；以及
将所述单目摄像头至所述假想窗口的距离作为第一距离d1。


3.根据权利要求1所述的单目视觉测距方法，其特征在于，所述计算所述目标相对于所述单目摄像头的第一距离包括：
在所述单目摄像头的感兴趣范围中设置相对于所述单目摄像头距离不同的多个假想窗口，其中每一假想窗口相对于所述单目摄像头距离不同且具有相同的物理尺寸，且包括所述目标的全部或部分；
评估目标高度与该目标底部至各窗口底部的距离之间的高度比；以及
根据评估结果对每一假想窗口进行评分，并选择分数最高的假想窗口，并将该分数最高的假想窗口相对于所述单目摄像头的距离作为所述第一距离d1。


4.根据权利要求3所述的单目视觉测距方法，其特征在于，所述评估目标高度与该目标底部至窗口底部的距离之间的高度比包括：
通过每一假想窗口的物理尺寸来计算目标高度及目标底部至各窗口底部的距离，并根据计算结果评估目标高度与该目标底部至窗口底部的距离之间的高度比。


5.根据权利要求2至4中任意一项所述的单目视觉测距方法，其特征在于，评估所述第一距离的可信度包括：
获取目标高度h1以及该目标底部至用于确定所述第一距离的窗口底部的高度h2；以及
计算h1及h2的比值h2/h1，且该比值h2/h1越接近于0，对应的第一距离的可信度越高。

【专利技术属性】
技术研发人员：宫原俊二，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13