基于单目摄像头的距离测定方法及电子设备技术

本申请公开了一种基于单目摄像头的距离测定方法及电子设备。本申请实施例中，可以建立不同位置的像素与实际长度的对应关系，以此对图像中的两个目标对象，可以根据这两个目标对象之间包括的像素计算出两个目标对象之间的实际距离。这样，无需工作人员到现场进行标定，而且，位置的像素与实际长度的对应关系与摄像机的角度无关，由此，本申请提供的基于单目摄像头的距离测定方法更方便使用。

【技术实现步骤摘要】
基于单目摄像头的距离测定方法及电子设备
本申请涉及图像处理
，特别涉及一种基于单目摄像头的距离测定方法及电子设备。
技术介绍
安防应用场景中，往往需要对监控设备采集的图像进行智能分析。其中一项分析任务为距离测定。距离测定用于分析图像两个目标之间的距离。该距离即实际距离，在本申请中也称之为在地面坐标系中的距离。相关技术中可采用双目摄像头实现对两个监控目标的距离测定。但是双目摄像头成本高，因此，大多用户采用单目摄像头来进行距离测定。然而，基于单目摄像头的距离测定，往往需要安装设备后到现场进行标定以获得用于距离测定的相机内参和外参。现场标定操作复杂，难度较大，且标定后仅适用一个拍摄角度。当监控设备的拍摄角度变更后，标定的相机内参和外参也不再适用。故此，如何基于单目摄像头实现距离测定仍有待解决。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种基于单目摄像头的距离测定方法及电子设备，以克服相关技术中到现场标定摄像头的相机内参和外参，并且摄像头角度变更后标定的内参和外参不再适用的问题。第一方面，本申请提供一种基于单目摄像头的距离测定方法，所述方法包括：获取由单目摄像头采集的目标图像；若在所述目标图像中检测到第一目标对象和第二目标对象，则获取所述第一目标对象和所述第二目标对象各自在所述目标图像中的位置信息；基于所述第一目标对象和所述第二目标对象各自在所述目标图像中的位置信息，在所述目标图像的横向方向和纵向方向上分别获取所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元；其中，每个像素单元包括至少一个位置相邻的像素点；其中所述横向方向和所述纵向方向垂直；根据所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元，以及预先构建的不同位置的像素单元与横向长度和纵向长度的对应关系，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的横向距离和纵向距离；其中，所述横向长度和所述纵向长度均采样地面坐标系中的长度单位；基于所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的横向距离和纵向距离，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的距离。在一些实施例中，采用标定目标为行人构建所述不同位置的像素单元与横向长度和纵向长度的对应关系。第二方面，本申请提供一种电子设备，包括处理器和存储器：所述存储器，用于存储可被所述处理器执行的计算机程序；所述处理器与所述存储器连接，被配置为：获取由单目摄像头采集的目标图像；若在所述目标图像中检测到第一目标对象和第二目标对象，则获取所述第一目标对象和所述第二目标对象各自在所述目标图像中的位置信息；基于所述第一目标对象和所述第二目标对象各自在所述目标图像中的位置信息，在所述目标图像的横向方向和纵向方向上分别获取所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元；其中，每个像素单元包括至少一个位置相邻的像素点；其中所述横向方向和所述纵向方向垂直；根据所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元，以及预先构建的不同位置的像素单元与横向长度和纵向长度的对应关系，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的横向距离和纵向距离；其中，所述横向长度和所述纵向长度均采样地面坐标系中的长度单位；基于所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的横向距离和纵向距离，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的距离。在一些实施例中，同一像素单元内的像素点属于同一像素行或同一像素列，同一行的像素单元序列中，每个像素单元对应的横向长度相同、且对应的纵向长度相同；同一列的像素单元序列中，不同像素单元对应的横向长度不同、且对应的纵向长度不同。在一些实施例中，以所述目标图像的垂直于所述目标图像的横向方向的中轴线为参考线；则所述处理器在执行根据所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元，以及预先构建的不同位置的像素单元与横向长度的对应关系，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的横向距离时，具体被配置为：获取所述第一目标对象到所述参考线的垂直距离范围内包括的第一像素单元数量，并采用所述第一像素单元对应的横向长度乘以所述第一像素单元数量，得到所述第一目标对象与所述参考线在所述地面坐标系中的第一距离；获取所述第二目标对象到所述参考线的垂直距离范围内包括的第二像素单元数量，并采用所述第二像素单元对应的横向长度乘以所述第二像素单元数量，得到所述第二目标对象与所述参考线在所述地面坐标系中的第二距离；根据所述第一距离和所述第二距离确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的所述横向距离。在一些实施例中，所述处理器在执行根据所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元，以及预先构建的不同位置的像素单元与纵向长度的对应关系，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的纵向距离时，具体被配置为：获取所述第一目标对象和所述第二目标对象之间在所述目标图像的纵向方向的距离范围内包括的像素单元；将包括的每个像素单元对应的纵向长度的累加和作为所述第一目标对象和所述第二目标对象在所述地面坐标系中的所述纵向距离。在一些实施例中，所述处理器执行构建不同位置的像素单元与横向长度和纵向长度的对应关系时，被配置为：获取同一标定目标的按时序排布的样本图像序列；其中，所述样本图像序列中所述标定目标分散在图像的纵向方向上的不同位置；采用所述标定目标在地面坐标系中的长度信息，以及所述标定目标在不同样本图像中的位置，拟合出不同位置的像素单元对应的横向长度；其中，所述长度信息为高度或宽度。采用所述标定目标的移动速度以及所述标定目标在不同样本图像中的位置，得出不同位置的像素单元对应的纵向长度。在一些实施例中，所述标定目标为行人。在一些实施例中，所述处理器执行所述采用所述标定目标在地面坐标系中的长度信息，以及所述标定目标在不同样本图像中的位置，拟合出不同位置的像素单元对应的横向长度时，被配置为：基于同一标定目标的长度信息在地面坐标系中是固定值，在图像中随着标定目标的位置不同而不同的规则，拟合出不同位置的像素单元对应的横向长度。在一些实施例中，所述处理器执行所述基于同一标定目标的长度信息在地面坐标系中是固定值，在图像中随着标定目标的位置不同而不同的规则，拟合出不同位置的像素单元对应的横向长度时，被配置为：对样本图像序列中的各帧图像分别执行：在所述图像中对所述标定目标进行检测，获得所述标定目标的检测框；以所述标定目标的长度信息的指定倍数除以所述检测框的长度信息得到第一参数Lu；将所述检测框在所述图像中的纵坐标与所述第一参数Lu作为一对第一映射数据；其中，当所述长度信息为所述标定目标的宽度时，所述检测框的长度信息为所述检测框的宽度，当所述长度信息为所述标定目标的高度时，所述检测框的长度信息为所述检测框的高度；获取所述标定目标在不同的纵坐标位置处的所述第一映射数据之后，采用参数拟合的电子设备求解以下公式的待估计参数；其中，v表示像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单目摄像头的距离测定方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取由单目摄像头采集的目标图像；/n若在所述目标图像中检测到第一目标对象和第二目标对象，则获取所述第一目标对象和所述第二目标对象各自在所述目标图像中的位置信息；/n基于所述第一目标对象和所述第二目标对象各自在所述目标图像中的位置信息，在所述目标图像的横向方向和纵向方向上分别获取所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元；其中，每个像素单元包括至少一个位置相邻的像素点；其中所述横向方向和所述纵向方向垂直；/n根据所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元，以及预先构建的不同位置的像素单元与横向长度和纵向长度的对应关系，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的横向距离和纵向距离；其中，所述横向长度和所述纵向长度均采样地面坐标系中的长度单位；/n基于所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的横向距离和纵向距离，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于单目摄像头的距离测定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取由单目摄像头采集的目标图像；
若在所述目标图像中检测到第一目标对象和第二目标对象，则获取所述第一目标对象和所述第二目标对象各自在所述目标图像中的位置信息；
基于所述第一目标对象和所述第二目标对象各自在所述目标图像中的位置信息，在所述目标图像的横向方向和纵向方向上分别获取所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元；其中，每个像素单元包括至少一个位置相邻的像素点；其中所述横向方向和所述纵向方向垂直；
根据所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元，以及预先构建的不同位置的像素单元与横向长度和纵向长度的对应关系，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的横向距离和纵向距离；其中，所述横向长度和所述纵向长度均采样地面坐标系中的长度单位；
基于所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的横向距离和纵向距离，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的距离。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同一像素单元内的像素点属于同一像素行或同一像素列，同一行的像素单元序列中，每个像素单元对应的横向长度相同、且对应的纵向长度相同；
同一列的像素单元序列中，不同像素单元对应的横向长度不同、且对应的纵向长度不同。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，以所述目标图像的垂直于所述目标图像的横向方向的中轴线为参考线；则根据所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元，以及预先构建的不同位置的像素单元与横向长度的对应关系，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的横向距离，具体包括：
获取所述第一目标对象到所述参考线的垂直距离范围内包括的第一像素单元数量，并采用所述第一像素单元对应的横向长度乘以所述第一像素单元数量，得到所述第一目标对象与所述参考线在所述地面坐标系中的第一距离；
获取所述第二目标对象到所述参考线的垂直距离范围内包括的第二像素单元数量，并采用所述第二像素单元对应的横向长度乘以所述第二像素单元数量，得到所述第二目标对象与所述参考线在所述地面坐标系中的第二距离；
根据所述第一距离和所述第二距离确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的所述横向距离。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一目标对象和所述第二目标对象之间包含的像素单元，以及预先构建的不同位置的像素单元与纵向长度的对应关系，确定所述第一目标对象和所述第二目标对象之间的纵向距离，具体包括：
获取所述第一目标对象和所述第二目标对象之间在所述目标图像的纵向方向的距离范围内包括的像素单元；
将包括的每个像素单元对应的纵向长度的累加和作为所述第一目标对象和所述第二目标对象在所述地面坐标系中的所述纵向距离。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建不同位置的像素单元与横向长度和纵向长度的对应关系，包括：
获取同一标定目标的按时序排布的样本图像序列；其中，所述样本图像序列中所述标定目标分散在图像的纵向方向上的不同位置；
采用所述标定目标在地面坐标系中的长度信息，以及所述标定目标在不同样本图像中的位置，拟合出不同位置的像素单元对应的横向长度；其中，所述长度信息为高度或宽度；
采用所述标定目标的移动速度以及所述标定目标在不同样本图像中的位置，得出不同位置的像素单元对应的纵向长度。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用所述标定目标在地面坐标系中的长度信息，以及所述标定目标在不同样本图像中的位置，拟合出不同位置的像素单元对应的横向长度，包括：
基于同一标定目标的长度信息在地面坐标系中是固定值，在图像中随着标定目标的位置不同而不同的规则，拟合出不同位置的像素单元对应的横向长度。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于同一标定目标的长度信息在地面坐标系中是固定值，在图像中随着标定目标的位置不同而不同的规则，拟合出不同位置的像素单元对应的横向长度，包括：
对样本图像序列中的各帧图像分别执行：
在所述图像中对所述标定目标进行检测，获得所述标定目标的检测框；
以所述标定目标的长度信息的指定倍数除以所述检测框的长度信息得到第一参数Lu；
将所述检测框在所述图像中的纵坐标与所述第一参数Lu作为一对第一映射数据；其中，当所述长度信息为所述标定目标的宽度时，所述检测框的长度信息为所述检测框的宽度，当所述长度信息为所述标定目标的高度时，所述检测框的长度信息为所述检测框的高度；
获取所述标定目标在不同的纵坐标位置处的所述第一映射数据之后，采用参数拟合的方法求解以下公式的待估计...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宇，张士林，
申请(专利权)人：青岛聚好联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37