平面测距方法、单目摄像头及计算机可读存储介质技术

本发明专利技术公开了一种平面测距方法、单目摄像头及计算机可读存储介质，涉及平面测距技术领域。所述平面测距方法应用于单目摄像头，所述平面测距方法包括以下步骤：获取所述单目摄像头的视场空间模型，其中所述视场空间模型为根据所述单目摄像头的最大视场角、离地高度和俯角构建而成的；对待测距场景进行拍摄，获得成像画面；根据所述视场空间模型，计算所述成像画面中第一参考点和第二参考点在地面上的真实距离。本发明专利技术实现了对单目摄像头的成像画面中各参考点之间真实距离的测定，降低了平面测距的成本。距的成本。距的成本。

【技术实现步骤摘要】
平面测距方法、单目摄像头及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术涉及平面测距
，尤其涉及一种平面测距方法、单目摄像头及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着信息技术的快速发展，摄像头作为一种视频输入设备，被广泛应用在实时监控和智能安防等领域。摄像头为计算机提供了关于现实世界的感知，根据其提供的视觉图像信息，计算机可进一步进行分析处理，进而做出相应的决策。平面测距是指对于现实世界中地面上两点实际距离的度量，准确有效的平面测距可广泛应用于工程测量、社交距离检测以及车辆测速等
然而，目前的平面测距方法大多依赖于人工实地测定，往往会消耗大量的人力物力资源，成本较高。
[0003]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种平面测距方法，旨在解决目前的平面测距方法成本较高的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种平面测距方法，应用于单目摄像头，所述平面测距方法包括以下步骤：获取所述单目摄像头的视场空间模型，其中所述视场空间模型为根据所述单目摄像头的最大视场角、离地高度和俯角构建而成的；基于所述单目摄像头对待测距场景进行拍摄，获得成像画面；根据所述视场空间模型，计算所述成像画面中第一参考点和第二参考点在地面上的真实距离。
[0006]可选地，所述根据所述视场空间模型计算所述成像画面中第一参考点和第二参考点在地面上的真实距离的步骤包括：基于所述视场空间模型和所述单目摄像头的成像画面，计算得出所述成像画面中第一参考点和第二参考点投影在地面上的像素距离；获取真实距离和像素距离的转化比值，并根据所述转化比值，将所述像素距离转化为所述第一参考点和第二参考点在地面上的真实距离。
[0007]可选地，所述基于所述视场空间模型，计算得出所述单目摄像头的成像画面中第一参考点和第二参考点投影在地面上的像素距离的步骤包括：基于所述视场空间模型，获得所述第一参考点投影至预设地面坐标系的第一地面参考点的第一像素坐标，以及所述第二参考点投影至预设地面坐标系的第二地面参考点的第二像素坐标；根据所述第一像素坐标和第二像素坐标，计算得出所述单目摄像头的成像画面中
第一参考点和第二参考点投影在地面上的像素距离。
[0008]可选地，所述基于所述视场空间模型，获得所述第一参考点投影至预设地面坐标系的第一地面参考点的第一像素坐标，以及所述第二参考点投影至预设地面坐标系的第二地面参考点的第二像素坐标的步骤之前包括：建立辅助计算平面，所述辅助计算平面与所述成像画面所处的成像平面平行且经过所述单目摄像头的镜头光轴与地面的交点；以所述单目摄像头的镜头光轴与地面的交点作为原点，所述辅助计算平面与地面的交线作为横轴，建立所述预设地面坐标系。
[0009]可选地，所述基于所述视场空间模型，获得所述第一参考点投影至预设地面坐标系的第一地面参考点的第一像素坐标，以及所述第二参考点投影至预设地面坐标系的第二地面参考点的第二像素坐标的步骤包括：基于所述辅助计算平面，经三角函数计算，得出所述第一地面参考点与所述预设地面坐标系的原点之间第一地面像素距离，以及所述第一地面参考点与所述预设地面坐标系的纵轴之间的第一夹角；将所述第一地面像素距离和所述第一夹角，转化为所述第一地面参考点在所述预设地面坐标系中的第一像素坐标；基于所述辅助计算平面，经三角函数计算，得出所述第二地面参考点与所述预设地面坐标系的原点之间第二地面像素距离，以及所述第二地面参考点与所述预设地面坐标系的纵轴之间的第二夹角；将所述第二地面像素距离和所述第二夹角，转化为所述第二地面参考点在所述预设地面坐标系中的第二像素坐标。
[0010]可选地，所述获取真实距离和像素距离的转化比值的步骤包括：获取所述单目摄像头的拍摄分辨率，并根据所述拍摄分辨率和所述视场空间模型，计算得出所述单目摄像头的离地高度对应的离地像素距离；根据所述离地高度和离地像素距离，计算得出真实距离和像素距离的转化比值。
[0011]可选地，所述获取所述单目摄像头的视场空间模型的步骤之前包括：获取所述单目摄像头的感光元件尺寸和焦距长度；根据所述感光元件尺寸和焦距长度，计算得出所述单目摄像头的最大视场角；获取所述单目摄像头的离地高度和俯角；根据所述最大视场角、所述离地高度和所述俯角，构建视场空间模型。
[0012]可选地，所述感光元件尺寸包括感光元件的对角线长度，所述根据所述感光元件尺寸和焦距长度，计算得出所述单目摄像头的最大视场角的步骤包括：根据所述感光元件的对角线长度和所述焦距长度，获得所述单目摄像头的镜头光轴与镜头中心至感光元件的对角方向构成的视场夹角；根据所述视场夹角，获得所述单目摄像头的最大视场角。
[0013]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种单目摄像头，所述单目摄像头包括：感光元件、角度传感器、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计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的方法的步骤。
[0014]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读
存储介质上存储有平面测距程序，所述平面测距程序被处理器执行时实现如上任一项所述的平面测距方法的步骤。
[0015]本专利技术提出的一种平面测距方法，通过获取所述单目摄像头的视场空间模型，并对待测距场景进行拍摄后获得成像画面。然后根据所述视场空间模型，计算所述单目摄像头的成像画面中第一参考点和第二参考点在地面上的真实距离。本专利技术通过单目摄像头实现了对成像画面中各参考点之间真实距离的测定，无需人员手动去进行测量，也无需采用各类昂贵的高精度测距仪即可完成平面测距工作，可有效节省平面测距的成本，并且由于无需进行实地测距，因此也具有更加广泛的应用场景。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；图2为本专利技术平面测距方法第一实施例的流程示意图；图3为本专利技术中所述单目摄像头的视场空间模型的一示例图；图4为本专利技术涉及的摄像头成像过程的示意图；图5为本专利技术涉及的摄像头视角的示意图；图6为本专利技术涉及的角度传感器的原理示意图；图7本专利技术中所述单目摄像头部署场景的侧视图；图8为本专利技术中所述单目摄像头的成像画面中第一参考点和第二参考点的位置示例图；图9为本专利技术中所述单目摄像头部署场景的俯视图；图10为本专利技术中所述单目摄像头的视场空间模型的另一示例图。
[0017]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0018]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]如图1所示，图1为本专利技术实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
[0020]如图1所示，所述单目摄像头可以包括：处理器1001，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005，感光元件1006、角度传感器1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面测距方法，应用于单目摄像头，其特征在于，所述平面测距方法包括以下步骤：获取所述单目摄像头的视场空间模型，其中所述视场空间模型为根据所述单目摄像头的最大视场角、离地高度和俯角构建而成的；基于所述单目摄像头对待测距场景进行拍摄，获得成像画面；根据所述视场空间模型，计算所述成像画面中第一参考点和第二参考点在地面上的真实距离。2.如权利要求1所述的平面测距方法，其特征在于，所述根据所述视场空间模型计算所述成像画面中第一参考点和第二参考点在地面上的真实距离的步骤包括：基于所述视场空间模型和所述单目摄像头的成像画面，计算得出所述成像画面中第一参考点和第二参考点投影在地面上的像素距离；获取真实距离和像素距离的转化比值，并根据所述转化比值，将所述像素距离转化为所述第一参考点和第二参考点在地面上的真实距离。3.如权利要求2所述的平面测距方法，其特征在于，所述基于所述视场空间模型，计算得出所述单目摄像头的成像画面中第一参考点和第二参考点投影在地面上的像素距离的步骤包括：基于所述视场空间模型，获得所述第一参考点投影至预设地面坐标系的第一地面参考点的第一像素坐标，以及所述第二参考点投影至预设地面坐标系的第二地面参考点的第二像素坐标；根据所述第一像素坐标和第二像素坐标，计算得出所述单目摄像头的成像画面中第一参考点和第二参考点投影在地面上的像素距离。4.如权利要求3所述的平面测距方法，其特征在于，所述基于所述视场空间模型，获得所述第一参考点投影至预设地面坐标系的第一地面参考点的第一像素坐标，以及所述第二参考点投影至预设地面坐标系的第二地面参考点的第二像素坐标的步骤之前包括：建立辅助计算平面，所述辅助计算平面与所述成像画面所处的成像平面平行且经过所述单目摄像头的镜头光轴与地面的交点；以所述单目摄像头的镜头光轴与地面的交点作为原点，所述辅助计算平面与地面的交线作为横轴，建立所述预设地面坐标系。5.如权利要求4所述的平面测距方法，其特征在于，所述基于所述视场空间模型，获得所述第一参考点投影至预设地面坐标系的第一地面参考点的第一像素坐标，以及所述第二参考点投影至预设地面坐标系的第二地面参考点的第二像素坐标的步骤包括：基于所述辅助计算平面，经三角函数计算，得出所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，张业宝，聂俊，刘胜强，
申请(专利权)人：中国科学技术大学先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：