一种基于图像识别的激光测距方法技术

本发明专利技术属于图像处理领域，公开了一种基于图像识别的激光测距方法，所述方法包括：事先在理想环境下获得不同距离的激光点坐标，建立激光点运动轨迹直线方程和运动趋势集合。在进行实际测距时，通过对图像进行遍历激光点运动轨迹直线搜索亮点，并对亮点进行过滤获得待测的激光点中心坐标，进一步代入距离换算公式获得待测距离。此方法所需图像和计算量较少，计算速度快，精度高，即使在较强环境的干扰下也能够快速完成测距。能够快速完成测距。能够快速完成测距。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的激光测距方法


[0001]本专利技术涉及图像识别领域，具体是一种基于图像识别的激光测距方法。

技术介绍

[0002]传统的测距方法采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。脉冲法测距通过测距装置发射出激光经被测量物体的反射后又被测距装置接收，测距装置同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半就是测距装置和被测量物体之间的距离。相位式测距则是利用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返被测量物体一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。
[0003]然而脉冲法一般只适用于长距离测距，而条码扫描多是短距离，脉冲法测距在短距离会因为反射时间过短无法精确计算出距离。相位式测距虽然适用于短距离高精度测量，但是仪器结构复杂，成本昂贵，体积大，不适合用于条码识读模块的调焦配合。
[0004]现有技术的新型激光测距方法通过结合激光和图像识别，获得多张包含激光点的图像，通过判断激光点在二维平面图像上的位置进一步计算得到设备与目标之间的距离，这种方法比传统测距方法计算量更少，结果更准确。但是目前此类技术仍需要耗费多张图像和更多的计算量，且容易受到外界光照、反光材质、激光被吸收等多重因素影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于图像识别的激光测距方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]技术方案一
[0008]一种基于图像识别的激光测距方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009]S1：获取不同距离下标准激光点的图像，并对所述标准激光点的图像建立坐标系，搜索亮度最高的点作为当前设定距离的标准激光点，并记录标准激光点坐标；
[0010]S2：根据S1步骤获得的不同距离的标准激光点坐标，进行激光点运动轨迹直线拟合，建立不同距离区间内的激光点运动轨迹直线方程，并计算激光点运动趋势。
[0011]S3：获取待测距的激光点图像；
[0012]S4：对所述待测距的激光点图像进行亮点搜索，搜索遍历由S2步骤获得的激光点运动轨迹直线集合，搜索顺序为由近及远，当所述激光点运动轨迹直线上的像素亮度高于阈值，则认定当前像素为一个亮点，并记录所有亮点连续区域；
[0013]S5：对S4步骤获得的所述亮点连续区域进行过滤：
[0014]当只存在一个亮点连续区域时，则取所述亮点连续区域中点坐标作为激光点坐标；
[0015]当存在一个以上亮点连续区域时，对每个亮点连续区域都取中点作为备选激光点坐标，计算所述待测距的激光点图像和无激光点的图像中位于所述备选激光点坐标的像素
点的亮度差值，选取亮度差值最大的备选激光点坐标作为激光点坐标；
[0016]S6：在经过以所述激光点坐标为中心的中垂线上，寻找与所述激光点坐标亮度相同的且距离所述激光点坐标距离最近和最远距离的两个点，取所述两个点之间的中点坐标作为激光点中心坐标；
[0017]S7：根据所述激光点中心坐标与其对应的运动轨迹直线方程数据，进行距离换算，得到当前待测距离。
[0018]S1步骤中，拍摄环境无外界干扰，所述无外界干扰包括无外界光源干扰，目标非反光材质。
[0019]S2步骤中，所述激光点运动轨迹直线方程以及运动趋势集合具体为：
[0020]K＝(y2
‑
y1)/(x2
‑
x1)
[0021]B＝y1
‑
K*x1
[0022]Rrate＝abs(x2
‑
x1)+abs(y2
‑
y1)
[0023]其中，x1，y1和x2，y2是位于同一激光点运动轨迹直线上的两个不同距离下的激光点坐标，K为直线斜率，B为截距，Rrate为运动趋势，即激光点变化趋势。
[0024]S4步骤中，当遍历所有激光点运动轨迹直线仍未搜索到亮点，则根据所述运动直线方程的K值大小选择扩大搜寻范围：当K值大于1时候，将所述激光点运动轨迹直线在Y轴方向移动n个像素继续进行搜索；当K值小于1时候，将所述激光点运动轨迹直线在X轴方向移动n个像素继续进行搜索。
[0025]S5步骤中，当所述多个亮点连续区域的亮度差值相近时，则选取亮度最大且其所在的亮点连续区域的亮点变化趋势不超过所在激光点运动轨迹直线的运动变化趋势的所述备选激光点坐标作为激光点坐标；
[0026]S6步骤中，所述中垂线方程具体为：
[0027]y＝
‑
x/K+(x1+x2)/2K+(y1+y2)/2
[0028]其中,K为激光点所在激光点运动轨迹直线方程斜率，x1,y1和x2,y2是两个不同距离下的激光点坐标。
[0029]S7步骤中，所述距离换算公式具体为：
[0030]D
distance
＝d1+R
rate2
/R
rate1
*(d2
‑
d1)
[0031]其中，d1为所述激光点运动轨迹直线的起点对应距离，d2为终点对应距离，Rrate1为所述激光点运动轨迹直线的运动趋势，Rrate2为所述激光点中心坐标与所述运动轨迹直线的起点坐标之间的运动趋势。
[0032]S7步骤中，当需要更高的测距精度时，则选取所述运动轨迹直线上距离更近的两个点的坐标和对应距离进行计算。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0034]1.通过事先获取理想环境下的图像数据，减少实测过程中的图像需求和运算量；
[0035]2.通过设立不同距离区间直线并分段搜索，确保搜索结果的准确性；
[0036]3.通过设置激光点过滤条件减少环境干扰，解决远距离、反光材质下等造成激光在图像上难以判断的问题。
[0037]4.通过设置可控变量，可根据需求调整计算参数，提高计算精度。
附图说明
[0038]图1为本专利技术的一种基于图像识别的激光测距方法的流程图；
[0039]图2为本专利技术的一个实施例的理想环境下激光点在不同距离下的运动轨迹示意图；
[0040]图3为本专利技术的一实施例的不同距离区间内直线搜索范围示意图；
[0041]图4为本专利技术的一实施例的近距离的激光点图像示意图；
[0042]图5为本专利技术的一实施例的远距离的激光点图像示意图；
[0043]图6为本专利技术的一实施例的具有多个亮点连续区域的示意图。
[0044]图7为本专利技术的一个实施例的两个激光点之间的图像距离与实际距离对比示意图；
具体实施方式
[0045]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的激光测距方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取不同距离下标准激光点的图像，并对所述标准激光点的图像建立坐标系，搜索亮度最高的点作为当前设定距离的标准激光点，并记录标准激光点坐标；S2：根据S1步骤获得的不同距离的标准激光点坐标，进行激光点运动轨迹直线拟合，建立不同距离区间内的激光点运动轨迹直线方程，并计算激光点运动趋势。S3：获取待测距的激光点图像；S4：对所述待测距的激光点图像进行亮点搜索，搜索遍历由S2步骤获得的激光点运动轨迹直线集合，搜索顺序为由近及远，当所述激光点运动轨迹直线上的像素亮度高于阈值，则认定当前像素为一个亮点，并记录所有亮点连续区域；S5：对S4步骤获得的所述亮点连续区域进行过滤：当只存在一个亮点连续区域时，则取所述亮点连续区域中点坐标作为激光点坐标；当存在一个以上亮点连续区域时，对每个亮点连续区域都取中点作为备选激光点坐标，计算所述待测距的激光点图像和无激光点的图像中位于所述备选激光点坐标的像素点的亮度差值，选取亮度差值最大的备选激光点坐标作为激光点坐标；S6：在经过以所述激光点坐标为中心的中垂线上，寻找与所述激光点坐标亮度相同的且距离所述激光点坐标距离最近和最远距离的两个点，取所述两个点之间的中点坐标作为激光点中心坐标；S7：根据所述激光点中心坐标与其对应的运动轨迹直线方程数据，进行距离换算，得到当前待测距离。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的激光测距方法，其特征在于，S1步骤中，拍摄环境无外界干扰，所述无外界干扰包括无外界光源干扰，目标非反光材质。3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的激光测距方法，其特征在于，S2步骤中，所述激光点运动轨迹直线方程以及运动趋势集合具体为：K＝(y2
‑
y1)/(x2
‑
x1)B＝y1
‑
K*x1Rrate＝abs(x2
‑
x1)+abs(y2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌洁，游晓君，陈光椿，
申请(专利权)人：福建新大陆自动识别技术有限公司，
类型：发明
国别省市：