一种单目相机的测距方法及计算机程序产品技术

本申请提出一种单目相机的测距方法及计算机程序产品，该单目相机测距方法包括：获取检测图像和相机的内部参数；根据所述检测图像，确定初始测距值、目标对象的检测框和目标对象的真实尺寸；根据所述初始测距值和所述检测图像，确定目标对象的方向角；根据所述真实尺寸、所述初始测距值和所述方向角，确定目标对象轮廓的三维坐标；根据目标对象轮廓的三维坐标和所述内部参数，生成目标对象的投影区域；根据所述投影区域和所述检测框，确定最终测距值。本实施例的测距方法，能够通过确定的最终测距值对单目相机进行实时调整，方便快捷，而且可靠性较高，提升了车辆行驶的安全性。提升了车辆行驶的安全性。提升了车辆行驶的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种单目相机的测距方法及计算机程序产品


[0001]本申请涉及车辆测距的
，尤其涉及一种单目相机的测距方法及计算机程序产品。

技术介绍

[0002]在高级驾驶辅助系统中，需要车辆能够利用传感器获得的信息对周围的环境进行感知，如：获取周围障碍物与自车的距离。对于测距而言，常用的方法主要采用单目相机、毫米波雷达、激光雷达和双目相机。对于采用单目相机进行测距而言，通常会认为其测得的测距值的精度较差。如果采用双目或者是其他的手段测距来对单目相机的测距值进行评估，其采集的场景不同，可能存在较多的误差，并不能够得到单目相机的准确的测距值。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种单目相机的测距方法及计算机程序产品，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种单目相机测距方法，包括：
[0005]获取检测图像和相机的内部参数；
[0006]根据检测图像，确定初始测距值、目标对象的检测框和目标对象的真实尺寸；
[0007]根据初始测距值和检测图像，确定目标对象的方向角；
[0008]根据真实尺寸、初始测距值和方向角，确定目标对象轮廓的三维坐标；
[0009]根据目标对象轮廓的三维坐标和内部参数，生成目标对象的投影区域；
[0010]根据所述投影区域和所述检测框，确定最终测距值。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序/指令被一个处理器单独执行时或多个处理器配合执行时实现本公开的实施例提供的任意一项方法。
[0012]上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：
[0013]在本实施例中，通过检测图像先确定初始测距值，同时根据检测图像确定目标对象的检测框和目标对象的真实尺寸。由于目标对象的方向角会影响到目标对象轮廓的三维坐标，需要先确定目标对象的方向角，在确定方向角之后，结合目标对象的真实尺寸和初始测距值，确定目标对象轮廓的三维坐标。在确定目标对象轮廓的三维坐标后，通过相机的内部参数将目标对象轮廓的三维坐标转化为图像的二维坐标，即目标对象的投影区域。通过检测图像确定目标对象的检测框，将目标对象的检测框作为基准，能够对初始测距值来确定的目标对象的投影区域进行评估调整，从而能够有效地确定准确的测距值作为最终测距值。即本实施例的测距方法，无需增加另外的设备且在相同的场景下有效地得到准确的单目相机的注最终测距值。确定单目相机的最终测距值的过程能够在车辆行驶的过程中实时进行，而且能够根据最终测距值对单目相机进行实时调整，方便快捷，而且可靠性较高，提升了车辆行驶的安全性。
[0014]上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述
的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本申请进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
[0015]在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。
[0016]图1为根据相关技术中的一实施例的逆投影测距方法的示意图；
[0017]图2为根据相关技术中的另一实施例的逆投影测距方法的示意图；
[0018]图3为根据相关技术中的一实施例的目标尺寸测距方法的示意图；
[0019]图4为根据本申请一实施例的单目相机的测距方法的流程示意图；
[0020]图5为根据本申请另一实施例的单目相机的测距方法的流程示意图；
[0021]图6为根据本申请另一实施例的单目相机的测距方法的流程示意图；
具体实施方式
[0022]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0023]在相关技术中，单目相机通常利用逆投影算法或目标尺寸测距算法来进行测距。
[0024]对于每个车辆的自身都具有其理想坐标系，车辆的理想坐标系为X轴和Y轴平行于路面，Z轴垂直于路面，其中，X轴是指向车头和车尾的方向，Y轴则为车辆指向两侧车门的方向。对于单目相机也有其理想坐标系，单目相机的理想坐标系，X
c
轴和Z
c
轴平行于车辆底盘，Y
c
轴垂直于车辆底盘，其中，X
c
轴是指向车头和车尾的方向，Z
c
轴则为车辆指向两侧车门的方向。对于单目相机拍摄的图像也有对应的图像像素坐标系(u，v)。车辆自身的理想坐标系、单目相机的理想坐标系以及图像像素坐标系可以根据相机的内部参数以及相机的实时标定参数进行转换。
[0025]对于逆投影算法，逆投影算法通常为通过单目相机拍摄的图像，图像内包括有待测距的目标对象，目标对象可以是前方的车辆，也可以是前侧方的人，还可以是前侧方的物品等。通过单目相机拍摄的图像中获取目标对象的检测框，目标对象的检测框可以通过训练得到的图像识别模型识别得到，目标对象的检测框可以是圈定图像轮廓的框，也可以能够框定图像轮廓的最大外接矩形或者是能够圈定图像轮廓的最大外接圆等。以目标对象是前方车辆为例，从单目相机拍摄的图像中提取目标对象在单目相机拍摄的图像的关键点，关键点也可以称为接地点，使用该关键点对当前车辆与前方的目标对象进行测距，测距是通过公式(1)
‑
(3)均可以实现的。
[0026]如图1所示，对于公式(1)和公式(2)中，当前车辆与前方的目标对象所在的道路没有坡度，即当前车辆与前方的目标对象处于同一个平面上，此时单目相机的俯仰角θ为0，当前相机的姿态位于理想相机坐标系下(光轴与地面平行)：
[0027][0028][0029]其中，d为单目相机的测距值，F
c
为单目相机的焦距，H
c
为单目相机到地面的高度，v
b
为车辆接地点的坐标，v
v
为消失线的v坐标，z
c
为接地点在单目相机坐标系下的坐标Z轴坐标，y
c
为接地点在单目相机坐标系下的Y轴坐标，其中z
c
＝1。
[0030]如图2所示，对于公式(3)，当前车辆与前方的目标对象所在的道路有坡度，即当前车辆与前方的目标对象不处于同一个平面上。此时的单目相机的俯仰角θ不为0，可以直接从单目相机内获取单目相机的实时标定参数，从单目相机的实时标定参数中确定单目相机的俯仰角θ。
[0031][0032]其中，d为单目相机的测距值，F
c
为单目相机的焦距，H
c
为单目相机到地面的高度，v
b
为车辆接地点的坐标，v
v
为消失线的v坐标，θ为俯仰角。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单目相机的测距方法，其特征在于，包括：获取检测图像和相机的内部参数；根据所述检测图像，确定初始测距值、目标对象的检测框和目标对象的真实尺寸；根据所述初始测距值和所述检测图像，确定目标对象的方向角；根据所述真实尺寸、所述初始测距值和所述方向角，确定目标对象轮廓的三维坐标；根据所述目标对象轮廓的三维坐标和所述内部参数，生成目标对象的投影区域；根据所述投影区域和所述检测框，确定最终测距值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述投影区域和所述检测框，确定最终测距值包括：在所述投影区域的最大外接框和所述检测框一致的情况下，确定所述初始测距值为最终测距值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述投影区域和所述检测框，确定最终测距值包括：在所述投影区域的最大外接框和所述检测框不一致的情况下，调整初始测距值；根据目标对象的真实尺寸、目标对象的方向角和调整后的初始测距值，重新确定目标对象轮廓的三维坐标；根据相机的内部参数和重新确定的目标对象轮廓的三维坐标，生成调整的目标对象的投影区域；在调整的目标对象的投影区域和所述检测框一致的情况下，确定所述调整后的初始测距值为最终测距值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调整初始测距值包括：根据所述投影区域的最大外接框和所述检测框之间的比较结果，调整所述初始测距值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始测距值和所述检测图像，确定目标对象的方向角包括：获取相机的实时标定参数；根据所述初始测距值、所述检测图像和所述实时标定参数，确定目标对象的方向角。6.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梦琪，
申请(专利权)人：华人运通上海自动驾驶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：