[发明专利]一种利用双摄像头测距和定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学测距技术，是指一种利用双摄像头测距和定位的方法。 

背景技术

利用双摄像头测距离的方法原理跟人双眼的立体显示一样，根据待测物体在不同的摄像头中视差成像来实现。立体显示的主要实现方式有：色分法、光分法、时分法和光栅法等。具体实现方式虽然不同，但其基本原理是一样的，都是利用两台并列安置的摄影头，分别代表人的左眼、右眼，同步拍摄出两条略带水平视差的画面。放映时，将两条影片分别装入左眼放映装置和右眼放映装置，左眼放映装置与右眼放映装置同步运转，同时将画面放映出来，形成包括左眼图像、右眼图像的双影图像。人通过双眼的汇聚功能，分别将左眼图像、右眼图像叠合在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果。我们可以用特殊的设备同样的把两幅有偏差的图片叠加在形成三维立体图像。在这种方法中必须做到观看者的左眼与右眼看到的图像不能完全相同。通常，普通人利用双眼观察物体，左眼观察到的物体影像与右眼观察到的物体影像有微小的视差，配合一定的经验，就可以估算出观察到的物体与自己的距离，我们利用这个原理通过双摄像头检测距离。 

现在已经在使用带双摄像头的照相工具比如：手机，相机等，是用来拍照三维的立体图像。而且有这样的装置来测量待测物与摄像头的垂直距离。例如：中国专利《一种利用双摄像头测距的方法和装置》(申请号为201010542905)就揭示了这种技术和装置。但是，本发明中所用的方法更简单而且精确度更高，本发明还何以算出待测物与摄像头的实际距离并且确定待测物在三维空间里的位置。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种利用双摄像头有视觉偏差导致的影像位置不同来测量距离的方法并且通过计算该点在以两个摄像头的中间点为原点的三维空间里各个方向的的距离确定其在空间里的位置。能够利用双摄像头来确定设备与被拍摄物体之间的实际距离。这种测距离的方法能比较准确测量到的距离是跟两个摄像头的距离和摄像头的分辨率有关，以人眼为例，一般人的眼睛的距离为50毫米左右，它能比较准确的估算出与人的距离为100内的物体。 

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： 

本发明提供了一种利用双摄像头测距和定位的方法，所述方法包括： 

利用双摄像头采集待测物体的影像； 

根据待测物体上一点在双摄像头中形成的影像的位置，确定待测物体上的该点到摄像头的距离。其中，所述该点的距离，包括：该点到摄像头的实际距离。其中，所述待测物体上一点，具体是：用户通过显示屏确定待测物体上的一点。 

其中，所述待测物体上一点在双摄像头中形成的影像的位置，具体是：该点的光线经过双摄像头的透镜中点，各自的入射角度，以及双摄像头的光敏器件上的影像点到各自光敏器件中点的距离。 

其中，所述确定该点的距离，具体是：利用相似三角形的等比关系和勾股定理，根据影像的位置和双摄像头的间距确定所述待测物体上一点到光敏器件中心的距离。 

其中所述确定待测物体在三维空间里的位置，具体是：以两个摄像头所在的直线为x轴，光轴垂直的面为xy平面，在这平面中过两个摄像头的中间点的垂直线为y轴，与xy平面的垂直且过两个摄像头的中间点的直线为z轴，两个摄像头的中间点为原点，根据测量物体上的一点在三维空间里各个方向的的距离确定该点在空间里的位置。 

本发明所提供的利用双摄像头测距的方法，利用双摄像头采集待测物体的影像；根据待测物体上一点的影像在双摄像头中形成的影像的位置，确定待测物体上的该点到摄像头的距离，并且通过计算该点在三维空间里各个方向的的距离确定其在空间里的位置。从而使双摄像头的设备(工具)利用高精度的光敏器件通过影像点的坐标，自动得到待测物体与设备的精确距离，增加了设备(工具)的功能。 

附图说明

图1为本发明一种利用双摄像头测距的方法流程示意图； 

图2为摄像头的组成部件采集物体光线的示意图； 

图3为显示屏和被拍摄的影像上某一点的对照示意图； 

图4为显示屏上确认任意一点和水平中分线或垂直中分线之间像素个数的示意图； 

图5为摄像头的光敏器件上确认任意一点和水平中分线或垂直中分线之间像素个数的示意图； 

图6为本发明利用双摄像头确认待测物体上一点与光敏器件的距离的示意图； 

图7为以两个摄像头的中间点为原点物体上的点在三维空间里的定位示意图； 

图8为本发明一种双摄像头测距的具体实例的结构示意图； 

具体实施方式