[发明专利]一种单摄像头测距方法

说明书

本发明提供了一种单摄像头测距方法，包括以下步骤：S1：在采样物体前粘贴目标图像，放置并启动摄像头；S2：将摄像头采集的图像信息转换为黑白图像；S3：利用微处理器对黑白图像进行采样，采样点共M*N个；S4：将处于黑色图像区域内的采样点定义为特征点，计算平均每行特征点个数；S5：改变摄像头与采样物体之间的相对距离，重复步骤S1‑S4；S6：建立相对距离与平均每行特征点个数的关系的数据库并利用MATLAB工具得到相对距离与平均每行特征点个数的非线性近似方程；S7：在采样物体表面粘贴目标图像，计算采样物体生成的黑白图像中平均每行特征点个数，代入上述相对距离与平均每行特征点个数的非线性近似方程，求得采样物体与摄像头之间的相对距离。

技术领域

本发明涉及测距方法领域，尤其涉及一种单摄像头测距方法。

背景技术

目前利用摄像头进行测距的方法，最常见的是双目视差法，这种方法用两个摄像头采集图像数据，并根据物体上的某一点在两个摄像头中的视差成像确定该点到摄像头的距离，但双目视差法测距硬件成本较高，计算量大，测距结果易受特征点误匹配的影响；现有用单个摄像头测量两点距离的方法通常为摄像头加激光发射机的方法，但相比普通光源，激光发射机成本较高，而且操作起来也比较繁琐；现在也有通过移动摄像头和三角函数计算获得距离信息的方法，但其测量系统需要有个移动过程才能完成距离测量，不具备良好的实时性；也有利用对单目摄像头测距模型建模以获得距离信息的方法，但其过程需要经过大量的三角函数计算，计算方法较为复杂，无疑增加了计算成本和延长了测距时间，不具备良好的用户体验，也难以满足实时性要求。

如何利用单个摄像头准确、方便、实时的测量摄像头到物体的距离，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单摄像头测距方法，目的在于解决传统的测距方法中利用激光发射机测距成本较高的问题，还用于解决利用三角函数测距法测距计算方法复杂、且不具备良好实时性的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种单摄像头测距方法，包括以下步骤：

S1：在采样物体表面粘贴目标图像，目标图像中有一条宽度为X厘米的竖直线，竖直线的颜色与目标图像的背景颜色不同；在目标图像的正前方、距离目标图像L厘米处放置并启动摄像头；

S2：将摄像头采集到的图像发送给微处理器进行预处理，并将摄像头采集到的图像转换为黑白图像，竖直线所在区域为黑色图像，目标图像背景所在区域为白色图像；

S3：利用微处理器在黑白图像上取M行、N列共M*N个点作为采样点，定义数字“0”和“1”分别代表处于黑白图像黑色区域的采样点和处于黑白图像白色区域的采样点；

S4：将M*N个采样点中数字为“0”的采样点作为特征点，利用微处理器获取并计算平均每行的特征点个数，即平均每行“0”的个数；

S5：改变摄像头与采样物体之间的相对距离L共Q次(Q>3)，每次改变后均重复S1-S4步骤，其中，第Q次改变后的相对距离表示为L_Q，第Q次平均每行的特征点个数表示为

S6：建立与L_Q的关系的数据库并利用MATLAB工具得到与L_Q的非线性近似方程；

S7：在任意被测物体前粘贴步骤S1所述的目标图像，并在被测物体前任意距离处放置摄像头，重复步骤S2-S4，得到由被测物体生成的黑白图像中平均每行特征点个数，调用步骤S6中的非线性近似方程，即可得到被测物体与摄像头之间的距离L。

所述步骤S2包括以下步骤：

S21：将摄像头采集到的图像发送给微处理器，微处理器对摄像头采集到的图像进行预处理，滤除干扰信号，并输出灰度图像；