[发明专利]一种基于手机视频的物体长度测量方法

权利要求书

1.一种基于手机视频的物体长度测量方法，其特征在于，具体按照如下步骤实施：

步骤1，通过手机相机采集视频数据，并对视频数据进行预处理；

步骤2，基于视觉坐标系统之间的转换关系来求解手机相机的内参数；

步骤3，在计算机中保存一张包含目标物体和参照物的参考图像，对步骤1中手机相机采集的视频数据进行特征点提取，之后将视频的每一帧与参考图像进行特征点匹配得到匹配点对；

步骤4，在获取到经步骤3产生的匹配点对的前提下，计算出参考图像和视频帧的单应性矩阵，根据单应性矩阵更新参照物顶点在每一帧图像中的坐标并估计参照物的边框，通过参照物的边框推导出相机位姿，根据相机位姿得到相机到参照物表面的距离；

步骤5，获取到视频初始帧中的目标物体像素大小，结合相机焦距、步骤3中参照物与相机间距离和步骤5获取的物体像素大小计算出目标物体的真实长度。

2.根据权利要求1所述的一种基于手机视频的物体长度测量方法，其特征在于，所述步骤1中采集视频时，在手机移动过程中采集视频数据且手机在空间中水平匀速运动；

所述步骤1中对视频进行预处理具体为：

对采集的视频数据进行双边滤波去噪，然后采用Canny算子来获取视频各帧的边缘信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于手机视频的物体长度测量方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

步骤2.1，将6×8的棋盘格图像布满整个电脑屏幕，将电脑屏幕作为标定板，其中，每个小格的长度为37mm；

步骤2.2，使用手机相机在电脑屏幕的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下、正前9个方位拍摄20张棋盘格图像；

步骤2.3，将步骤2.2中拍摄的20张棋盘格图像保存到指定目录下；

步骤2.4，对步骤2.3得到的20张棋盘格图像进行降采样，调用findChessboardCorners()函数进行初始化角点提取；

步骤2.5，在步骤2.4初步提取角点之上进一步使用cornerSubPix()函数提取亚像素信息，降低相机标定偏差，再调用drawChessboardCorners()函数将角点用不同颜色绘制到棋盘格图像上并保存图像；

步骤2.6，初始化标定板上的三维坐标，使用calibrateCamera函数()进行相机标定，得到相机参数；

步骤2.7，根据步骤2.6得到的相机参数对角点进行重新投影计算，得到角点在步骤2.3保存的棋盘格图像上新的投影点坐标，计算投影坐标和步骤2.5中亚像素提取之后的角点坐标之间的偏差对获得的相机参数进行评估，并删除偏差大于设定的阈值的图像；

步骤2.8，重新按照步骤2.4-2.6计算相机参数，之后返回步骤2.7对相机参数进行重新评估，直到没有图像再被删除为止；

步骤2.9，将标定结果写入到txt文件中。

4.根据权利要求2所述的一种基于手机视频的物体长度测量方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

步骤3.1，在计算机中保存一张包含目标物体和参照物的参考图像，对步骤1中手机相机采集的视频数据和保存的参考图像采用SURF算子进行特征点提取；

步骤3.2，将步骤3.1中特征点提取之后的视频的每一帧与参考图像采用KNN算法完成初始特征匹配，得到匹配点对；

步骤3.3，根据步骤3.2得到的匹配点对连接线长度和斜率相等的几何特征构建最佳几何约束，完成初始匹配优化；

步骤3.4，用RANSAC算法对步骤3.3的优化结果进行二次优化，获得最终匹配结果。