[发明专利]一种散焦聚距离测定方法

说明书

本发明涉及一种散焦聚距离测定方法，尤指一种利用影像处理的方法作广角度的物体距离测定的方法。

距离测定常使用在行车安全距离的侦测及现在流行的倒车防撞警示(即俗称的倒车雷达)，以及各先进国家积极研究的自动驾驶等，最常使用的方法不外乎是红外线、超音波、雷达波等，距离测量的方法是由测定器的发射装置发射一主动波(红外线、超音波或无线电波等)，使主动波碰到物体而产生反射(形成反射波)，测定器本身设有一接收装置(接收器)接收反射波，通过计算由发射主动波到接收装置收到反射波的时间差或能量差换算出物体的距离，此种利用反射波求取距离的测定方法，普遍都存在若干缺点：

1、即使是使用阵列式接收器也只能测定距离，难以判断方位，如图1所示，当物体出现在A位置时，可依S1、S2侦测器测得的距离，判定A的水平位置，但如果是B、C各有一物体的情况时，恐怕其测定结果也会误以为是在A位置的物体。

2、上述只考虑水平位置且仅两个物体而已，如再考虑垂直方向且有更多的物体时，将更难以判断方位。

3、上述采用广角度的发射装置，期盼能有较大的侦测角度，但如图2所示，距离超过R1时就会由地面产生反射波(D)的干扰，因此，距离超过R1的物体便无法测定。

为解决上述问题，可使用窄角度的发射器(如雷射)，然而其侦测角度相对很小，除非采取扫描方式才能作宽角度侦测，但成本不仅高而且速度慢。

针对现有技术所存在的缺点，本发明的目的是通过对测量技术的研究，发明一种散焦聚距离测定方法，尤指一种利用影像处理的方法作广角度的物体距离测定的方法。

为了达到上述目的，本发明是通过一种散焦聚距离测定方法，其特征在于：使用特定焦距的镜头，取得影象后使用影像处理技术，将其画面划分为若干区块，并利用各区块因物体距离不同而散焦情形的差异与原先预设于记忆中每一距离所对应的散焦值做比较，估计其距离值，可准确的获得以镜头为圆心的各区块距离。利用特定焦距的镜头，取得影像后利用物体距离不同散焦情形的差异，与原先预设于记忆体每一距离所对应的散焦值做比较，可估计其距离，而影像中各距离的散焦函数，可转换成反函数，将影像各区块和各反函数作卷积或先作复利叶(FT)转换，转换成频域相乘的结果，最清晰的，其反函数对应的距离，便为该区域物体的距离。清晰度的对比方式，可比较高频成份所占的比例，同一区块与反函数的乘积高频成份比例最高的，影像最清晰。使用一短焦中镜头，即远、近的物体清晰度差异不大的镜头，在其镜片一侧面再镶上一柱状的镜片，也就是曲面只有一元(垂直线上或水平线上)，另一元(水平线上或垂直线上)为无曲率的镜片，使散焦情形变化只发生在一元，另一元不因距离不同有散焦的变化，将影像的二元计算转成一元换算。

通过本发明，为距离量测者提供了一种散焦聚距离测定方法，可利用简单的摄像技术取得影像后，再经过简单的公式换算，便可求出其相对距离，解决了通常距离量测上的缺失。

下面结合附图示及具体实施方法，对本发明作进一步详细说明。

图1为通常的阵列式接收器示意图；

图2为通常的倒车雷达波示意图；

图3为一般的镜头摄影示意图；

图4为球座标示意图；

图5为本发明使用的柱状镜片示意图；

图6为使用柱状镜片的镜头示意图(俯视)；

图7为使用柱状镜片的镜头示意图(侧视)。

图号说明：

PH1、PH3；镜头           PH11、PH12；镜片

1；柱状镜片              11；曲面

S1、S2；侦测器           A、B、C；物体的位置

D；反射波                R1；距离

OB1；被射物              D11；距离

CCD；影象记录器

如图3所示，是一般CCD摄影机取影示意图，在摄影过程中镜头PH1需利用镜片PH11、PH12对焦，以产生清晰的影像，即当被摄物OB1与镜头的距离为DI1时，物体显像最清晰，假如不在DI1距离时，被摄物体便无法聚焦在影像记录器(CCD)上，从而产生散焦模糊现象，在影像处理的技术上若能得知散焦情形所相当的函数，应用反函数计算可使影像回覆清晰，散焦情况随物体的距离不同而不同，我们以下例方程式表示：

dd(r，c)＝hd(r，c)*i(r，c)

含义是：散焦影像等于清晰影像和散焦系统函数的卷积。

dd(r，c)为距离不是d时产生的散焦物像，即实际拍摄得的模糊影像；