CN104677329A - 基于摄像头的目标测距方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于摄像头测距领域，提供了一种基于摄像头的目标测距方法及装置，所述方法包括：在摄像头的第一位置获取第一图像；确定目标与第一图像的视野中心垂直线的角度α；在摄像头的第二位置获取第二图像；确定目标与第二图像的视野中心垂直线的角度β；确定摄像头从第一位置旋转到第二位置的角度θ；根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，和/或，确定摄像头的第二位置到目标的距离y。本发明实施例能够降低测距耗费的成本。

Description

基于摄像头的目标测距方法及装置

技术领域

本发明实施例属于摄像头测距领域，尤其涉及一种基于摄像头的目标测距方法及装置。

背景技术

随着移动科技的不断进步，移动终端的发展也越来越进步，双摄像头开始出现在移动终端上。

现有的物体测距方法中，通常利用移动终端设置的双摄像头具有不同的视角以及双摄像头的间距，再结合相应的几何关系计算出不同物体到摄像头的距离(即景深信息)。但由于需要移动终端设置两个摄像头才能测量物体的距离，而两个摄像头所耗费的成本较高，因此，现有的物体测距方法耗费的成本较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于摄像头的目标测距方法及装置，旨在解决现有方法需采用双摄像头进行目标测距，从而导致测距耗费的成本较高的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于摄像头的目标测距方法，所述方法包括：

在摄像头的第一位置获取第一图像；

确定目标与第一图像的视野中心垂直线的角度α；

在摄像头的第二位置获取第二图像；

确定目标与第二图像的视野中心垂直线的角度β；

确定摄像头从第一位置旋转到第二位置的角度θ；

根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，和/或，确定摄像头的第二位置到目标的距离y。

本发明实施例的另一目的在于提供一种基于摄像头的目标测距装置，所述装置包括：

第一图像获取单元，用于在摄像头的第一位置获取第一图像；

目标第一角度确定单元，用于确定目标与第一图像的视野中心垂直线的角度α；

第二图像获取单元，用于在摄像头的第二位置获取第二图像；

目标第二角度确定单元，用于确定目标与第二图像的视野中心垂直线的角度β；

旋转角度确定单元，用于确定摄像头从第一位置旋转到第二位置的角度θ；

距离确定单元，用于根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，和/或，确定摄像头的第二位置到目标的距离y。

在本发明实施例中，由于只需在移动终端设置一个摄像头，就能通过旋转该摄像头获取第一图像和第二图像，最后通过对获取的第一图像与第二图像进行处理确定移动终端与目标的距离，从而降低测距耗费的成本。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的一种基于摄像头的目标测距方法的流程图；

图2是本发明第一实施例提供的第一图像的视野中心垂直线的示意图；

图3是本发明第一实施例提供的摄像头在第一位置和在第二位置与目标的几何关系示意图；

图4是本发明第二实施例提供的一种基于摄像头的目标测距装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，在摄像头的第一位置获取第一图像，并确定目标与第一图像的视野中心垂直线的角度α，再在摄像头的第二位置获取第二图像，确定目标与第二图像的视野中心垂直线的角度β，以及确定摄像头从第一位置旋转到第二位置的角度θ，最后根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，以及确定摄像头的第二位置到目标的距离y。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的一种基于摄像头的目标测距方法的流程图，本发明实施例中，通过设置在移动终端的同一个摄像头，确定目标与摄像头的距离，详述如下：

步骤S11，在摄像头的第一位置获取第一图像。

其中，获取的第一图像包括目标对应的图像信息。在该步骤中，摄像头通过接收用户发出的拍照指令获取第一图像，具体地，用户通过按压移动终端的按键或者触摸移动终端的屏幕或者发出相应的音频等发出拍照指令。

步骤S12，确定目标与第一图像的视野中心垂直线的角度α。

其中，第一图像的视野中心垂直线是指，第一位置与第一图像的中心连接形成的直线，具体如图2所示。

步骤S13，在摄像头的第二位置获取第二图像。

其中，获取的第二图像也包括第一图像包括的目标对应的图像信息。在该步骤中，摄像头从第一位置旋转到第二位置后，接收用户发出的拍照指令以获取第二图像，具体地，用户通过按压移动终端的按键或者触摸移动终端的屏幕或者发出相应的音频等发出拍照指令。

步骤S14，确定目标与第二图像的视野中心垂直线的角度β。

其中，第二图像的视野中心垂直线是指，第二位置与第二图像的中心连接形成的直线。

步骤S15，确定摄像头从第一位置旋转到第二位置的角度θ。

具体地，可通过传感器检测摄像头从第一位置旋转到第二位置的角度。

步骤S16，根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，和/或，确定摄像头的第二位置到目标的距离y。

其中，摄像头的旋转半径R预先设定，如在设计摄像头时设定。

可选地，所述根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，和/或，确定摄像头的第二位置到目标的距离y，具体包括：

A1、根据所述α、β、θ确定摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角。所述A1具体包括：A11、根据下式确定角 所述为摄像头的第一位置和摄像头的第二位置所在的直线与摄像头的第一位置和目标所在的直线形成的夹角。A12、根据下式确定角γ，γ＝(90-β)+(90-θ/2)，所述γ为摄像头的第一位置和摄像头的第二位置所在的直线与第二位置和目标所在的直线形成的夹角。A13、根据下式确定角φ，所述φ为摄像头的第一位置和目标所在的直线与摄像头的第二位置和目标所在的直线形成的夹角。

A2、根据所述θ和R确定摄像头的第一位置到第二位置的距离。所述A2具体包括：z＝2×sin(θ/2)×R，所述z为摄像头的第一位置到第二位置的距离。

A3、根据确定的摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角以及摄像头的第一位置到第二位置的距离确定x和/或y的距离。可选地，所述A3具体包括：

$x=\frac{z\×\sin [(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)]}{\sin \{180-[(90-\mathrm{\θ}/2)-(90-\mathrm{\α})]-[(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)\left]\right\}}.$

$y=\frac{z\×\sin [(90-\mathrm{\θ}/2)+(90-\mathrm{\α})]}{\sin \{180-[(90-\mathrm{\θ}/2)-(90-\mathrm{\α})]-[(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)\left]\right\}}.$

如图3所示，上述A1～A3，为CD与AC的夹角，γ为CD与AD的夹角，φ为AC与AD的夹角。由于BC与BD相等，都为R，因此∠BCE＝∠EDB，则∠BDC＝∠BCD＝(180-θ)/2＝90-θ/2，又由于∠BCA＝90-α，因此，γ＝∠CDA＝∠CDB+∠BDA＝(90-θ/2)+(90-β)，

当确定摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角时，确定摄像头的第一位置到第二位置的距离，即确定图3所示的CD线段的距离。在三角形BED中，可知，sin(θ/2)＝(CD/2)/R，即CD＝2×sin(θ/2)×R，最后在三角形ACD中，根据正弦定理，得到从而确定AC(即x)、AD(即y)的距离。实际情况中，CD远小于AC、AD的距离(长度)，这时，可采用AC或AD的距离(长度)作为移动终端与目标的距离。

本发明第一实施例中，在摄像头的第一位置获取第一图像，并确定目标与第一图像的视野中心垂直线的角度α，再在摄像头的第二位置获取第二图像，确定目标与第二图像的视野中心垂直线的角度β，以及确定摄像头从第一位置旋转到第二位置的角度θ，最后根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，以及确定摄像头的第二位置到目标的距离y。由于只需在移动终端设置一个摄像头，就能通过旋转该摄像头获取第一图像和第二图像，最后通过对获取的第一图像与第二图像进行处理确定移动终端与目标的距离，从而降低测距耗费的成本。

应理解，在本发明实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例二：

图4示出了本发明第二实施例提供的一种基于摄像头的目标测距装置的结构图，该基于摄像头的目标测距装置可以应用于移动终端中，该移动终端可以包括经无线接入网RAN与一个或多个核心网进行通信的用户设备，该用户设备可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)、具有移动设备的计算机等，例如，用户设备还可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语音和/或数据。又例如，该移动设备可以包括智能手机、平板电脑、个人数字助理PDA、销售终端POS或车载电脑等。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该基于摄像头的目标测距装置包括：第一图像获取单元41、目标第一角度确定单元42、第二图像获取单元43、目标第二角度确定单元44、旋转角度确定单元45、距离确定单元46。其中：

第一图像获取单元41，用于在摄像头的第一位置获取第一图像。

其中，获取的第一图像包括目标对应的图像信息。摄像头通过接收用户发出的拍照指令获取第一图像，具体地，用户通过按压移动终端的按键或者触摸移动终端的屏幕或者发出相应的音频等发出拍照指令。

目标第一角度确定单元42，用于确定目标与第一图像的视野中心垂直线的角度α。

其中，第一图像的视野中心垂直线是指，第一位置与第一图像的中心连接形成的直线。

第二图像获取单元43，用于在摄像头的第二位置获取第二图像。

其中，获取的第二图像也包括第一图像包括的目标对应的图像信息。摄像头从第一位置旋转到第二位置后，接收用户发出的拍照指令以获取第二图像，具体地，用户通过按压移动终端的按键或者触摸移动终端的屏幕或者发出相应的音频等发出拍照指令。

目标第二角度确定单元44，用于确定目标与第二图像的视野中心垂直线的角度β。

其中，第二图像的视野中心垂直线是指，第二位置与第二图像的中心连接形成的直线。

旋转角度确定单元45，用于确定摄像头从第一位置旋转到第二位置的角度θ。

距离确定单元46，用于根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，和/或，确定摄像头的第二位置到目标的距离y。

其中，摄像头的旋转半径R预先设定，如在设计摄像头时设定。

可选地，所述距离确定单元46具体包括：

夹角确定模块，用于根据所述α、β、θ确定摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角。具体地，所述夹角确定模块具体包括：第一夹角确定模块，用于根据下式确定角 所述为摄像头的第一位置和摄像头的第二位置所在的直线与摄像头的第一位置和目标所在的直线形成的夹角。第二夹角确定模块，用于根据下式确定角γ，γ＝(90-β)+(90-θ/2)，所述γ为摄像头的第一位置和摄像头的第二位置所在的直线与第二位置和目标所在的直线形成的夹角。第三夹角确定模块，用于根据下式确定角φ，所述φ为摄像头的第一位置和目标所在的直线与摄像头的第二位置和目标所在的直线形成的夹角。

旋转距离确定模块，用于根据所述θ和R确定摄像头的第一位置到第二位置的距离。具体地，所述旋转距离确定模块具体包括：两个位置间距确定模块z＝2×sin(θ/2)×R，所述z为摄像头的第一位置到第二位置的距离。

摄像头与目标距离确定模块，用于根据确定的摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角以及摄像头的第一位置到第二位置的距离确定x和/或y的距离。具体地，所述摄像头与目标距离确定模块具体包括：第一位置与目标距离确定模块，用于 $x=\frac{z\×\sin [(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)]}{\sin \{180-[(90-\mathrm{\θ}/2)-(90-\mathrm{\α})]-[(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)\left]\right\}}.$ 第二位置与目标距离确定模块，用于 $y=\frac{z\×\sin [(90-\mathrm{\θ}/2)+(90-\mathrm{\α})]}{\sin \{180-[(90-\mathrm{\θ}/2)-(90-\mathrm{\α})]-[(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)\left]\right\}}.$

本发明第二实施例中，由于只需在移动终端设置一个摄像头，就能通过旋转该摄像头获取第一图像和第二图像，最后通过对获取的第一图像与第二图像进行处理确定移动终端与目标的距离，从而降低测距耗费的成本。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于摄像头的目标测距方法，其特征在于，所述方法包括：

在摄像头的第一位置获取第一图像；

确定目标与第一图像的视野中心垂直线的角度α；

在摄像头的第二位置获取第二图像；

确定目标与第二图像的视野中心垂直线的角度β；

确定摄像头从第一位置旋转到第二位置的角度θ；

根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，和/或，确定摄像头的第二位置到目标的距离y。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，和/或，确定摄像头的第二位置到目标的距离y，具体包括：

根据所述α、β、θ确定摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角；

根据所述θ和R确定摄像头的第一位置到第二位置的距离；

根据确定的摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角以及摄像头的第一位置到第二位置的距离确定x和/或y的距离。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述α、β、θ确定摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角，具体包括：

根据下式确定角 所述为摄像头的第一位置和摄像头的第二位置所在的直线与摄像头的第一位置和目标所在的直线形成的夹角；

根据下式确定角γ，γ＝(90-β)+(90-θ/2)，所述γ为摄像头的第一位置和摄像头的第二位置所在的直线与第二位置和目标所在的直线形成的夹角；

根据下式确定角φ，所述φ为摄像头的第一位置和目标所在的直线与摄像头的第二位置和目标所在的直线形成的夹角。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述θ和R确定摄像头的第一位置到第二位置的距离具体包括：

z＝2×sin(θ/2)×R，所述z为摄像头的第一位置到第二位置的距离。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据确定的摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角以及摄像头的第一位置到第二位置的距离确定x和/或y的距离，具体包括：

$x=\frac{z\×\sin [(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)]}{\sin \{180-[(90-\mathrm{\θ}/2)-(90-\mathrm{\α})]-[(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)\left]\right\}};$

$y=\frac{z\×\sin [(90-\mathrm{\θ}/2)+(90-\mathrm{\α})]}{\sin \{180-[(90-\mathrm{\θ}/2)-(90-\mathrm{\α})]-[(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)\left]\right\}}.$

6.一种基于摄像头的目标测距装置，其特征在于，所述装置包括：

第一图像获取单元，用于在摄像头的第一位置获取第一图像；

目标第一角度确定单元，用于确定目标与第一图像的视野中心垂直线的角度α；

第二图像获取单元，用于在摄像头的第二位置获取第二图像；

目标第二角度确定单元，用于确定目标与第二图像的视野中心垂直线的角度β；

旋转角度确定单元，用于确定摄像头从第一位置旋转到第二位置的角度θ；

距离确定单元，用于根据所述α、β、θ以及摄像头的旋转半径R确定摄像头的第一位置到目标的距离x，和/或，确定摄像头的第二位置到目标的距离y。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述距离确定单元具体包括：

夹角确定模块，用于根据所述α、β、θ确定摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角；

旋转距离确定模块，用于根据所述θ和R确定摄像头的第一位置到第二位置的距离；

摄像头与目标距离确定模块，用于根据确定的摄像头的第一位置、第二位置以及目标形成的三角形的三个夹角以及摄像头的第一位置到第二位置的距离确定x和/或y的距离。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述夹角确定模块具体包括：

第一夹角确定模块，用于根据下式确定角 所述为摄像头的第一位置和摄像头的第二位置所在的直线与摄像头的第一位置和目标所在的直线形成的夹角；

第二夹角确定模块，用于根据下式确定角γ，γ＝(90-β)+(90-θ/2)，所述γ为摄像头的第一位置和摄像头的第二位置所在的直线与第二位置和目标所在的直线形成的夹角；

第三夹角确定模块，用于根据下式确定角φ，所述φ为摄像头的第一位置和目标所在的直线与摄像头的第二位置和目标所在的直线形成的夹角。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述旋转距离确定模块具体包括：

两个位置间距确定模块z＝2×sin(θ/2)×R，所述z为摄像头的第一位置到第二位置的距离。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述摄像头与目标距离确定模块具体包括：

第一位置与目标距离确定模块，用于 $x=\frac{z\×\sin [(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)]}{\sin \{180-[(90-\mathrm{\θ}/2)-(90-\mathrm{\α})]-[(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)\left]\right\}};$

第二位置与目标距离确定模块，用于 $y=\frac{z\×\sin [(90-\mathrm{\θ}/2)+(90-\mathrm{\α})]}{\sin \{180-[(90-\mathrm{\θ}/2)-(90-\mathrm{\α})]-[(90-\mathrm{\β})+(90-\mathrm{\θ}/2)\left]\right\}}.$