CN105091849A - 一种光轴非平行双目测距方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光轴非平行双目测距方法。首先搭建双目测距装置，并建立与双目测距装置在左右相机光轴非理想平行时配合使用的测距公式；然后标定测距公式中的参数，获得未知量只包含待测场景目标在双目测距装置左右相机图像中的成像位置的测距公式；实际应用时，将直接读取的待测场景目标在左右相机图像中的成像位置数据代入标定后的测距公式即可计算获得待测场景目标与双目测距装置中参考相机的距离。本发明适用于光轴非理想平行状态的双目立体视觉装置，降低了由于安装导致的光轴不平行带来的测距误差，提高了实际工程应用中的测距精度。

Description

一种光轴非平行双目测距方法

技术领域

本发明属于计算机视觉领域，具体涉及一种光轴非平行双目测距方法。

背景技术

双目立体视觉是一种通过模仿人类双眼视觉特性获取场景三维信息的计算机视觉。双目相机从不同角度获取场景信息，根据视差计算对应点到成像面的距离，获取深度感知与三维重建。相机装置采集目标场景的三维信息，空间立体目标场景经相机透镜***的光学变换，投影于两个二维成像平面上，该过程就是相机成像模型。

双目测距装置根据左右相机的图像信息计算出对应的实际物体与拍摄相机的距离。根据左右相机的相对安放位置，结合相机成像模型推导出对应的测量目标物体距离相机的距离计算公式，常用的双目测距装置是一种左右相机光轴平行的双目装置。左右两相机光轴平行的双目模型又叫做规范结构的相机安装方式。装置中采用的两相机相同，这种安装方式下基线与相机像平面的水平轴平行，光轴平行且等高。目前多数双目测距方法就是针对这种光轴平行的双目测距模型，如文献(岳荣刚,王少萍,李凯,宋林珺的“基于相似原理的新型双目测距法.光电工程,2008”)。但在实际安装过程中，装置总是会偏离理想安装位置，其中的偏移量会影响测距精度。

发明内容

本发明提出一种光轴非平行双目测距方法，该方法适用于光轴非理想平行状态的双目立体视觉装置，降低了由于安装导致的光轴不平行带来的测距误差，提高了实际工程应用中的测距精度。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种光轴非平行双目测距方法，首先搭建双目测距装置，并建立与双目测距装置在左右相机光轴非理想平行时配合使用的测距公式；然后标定测距公式中的参数，获得未知量只包含待测场景目标在双目测距装置左右相机图像中的成像位置的测距公式；实际应用时，将直接读取的待测场景目标在左右相机图像中的成像位置数据代入标定后的测距公式计算获得待测场景目标与双目测距装置中参考相机的距离；

所述双目测距装置为：采用两个型号相同的相机作为双目测距装置的左右相机，采用焦距相同的镜头作为左右相机的镜头，将左右相机安装在同一平台上，使得两个相机处于同一高度，左右相机的前端镜面处于同一平面，通过图像采集卡将左右相机拍摄的图片实时采入计算机；

所述测距公式如公式(1)所示，

$Z=\frac{B*\frac{f_r}{{\mathrm{dx}}_r}*\cos \mathrm{\α}}{x_l-x_r+{O_r}^{\′}-{O_l}^{\′}+\frac{f_r}{{\mathrm{dx}}_r}\tan \mathrm{\θ}}---\left(1\right)$

式(1)中，Z为场景目标距离双目相机中参考相机的距离；f_l和f_r分别为左右相机的像距，B为左右相机光心距，θ为右相机成像平面与参考相机成像平面的夹角，设夹角值逆时针为正；O_l'和O_r'分别为左右光心O_l和O_r在成像面上的投影点的图像坐标的横坐标值，α为左右相机的光心O_l和O_r连线与参考相机成像平面的夹角，设夹角值逆时针为正；x_l为场景目标在参考相机中的成像面上成的像的图像坐标的横坐标值，x_r为场景目标在右相机中的成像面上成的像的图像坐标的横坐标值；dx_l为左相机每个像元的实际尺寸，dx_r为右相机每个像元的实际尺寸；公式(1)中，需要标定的参数为：B、f_r/dx_r、α、O_l'、O_r'和θ。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于，提高了位置已经固定、光轴光心位置存在偏差的双目装置的测距精度，降低了由于相机安放的不平行带来的测距误差，具有较为简便、实用等特点，更符合工程应用的实际情况，在工程应用中具有更为实用的价值。

附图说明

图1是本发明中所使用的双目测距装置示意图。

图2是本发明双目测距原理示意图。

图3是本发明中小孔成像原理示意图。

图4本发明中所使用的相机棋盘格标定板的图像。

具体实施方式

本发明一种光轴非平行双目测距方法，其基本原理是：首先搭建双目测距装置，并建立与双目测距装置在左右相机光轴非理想平行时配合使用的测距公式；然后标定测距公式中的参数，获得未知量只包含待测场景目标在双目测距装置左右相机图像中的成像位置的测距公式；实际应用时，将直接读取的待测场景目标在左右相机图像中的成像位置数据代入标定后的测距公式即可计算获得待测场景目标与双目测距装置中参考相机的距离。

一、所述双目测距装置为：

如图1所示，采用两个型号相同的相机作为双目测距装置的左右相机，采用焦距相同的镜头作为左右相机的镜头，将左右相机安装在同一平台上，使得两个相机处于同一高度，左右相机的前端镜面处于同一平面，左右相机下方有螺丝用于固定相机位置，通过图像采集卡将左右相机拍摄的图片实时采入计算机。设定左相机为参考相机；

二、所述测距公式如公式(1)所示，

$Z=\frac{B*\frac{f_r}{{\mathrm{dx}}_r}*\cos \mathrm{\α}}{x_l-x_r+{O_r}^{\′}-{O_l}^{\′}+\frac{f_r}{{\mathrm{dx}}_r}\tan \mathrm{\θ}}---\left(1\right)$

式(1)中，Z为场景目标距离双目相机中参考相机的距离；f_l和f_r分别为左右相机的像距，B为左右相机光心距，θ为右相机成像平面与参考相机成像平面的夹角，设夹角值逆时针为正；O_l'和O_r'分别为左右光心O_l和O_r在成像面上的投影点的图像坐标的横坐标值，α为左右相机的光心O_l和O_r连线与参考相机成像平面的夹角，设夹角值逆时针为正；x_l为场景目标在参考相机中的成像面上成的像的图像坐标的横坐标值，x_r为场景目标在右相机中的成像面上成的像的图像坐标的横坐标值；dx_l为左相机每个像元的实际尺寸，dx_r为右相机每个像元的实际尺寸；公式(1)中，需要标定的测距公式中的参数为：B、f_r/dx_r、α、O_l'、O_r'和θ。

三、所述标定的测距公式中的参数的方法为：

首先标定出左右相机的像距f与像元尺寸dx的比值f/dx，然后采用非线性规划方法求最优解的方式，求解出已经固定好的双目测距装置的测距公式中的参数。具体为：

步骤一、将棋盘格标定板放置在左右相机拍摄范围内的任意位置，根据棋盘格标定板中同一角点分别在左右相机拍摄的图像中对应的高度位置关系，调节左右相机高度，使标定板中同一角点在左右相机拍摄的图像中处于相同高度，然后固定左右相机。棋盘格标定板如图4所示。

步骤二、选定棋盘格标定板水平方向N个相邻的棋盘格，用刻度尺测量该N个相邻的棋盘格的实际长度A；

将标定板放置在左相机拍摄范围内的任意两个不同的位置，并分别测量标定板到左相机的物距u₁和u₂，通过图像采集卡对应的图像采集程序分别获取并记录所选定的N个相邻的棋盘格在左相机拍摄的图像中所占像素的个数m₁和m₂；

计算左相机的像距f_l与其拍摄的图像中每个像素点的实际尺寸值dx比值f_l/dx，计算方式如公式(2)所示，

$\frac{f_l}{\mathrm{dx}}=\frac{u_2-u_1}{\frac{A}{m_2}-\frac{A}{m_1}}---\left(2\right)$

将标定板放置在右相机拍摄范围内任意两个不同的位置，并分别测量标定板到右相机的物距u₁'和u₂'，通过图像采集卡对应的图像采集程序分别获取并记录所选定的N'个相邻的棋盘格在右相机拍摄的图像中所占像素的个数m₁'和m₂'；

计算右相机的像距f_r与其拍摄的图像中每个像素点的实际尺寸值dx比值fr/dx，计算方式如公式(3)所示，

$\frac{f_r}{\mathrm{dx}}=\frac{{u_2}^{\′}-{u_1}^{\′}}{\frac{A}{{m_2}^{\′}}-\frac{A}{{m_1}^{\′}}}---\left(3\right)$

步骤三、以左相机为参考相机，按棋盘格标定板平面平行于相机成像平面的方式安放标定棋盘格标定板，用刻度尺测量棋盘格标定板与参考相机的距离Z₀，通过图像采集卡对应的图像采集程序获取并记录同一棋盘格角点位于左右相机图像中位置坐标的横坐标值x_l和x_r；然后将棋盘格标定板移至另一与相机具有不同距离的位置，记录不同距离下同一棋盘格角点位于左右相机图像中位置坐标的横坐标值x_l和x_r。假设左右相机光心的初始位置位于镜头中心处，用刻度尺初步测量左右相机的光心距B，记相机采集到的图像的宽度为W，则左右相机光心O_l'和O_r'的值为W/2,根据相机的近似平行的安装方式可以得出左右相机的光心O_l和O_r的连线与参考相机成像平面的夹角α与左右相机光轴夹角θ的在±5°之内，将不同距离下的同一棋盘格角点在左右相机图像中的坐标位置的横坐标值与对应的距离代入双目测距公式(1)，运用非线性优化，求解出左右相机的光心距B、左右相机光心O_l和O_r在成像面上的投影点O_l'和O_r'的图像坐标位置的横坐标值、左相机透镜光心O_l和右相机透镜的光心O_r的连线与左相机透镜平面L_l的夹角α、左右相机光轴的夹角θ；然后将前述求解出的参数代入到双目测距公式(1)中，获得未知参数只包含同一场景目标在左右相机图像中的图像坐标位置的横坐标值x_l和x_r的测距公式。

使用本发明中的双目测距装置和测距公式进行实际应用时，只需读取待测目标在双目测距装置中左右相机中的成像位置，即在左右相机图像中的图像坐标位置的横坐标值x_l和x_r，然后带入标定参数后的测距公式就可以计算得到场景目标与双目测距装置中参考相机的距离。

四、本发明测距公式的原理：

如图2所示，本发明双目测距原理示意图，假设的成像方式是小孔的成像方式，同时假设左相机的透镜平面L_l与左相机的成像面C_l是平行关系，右相机的透镜平面L_lr与右相机的成像面C_r也是平行关系。左右相机经过俯仰调节后，同一个目标物在左右两个相机中所成的像处于同一水平高度上。

同时假设：

以左相机为参考；

场景目标P距离左相机成像面C_l的距离记为Z；

左相机透镜的光心O_l和右相机透镜的光心O_r的连线长度为光心距B；

左相机透镜的光心O_l和右相机透镜的光心O_r的连线与左相机透镜平面L_l的夹角为α，且逆时针为正；

右相机成像平面C_r与左相机成像平面C_l夹角为θ，大小等于左相机的光轴E_il与右相机光轴E_ir的夹角，逆时针为正；

左相机的透镜L_l所在平面与其成像面C_l相距长度为f_l，右相机的透镜L_r所在平面与其成像面Cr相距长度为fr；

左相机透镜光心O_l在左相机成像面C_l上的投影点的图像坐标位置的横坐标值为O_l'，右相机透镜光心O_r在左相机成像面C_r上的投影点的图像坐标位置的横坐标值为O_r'；

场景目标P在左相机中的成像面C_l上成的像的图像坐标位置的横坐标值为x_l，场景目标P在右相机中的成像面C_r上成的像的图像坐标位置的横坐标值为x_r；

相机成像面中的像元为方形成像器件，像元的长度与宽度相等，左相机的每个像元的实际尺寸为dx_l，右相机的每个像元的实际尺寸为dxr。

基于以上假设，由相似三角形原理可以获得式(1-1)和式(1-2)：

$\frac{B_1\cos \mathrm{\α}}{Z-f_l}=\frac{(x_l-{O_l}^{\′})d{x}_l}{f_l}---(1-1)$

$\frac{B\cos \mathrm{\α}-B\sin \mathrm{\α}\tan \mathrm{\β}-B_1\cos \mathrm{\α}}{Z-f_l}=\tan \mathrm{\β}---(1-2)$

将式(1-1)与式(1-2)相加获得式(1-3)：

$\frac{B\cos \mathrm{\α}-B\sin \mathrm{\α}\tan \mathrm{\β}}{Z-f_l}=\tan \mathrm{\β}+\frac{(x_l-{O_l}^{\′})d{x}_l}{f_l}---(1-3)$

根据三角形正切原理可得式(1-4):

将式(1-4)与式(1-3)联立可以获得式(1-5):

$\begin{array}{c}B[f_r\cos \mathrm{\α}-({O_r}^{\′}-x_r)d{x}_r\cos \mathrm{\α}\tan \mathrm{\θ}-({O_r}^{\′}-x_r)d{x}_r\sin \mathrm{\α}-f_r\sin \mathrm{\α}\tan \mathrm{\θ}\\ =(Z-f_l)[({O_r}^{\′}-x_r)d{x}_r+f_r\tan \mathrm{\θ}+\frac{f_r-({O_r}^{\′}-x_r)d{x}_r\tan \mathrm{\θ}}{f_l}(x_l-{O_l}^{\′})d{x}_l]\end{array}---(1-5)$

将式(1-5)简化可以获得式(1-6)

$\begin{array}{c}B[\frac{f_r}{d{x}_r}\cos \mathrm{\α}-({O_r}^{\′}-x_r)\cos \mathrm{\α}\tan \mathrm{\θ}-({O_r}^{\′}-x_r)\sin \mathrm{\α}-\frac{f_r}{d{x}_r}\sin \mathrm{\α}\tan \mathrm{\θ}]\\ =(Z-f_l)[({O_r}^{\′}-x_r)+\frac{f_r}{d{x}_r}\tan \mathrm{\θ}+\frac{\frac{f_r}{{\mathrm{dx}}_r}-({O_r}^{\′}-x_r)\tan \mathrm{\θ}}{\frac{f_l}{d{x}_l}}(x_l-{O_l}^{\′})]\end{array}---(1-6)$

在实际双目测距装置的相机中f/dx的值一般较大，且在实际双目测距装置中，由于相机是近似平行放置，所以左相机透镜光心O_l和右相机透镜的光心O_r的连线与左相机透镜平面L_l的夹角α以及右相机成像平面C_r与左相机成像平面C_l的夹角θ(即左相机的光轴E_il与右相机光轴E_ir的夹角)都比较小，一般在+5°变化范围内，所以可以得式(1-7)：

$\frac{f_r}{d{x}_r}\cos \mathrm{\α}>>({O_r}^{\′}-x_r)\cos \mathrm{\α}\tan \mathrm{\θ}+({O_r}^{\′}-x_r)\sin \mathrm{\α}+\frac{f_r}{d{x}_r}\sin \mathrm{\α}\tan \mathrm{\θ}---(1-7)$

实际双目测距装置中，均会采用相同规格的相机作为装置中的左右相机，所以可得式(1-8)所示的关系：

$\frac{(x_l-{O_l}^{\&prime;})({O_r}^{\&prime;}-x_r)\tan \mathrm{\&theta;}}{\frac{f_l}{d{x}_l}}<<x_l-x_r+{O_r}^{\&prime;}-{O_l}^{\&prime;}+\frac{f_r}{d{x}_r}\tan \mathrm{\&theta;}---(1-8)$

根据式(1-7)与式(1-8)，可以将式(1-6)化简为式(1-9):

$Z=\frac{B*\frac{f_r}{d{x}_r}*\cos \mathrm{\&alpha;}}{x_l-x_r+{O_r}^{\&prime;}-{O_l}^{\&prime;}+\frac{f_r}{d{x}_r}\tan \mathrm{\&theta;}}---(1-9)$

一般实际应用中，所要测量的物距Z远远大于相机的像距f_l，所以式(1-9)中f_l可以忽略不计，如此式(1-9)可以进一步简化为式(1-10):

$Z=\frac{B*\frac{f_r}{d{x}_r}*\cos \mathrm{\&alpha;}}{x_l-x_r+{O_r}^{\&prime;}-{O_l}^{\&prime;}+\frac{f_r}{d{x}_r}\tan \mathrm{\&theta;}}---(1-10)$

式(1-10)就是本发明光轴不平行时的双目立体装置的测距公式，如式(1-10)所示的双目测距装置的测距公式中包含了以下数据：

左相机透镜光心O_l和右相机透镜的光心O_r的连线长度即光心距B；

左相机透镜光心O_l和右相机透镜的光心O_r的连线与左相机透镜平面L_l的夹角α；

相机的像距f与像元尺寸dx比值f/dx；

左相机透镜光心O_l在左相机成像面C_l上的投影点的图像坐标位置的横坐标值O_l'，右相机透镜光心O_r在左相机成像面C_r上的投影点的图像坐标位置的横坐标值O_r'；

场景目标P在左相机成像面C_l上像的图像坐标位置的横坐标值x_l，在右相机中的成像面C_r上像的图像坐标位置的横坐标值为x_r。

五、本发明相机像距与像元尺寸比值f/dx的标定原理

如图3所示，采用小孔成像方式作为相机的成像方式，设场景目标P的长度为A，将场景目标P放置在相机的视野范围之内，进行拍摄。

第一次用相机拍摄场景目标P时，场景目标P与相机透镜Len的距离为u₁，在相机成像面C上的成像长度为s₁，通过图像采集程序将相机采集到的目标场景P的图像读入计算机，读取第一次拍摄时目标场景像的长度为m₁，以像素为单位；第二次用相机拍摄场景目标P时，场景目标P与相机透镜Len的距离为u₂，在相机成像面C上的成像长度为s₂，通过图像采集程序将相机采集到的目标场景P的图像读入计算机，读取第二拍摄时目标场景像的长度为m₂，以像素为单位。在方形成像设备中，像素形状为长方形的，设每个像素实际宽度为dx，高度为dy，对于方形像素相设备，dx与dy可认为相等，那么可以得到式(1-11)与式(1-12)：

$m_1=\frac{s_1}{\mathrm{dx}}---(1-11)$

$m_2=\frac{s_2}{\mathrm{dx}}---(1-12)$

由相似三角形原理可以得式(1-13)与式(1-14)：

$\frac{A}{u_1}=\frac{s_1}{f}---(1-13)$

$\frac{A}{u_2}=\frac{s_2}{f}---(1-14)$

将式(1-13)与式(1-114)相减得式(1-15)：

$u_2-u_1=f(\frac{A}{s_2}-\frac{A}{s_1})---(1-15)$

将式(1-11)和式(1-12)代入式(1-15)得式(1-16)：

$u_2-u_1=\frac{f}{\mathrm{dx}}(\frac{A}{m_2}-\frac{A}{m_1})---(1-16)$

将式(1-13)和式(1-14)代入式(1-16)得式(1-17)：

$\frac{f}{\mathrm{dx}}=\frac{u_2-u_1}{\frac{A}{m_2}-\frac{A}{m_1}}---(1-17)$

通过式(1-17)可以计算得到双目测距装置中的相机的像距f与像元尺寸dx比值f/dx。在双目测距装置中，左右相机经过俯仰调节后，同一个目标物在左右两个相机中所成的像处于同一水平高度上，只存在水平方向的误差。

本发明的效果可以通过以下结果进一步说明：

采用两个WAT-902H相机作为装置的左右相机搭建双目测距装置，左右相机均采用焦距均为25mm的镜头作为左右相机的镜头，按左右相机的前端处于同一平面的方式安置相机，通过调节俯仰，固定好相机位置，使其无竖直方向的视差。

分两次在左相机拍摄视野范围内任意姿态放置棋盘格标定板棋盘格与相机的距离数据u₁＝240cm,u₂＝150cm,用刻度尺分别测量棋盘格标定板9个，5个，3个棋盘格的实际长度，实际长度数据实际长度A(cm)所示，通过计算机读取图像中对应长度的棋盘格在左右相机成的图像中所占的像素数，对应的图像像素长度数据图像长度m₁,m₂所示，根据式(1-17)计算可以得到可得左相机的像距f_l与其拍摄的图像中每个像素点的实际尺寸值dx比值f_l/dx_l，多次测量求得的平均值f_l/dx_l＝933；

分两次在右相机拍摄视野范围内任意姿态放置棋盘格标定板，距离数据u₁'＝240cm,u₂'＝150cm,用刻度尺测量棋盘格标定板9个，5个，3个棋盘格的实际长度，实际长度数据实际长度A(cm)所示，通过计算机读取图像中对应长度的棋盘格在左右相机成的图像中所占的像素数，对应的图像像素长度数据图像长度m₁',m₂'所示，根据式(1-17)计算可以得到可得右相机的像距f_r与其拍摄的图像中每个像素点的实际尺寸值dx比值f_r/dx_r，多次测量求得的平均值f_r/dx_r＝926。

本实验分五次在左右相机的拍摄视野范围内任意姿态放置棋盘格标定板，棋盘格标定板与左相机成像面的距离数据记录距离Z所示，同一棋盘格角点在左相机中的图像坐标位置的横坐标数据记录x_l像素所示，在右相机中的图像坐标位置横坐标数据记录x_r像素所示。

本实施例采用的相机成像分辨率为720×576，因此确定O_l'和O_r'的初值为图像宽度的一半360，确定最优解的搜索范围为360±15，初始测量相机间距为9cm,所以光心距的最优解范围为9.00±1.00cm,设定的初始偏移角度为0，由于安装趋近于平行，所以位置偏移应该是一个较小的偏移量，设定其两个偏移角度最优值处于0°±5°之内。确定了这些范围，在已知距离信息以及棋盘格标定板角点的成像位置，通过非线性优化搜索到了几个参数的最优解，双目立体装置左右相机的光心距B,左右相机光心O_l和O_r在成像面上的投影点O_l'和O_r'的图像坐标位置的横坐标值,左相机透镜光心O_l和右相机透镜的光心O_r的连线与左相机透镜平面L_l的夹角α，左右相机光轴的夹角θ的值所示。

在获得相机相关参数，代入公式(1-10)组成只包含两个未知数的测距公式(1-10)。然后进行实际测距应用，场景目标在左右相机中的成像的图像坐标位置的横坐标值差异数据记录的视差值(D)所示，场景目标与相机的实际距离由米尺测量得到，数据记录的实际距离Z₀所示，由测距公式(1-10)计算得到的距离数据计算距离Z所示，计算得到的距离Z与实际距离Z₀的误差数据误差E所示。实施例的结果表明，采用本发明的标定方法的装置及非平行测距公式具有较高的测距精度，同时在工程应用中具有更为实用的价值。

Claims (2)

1.一种光轴非平行双目测距方法，其特征在于，首先搭建双目测距装置，并建立与双目测距装置在左右相机光轴非理想平行时配合使用的测距公式；然后标定测距公式中的参数，获得未知量只包含待测场景目标在双目测距装置左右相机图像中的成像位置的测距公式；实际应用时，将直接读取的待测场景目标在左右相机图像中的成像位置数据代入标定后的测距公式计算获得待测场景目标与双目测距装置中参考相机的距离；

所述双目测距装置为：采用两个型号相同的相机作为双目测距装置的左右相机，采用焦距相同的镜头作为左右相机的镜头，将左右相机安装在同一平台上，使得两个相机处于同一高度，左右相机的前端镜面处于同一平面，通过图像采集卡将左右相机拍摄的图片实时采入计算机；

所述测距公式如公式(1)所示，

$Z=\frac{B*\frac{f_r}{{\mathrm{dx}}_r}*\cos \mathrm{\&alpha;}}{x_l-x_r+{O_r}^{\&prime;}-{O_l}^{\&prime;}+\frac{f_r}{{\mathrm{dx}}_r}\tan \mathrm{\&theta;}}---\left(1\right)$

式(1)中，Z为场景目标距离双目相机中参考相机的距离；f_l和f_r分别为左右相机的像距，B为左右相机光心距，θ为右相机成像平面与参考相机成像平面的夹角，设夹角值逆时针为正；O_l'和O_r'分别为左右光心O_l和O_r在成像面上的投影点的图像坐标的横坐标值，α为左右相机的光心O_l和O_r连线与参考相机成像平面的夹角，设夹角值逆时针为正；x_l为场景目标在参考相机中的成像面上成的像的图像坐标的横坐标值，x_r为场景目标在右相机中的成像面上成的像的图像坐标的横坐标值；dx_l为左相机每个像元的实际尺寸，dx_r为右相机每个像元的实际尺寸；公式(1)中，需要标定的参数为：B、f_r/dx_r、α、O_l'、O_r'和θ。

2.如权利要求1所述的光轴非平行双目测距方法，其特征在于，所述测距公式中的参数B、f_r/dx_r、α、O_l'、O_r'和θ的标定方法为：

步骤一、将棋盘格标定板放置在左右相机拍摄范围内的任意位置，根据棋盘格标定板中同一角点分别在左右相机拍摄的图像中对应的高度位置关系，调节左右相机高度，使标定板中同一角点在左右相机拍摄的图像中处于相同高度，然后固定左右相机；

步骤二、选定棋盘格标定板水平方向N个相邻的棋盘格，用刻度尺测量该N个相邻的棋盘格的实际长度A；

将标定板放置在右相机拍摄范围内的任意两个不同的位置，并分别测量标定板到右相机的物距u₁和u₂，通过图像采集卡对应的图像采集程序分别获取并记录所选定的N个相邻的棋盘格在右相机拍摄的图像中所占像素的个数m₁和m₂，计算右相机的像距f_l与其拍摄的图像中每个像素点的实际尺寸值dx比值f_l/dx，计算方式如公式(2)所示，

$\frac{f_r}{\mathrm{dx}}=\frac{{u_2}^{\&prime;}-{u_1}^{\&prime;}}{\frac{A}{{m_2}^{\&prime;}}-\frac{A}{{m_1}^{\&prime;}}}---\left(2\right)$

步骤三、以左相机为参考相机，按棋盘格标定板平面平行于相机成像平面的方式安放标定棋盘格标定板，记录多组标定板位于不同位置时标定板与参考相机的距离Z₀、同一棋盘格角点位于左右相机图像中位置坐标的横坐标值x_l和x_r，将记录的多组Z₀、x_l、x_r代入双目测距公式(1)，运用非线性优化，求解出左右相机的光心距B、左右相机光心O_l和O_r在成像面上的投影点O_l'和O_r'的图像坐标位置的横坐标值、左相机透镜光心O_l和右相机透镜的光心O_r的连线与左相机透镜平面L_l的夹角α、左右相机光轴的夹角θ。