CN112284330A - 一种基于鱼眼摄像机的距离测量***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于鱼眼摄像机的距离测量***及方法，方法包括设定鱼眼摄像机的相机亮度、曝光时间、触发方式，并控制鱼眼摄像机进行拍照；获取含有棋盘格的鱼眼图像并进行显示；将鱼眼图像转换为灰度图像，并提取有效区域；根据模式识别算法确定有效区域中棋盘格的角点坐标；根据角点坐标计算出被测区域的位置，并通过二值化获取目标区域像素面积；将目标区域像素面积代入预设公式，得到被测物体与摄像机的距离。本发明采用鱼眼摄像机结构简单，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及机器视觉技术领域，更具体的说是涉及一种基于鱼眼摄像机的距离测量***及方法。
背景技术
目前机器视觉距离测量主要使用激光测距、单目测距、双目测距、或者激光测距与单目相机相结合的方法。激光测距方法是通过激光传感器单纯的测量传感器与目标之间的距离，无法获取到目标图像，无法灵活定位到目标图像中的特征点。双目相机测距比较全面，通过分析两张图片的差异进行计算距离，但需要进行相机标定且要处理两张图片，前期处理及测距耗时较长，、设备成本高。现有技术中单目测距使用普通工业相机和镜头，很难到达很大的视野范围，而鱼眼摄像机焦距短、视野大，被广泛应用于视频监控、智能交通等领域中。
因此，如何提供一种基于鱼眼摄像机的距离测量***及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于鱼眼摄像机的距离测量***及方法，易于实现，成本低。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于鱼眼摄像机的距离测量***，包括：鱼眼摄像机、相机调试模块、图像采集及显示模块、特征提取模块、视觉处理分析模块、目标面积提取模块和距离确定模块，所述相机调试模块和所述鱼眼摄像机连接，所述鱼眼摄像机、所述图像采集及显示模块、所述特征提取模块、所述视觉处理分析模块、所述目标面积提取模块和所述距离确定模块依次连接；
所述相机调试模块用于对鱼眼摄像机的参数进行控制；
所述鱼眼摄像机用于拍摄含有棋盘格的鱼眼图像；
所述图像采集及显示模块用于获取含有棋盘格的鱼眼图像并进行显示；
所述特征提取模块用于将鱼眼图像转换为灰度图像，并提取有效区域；
所述视觉处理分析模块用于根据模式识别算法确定有效区域中棋盘格的角点坐标；
所述目标面积提取模块，用于根据角点坐标计算出被测区域的位置，并通过二值化获取目标区域像素面积；
所述距离确定模块，用于根据所述目标区域像素面积得到被测物体与鱼眼摄像机的距离。
进一步，还包括通讯模块，所述通讯模块和所述距离确定模块连接，用于传输数据。
一种基于鱼眼摄像机的距离测量方法，该方法应用于基于鱼眼摄像机的距离测量***，包括以下步骤：
步骤1：设定鱼眼摄像机的参数，并控制鱼眼摄像机进行拍照；
步骤2：获取含有棋盘格的鱼眼图像并进行显示；
步骤3：将鱼眼图像转换为灰度图像，并提取有效区域；
步骤4：根据模式识别算法确定有效区域中棋盘格的角点坐标；
步骤5：根据角点坐标计算出被测区域的位置，并通过二值化获取目标区域像素面积；
步骤6：将所述目标区域像素面积代入预设公式，得到被测物体与鱼眼摄像机的距离，其计算公式为：
y＝10.808x-41.371 (1)
其中，
A表示目标区域像素面积。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于鱼眼摄像机的距离测量***及方法，不需要额外的激光传感器，价格低廉；单步运行时仅需要处理一张图片，算法耗时短，无需进行相机标定，前期准备工作少。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的基于鱼眼摄像机的距离测量***原理框图。
图2附图为本发明提供的基于鱼眼摄像机的距离测量方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于鱼眼摄像机的距离测量***，包括：鱼眼摄像机、相机调试模块、图像采集及显示模块、特征提取模块、视觉处理分析模块、目标面积提取模块、距离确定模块和通讯模块，相机调试模块和鱼眼摄像机连接，鱼眼摄像机、图像采集及显示模块、特征提取模块、视觉处理分析模块、目标面积提取模块、距离确定模块和通讯模块依次连接；
相机调试模块用于对鱼眼摄像机的参数进行控制，包括相机亮度、曝光时间、触发方式；
鱼眼摄像机用于拍摄含有棋盘格的鱼眼图像；鱼眼镜头是一种极端的广角镜头，焦距为1.8mm或更短的并且视角接近或等于180°，进而可以进行超大视野的拍摄。
图像采集及显示模块用于获取含有棋盘格的鱼眼图像并进行显示；
特征提取模块用于将鱼眼图像转换为灰度图像，并提取有效区域；
视觉处理分析模块用于根据模式识别算法确定有效区域中棋盘格的角点坐标；
目标面积提取模块，用于根据角点坐标计算出被测区域的位置，并通过二值化获取目标区域像素面积；
距离确定模块，用于根据目标区域像素面积得到被测物体与鱼眼摄像机的距离。
通讯模块使用多种通讯方式，如TCP\IP通讯，ModelBus通讯，232\485通讯，IO板卡通讯，Profinet，EtherNet等多种通讯方式，与其他***中的硬件设备进行数据通讯，达到将视觉分析后的数据进行多样化实现的目的。
如图2所示，一种基于鱼眼摄像机的距离测量方法，包括以下步骤：
步骤1：设定鱼眼摄像机的相机亮度、曝光时间、触发方式，并控制鱼眼摄像机进行拍照；
步骤2：获取含有棋盘格的鱼眼图像并进行显示；
步骤3：将鱼眼图像转换为灰度图像，并提取有效区域；
步骤4：根据模式识别算法确定有效区域中棋盘格的角点坐标；
步骤5：根据角点坐标计算出被测区域的位置，并通过二值化获取目标区域像素面积；
步骤6：将目标区域像素面积代入预设公式，得到被测物体与鱼眼摄像机的距离，其计算公式为：
y＝10.808x-41.371 (1)
其中，
A表示目标区域像素面积。
本发明有效测量的距离在300mm至1200mm之间，超出此范围，距离测量可能出现较大偏差。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种基于鱼眼摄像机的距离测量***，其特征在于，包括：鱼眼摄像机、相机调试模块、图像采集及显示模块、特征提取模块、视觉处理分析模块、目标面积提取模块和距离确定模块，所述相机调试模块和所述鱼眼摄像机连接，所述鱼眼摄像机、所述图像采集及显示模块、所述特征提取模块、所述视觉处理分析模块、所述目标面积提取模块和所述距离确定模块依次连接；
所述相机调试模块用于对鱼眼摄像机的参数进行控制；
所述鱼眼摄像机用于拍摄含有棋盘格的鱼眼图像；
所述图像采集及显示模块用于获取含有棋盘格的鱼眼图像并进行显示；
所述特征提取模块用于将鱼眼图像转换为灰度图像，并提取有效区域；
所述视觉处理分析模块用于根据模式识别算法确定有效区域中棋盘格的角点坐标；
所述目标面积提取模块，用于根据角点坐标计算出被测区域的位置，并通过二值化获取目标区域像素面积；
所述距离确定模块，用于根据所述目标区域像素面积得到被测物体与鱼眼摄像机的距离。
2.根据权利要求1所述的一种基于鱼眼摄像机的距离测量***，其特征在于，还包括通讯模块，所述通讯模块和所述距离确定模块连接，用于传输数据。
3.一种基于鱼眼摄像机的距离测量方法，该方法应用于权利要求1所述的基于鱼眼摄像机的距离测量***，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：设定鱼眼摄像机的参数，并控制鱼眼摄像机进行拍照；
步骤2：获取含有棋盘格的鱼眼图像并进行显示；
步骤3：将鱼眼图像转换为灰度图像，并提取有效区域；
步骤4：根据模式识别算法确定有效区域中棋盘格的角点坐标；
步骤5：根据角点坐标计算出被测区域的位置，并通过二值化获取目标区域像素面积；
步骤6：将所述目标区域像素面积代入预设公式，得到被测物体与鱼眼摄像机的距离，其计算公式为：
y＝10.808x-41.371 (1)
其中，
A表示目标区域像素面积。
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