CN113597535B - 基于图像的测距方法、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及图像处理技术领域,提供一种基于图像的测距方法、装置和存储介质。其中基于图像的测距方法包括:获取摄像头采集的包括四个定位标识的目标图像,确定目标图像包括的四个定位标识的第一位置,获取目标图像中的第一像点和第二像点,并确定第一像点与第二像点在目标图像中的第二位置和第三位置,其中,第一像点与第二像点分别对应物空间中标识平面上的第一物点和第二物点,根据第一位置、第二位置和第三位置,确定物空间中第一物点与第二物点之间的距离。本公开技术方案通过获取包括定位标识的目标图像,能够确定物空间中标识平面内任意两个物点之间的距离,不需要提前确定固定比例,应用的局限性小,适用于多种应用场景,且便于实施。
Description
技术领域
本公开实施例涉及图像处理技术领域,尤其涉及一种基于图像的测距方法、装置和存储介质。
背景技术
距离测量是指测量平面上两点连线的长度,是各项测量工作中最基本的任务之一,尤其在三角测量、导线测量、地形测量和工程测量等工作中都需要进行距离测量,应用广泛。距离测量常用的方法有量尺量距、视距测量、视差法测距和电磁波测距等。
目前,视距测量还包括基于图像的测量,主要是利用图像像素和实际平面上尺寸的固定比例来计算与成像面平行的实际平面上任意两点的距离。
但是,基于图像的测量方法应用的局限性比较大,条件限制多,在实际应用场景中不便于实施,且对于成像面与实际平面相交的情况不适用,测量精度比较低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
现有的基于图像进行测距的方法不适用于成像面与实际平面相交的情况,且测量精度比较低。
(二)技术方案
根据本公开公开的各种实施例,提供了一种基于图像的测距方法、装置和存储介质。
一种基于图像的测距方法,所述方法包括:
获取摄像头采集的包含四个定位标识的目标图像,其中,四个定位标识在物空间中位于标识平面,且依次等间距并环绕排列;
确定四个定位标识在目标图像中的第一位置;
获取目标图像中的第一像点和第二像点,并确定第一像点的第二位置和第二像点的第三位置,其中,第一像点为标识平面上第一物点的像点,第二像点为标识平面上第二物点的像点;
根据第一位置、第二位置和第三位置,确定第一物点与第二物点之间的距离。
一种基于图像的测距装置,包括:
图像获取模块,配置成获取摄像头采集的包含四个定位标识的目标图像,其中,四个定位标识在物空间中位于标识平面,且依次等间距并环绕排列;
第一位置确定模块,配置成确定四个定位标识在目标图像中的第一位置;
第二位置确定模块,配置成获取目标图像中的第一像点和第二像点,并确定第一像点的第二位置和第二像点的第三位置,其中,第一像点为标识平面上第一物点的像点,第二像点为标识平面上第二物点的像点;
距离确定模块,配置成根据第一位置、第二位置和第三位置,确定第一物点与第二物点之间的距离。
一种电子设备,包括存储器和一个或多个处理器,存储器存储有计算机可读指令,一个或多个处理器执行计算机可读指令时实现本公开任意实施例所提供的一种基于图像的测距方法的步骤。
一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机可读指令,计算机可读指令被一个或多个处理器执行时实现本公开任意实施例所提供的一种基于图像的测距方法的步骤。
(三)有益效果
本申请实施例所提供的一种基于图像的测距方法,通过获取摄像头采集的包括四个定位标识的目标图像,确定目标图像包括的四个定位标识的第一位置,获取目标图像中的第一像点和第二像点,并确定第一像点与第二像点在目标图像中的第二位置和第三位置,其中,第一像点与第二像点分别对应物空间中标识平面上的第一物点和第二物点,根据第一位置、第二位置和第三位置,确定物空间中第一物点与第二物点之间的距离。本申请技术方案通过获取包括定位标识的目标图像,能够确定物空间中标识平面内任意两个物点之间的距离,不需要提前确定图像像素和实际平面上尺寸的固定比例,可以应用在成像面与实际平面相交的情况,应用的局限性小,适用于多种应用场景,且便于实施。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,本公开的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得,本公开的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举可选实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开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,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个或多个实施例中定位标识的示意图;
图2为一个或多个实施例中一种标识平面的示意图;
图3为一个或多个实施例中一种应用场景的示意图;
图4为一个或多个实施例中一种基于图像的测距方法的流程示意图;
图5为一个或多个实施例中一种基于图像的测距方法的流程示意图;
图6为一个或多个实施例中一种位置关系的示意图;
图7为一个或多个实施例中一种基于图像的测距方法的流程示意图;
图8为一个或多个实施例中一种距离测量的示意图;
图9为一个或多个实施例中一种基于图像的测距方法的流程示意图;
图10为一个或多个实施例中一种基于图像的测距装置的结构框图;
图11为一个或多个实施例中电子设备的内部结构图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点,下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开,但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。
具体的,定位标识可以是具有较高对比度以及空间对称性的图形,能够在图像识别中具有较高的抗干扰性,定位标识可以是如图1所示的图形,如定位标识110、定位标识120、定位标识130和定位标识140,对于定位标识的具体图形结构不作限定。
具体的,可以在相对于拍摄目标,在固定空间位置上放置四个定位标识得到标识平面,例如,图2所示的一种标识平面的示意图,采用图1中120作为定位标识,将四个定位标识120依次等间距环绕放置在物空间中得到标识平面,任意相邻两个标识之间的距离相同,其中,标识平面内的四个定位标识的图形可以相同。
具体的,基于图像的测距方法可以由终端或服务器来执行。终端或服务器可以通过目标图像测量对应的标识平面中任意两个物点之间的距离。
例如,在一种应用场景中,如图3所示,服务器32通过目标图像测量实际空间中任意两个物点之间的距离,终端31直接从服务器32接收关于两个物点之间距离的测量结果,其中,该目标图像可以是终端31拍摄获得的并发送至服务器32。或者,该目标图像是终端31从其他设备中获取的。再或者,该目标图像是终端31对预设图像进行图像处理后得到的图像,该预设图像可以是终端31拍摄获得的,或者该预设图像可以是终端31从其他设备中获取的。此处,并不对其他设备做具体限定。
在另一种应用场景中,终端31通过目标图像测量实际空间中任意两个物点之间的距离,并将测得的距离结果发送至服务器32,其中,该目标图像可以是服务器32获得的并发送至终端31,服务器32获取目标图像的方式可以类似于如上的终端31获取目标图像的方式,此处不再赘述。
在又一种应用场景中,终端31拍摄获得目标图像,进一步,终端31通过目标图像测量实际空间中任意两个物点之间的距离。
在一个实施例中,如图4所示,提供了一种基于图像的测距方法,本实施例以该方法应用于终端31进行举例说明,该终端31可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。包括如图4所示的以下步骤:
S410:获取摄像头采集的包含四个定位标识的目标图像。
可选的,四个定位标识在物空间中位于标识平面,且依次等间距并环绕排列。
可理解的,相对于拍摄目标,在物空间(实际空间)中的固定空间位置上放置四个定位标识,参考图2所示的标识平面中四个定位标识的位置,在摄像头与拍摄目标存在一定距离(物距)的情况下,通过摄像头采集包括四个定位标识以及拍摄目标的信息生成目标图像。
S420:确定四个定位标识在目标图像中的第一位置。
可理解的,在上述S410的基础上,可以利用图像处理算法计算出四个定位标识在目标图像中的第一位置,其中,第一位置包括四个定位标识在目标图像中的具***置信息。
S430:获取目标图像中的第一像点和第二像点,并确定第一像点的第二位置和第二像点的第三位置。
可选的,第一像点为标识平面上第一物点的像点,第二像点为标识平面上第二物点的像点。
可理解的,在上述S420的基础上,获取目标图像中的任意两个像点,记为第一像点和第二像点,并根据像点在目标图像中所占据的像素点的位置,确定第一像点的第二位置和第二像点的第三位置,其中,目标图像中的第一像点是标识平面上第一物点的像点,第二像点为标识平面上第二物点的像点,也就是说,目标图像中的第一像点对应实际空间中标识平面上的第一物点,目标图像中的第二像点对应实际空间中标识平面上的第二物点。
S440:根据第一位置、第二位置和第三位置,确定第一物点与第二物点之间的距离。
可理解的,在上述S430和S420的基础上,根据目标图像中四个定位标识的第一位置以及目标图像中的第一像点和第二像点,确定实际空间中标识平面上的第一物点与第二物点之间的距离。
本公开实施例所提供的一种基于图像的测距方法,通过获取摄像头采集的包括四个定位标识的目标图像,确定目标图像包括的四个定位标识的第一位置,获取目标图像中的第一像点和第二像点,并确定第一像点与第二像点在目标图像中的第二位置和第三位置,其中,第一像点与第二像点分别对应物空间中标识平面上的第一物点和第二物点,根据第一位置、第二位置和第三位置,确定物空间中第一物点与第二物点之间的距离。本公开技术方案通过获取包括定位标识的目标图像,能够确定物空间中标识平面内任意两个物点之间的距离,不需要提前确定图像像素和实际平面上尺寸的固定比例,可以应用在成像面与实际平面相交的情况,应用的局限性小,适用于多种应用场景,且便于实施。
在一个实施例中,如图5所示,提供了一种基于图像的测距方法,可选的,根据第一位置、第二位置和第三位置,确定第一物点与第二物点之间的距离,包括如图5所示的以下步骤:
S510:根据第一位置,确定摄像头的像平面与标识平面的位置关系。
可选的,位置关系包括像平面与标识平面平行或相交。
可理解的,根据目标图像中四个定位标识的第一位置,确定摄像头的像平面与标识平面的位置关系,像平面是指摄像头采集到的目标图像所在的平面。
可选的,根据第一位置,确定摄像头的像平面与标识平面的位置关系,包括:
当由标识位置确定的第一组对边长度相等,且由标识位置确定的第二组对边长度相等时,像平面与标识平面平行;当由标识位置确定的第一组对边长度和第二组对边长度中的任一组对边长度不相等时,像平面与标识平面相交。
在本实施例一实施方案中,四个定位标识在排列方向上依次包括第一定位标识、第二定位标识、第三定位标识和第四定位标识。
可选的,根据标识位置,采用两点间距离算法可确定第一定位标识与第二定位标识之间的第一成像距离、第二定位标识与第三定位标识之间的第二成像距离、第三定位标识与第四定位标识之间的第三成像距离以及第四定位标识与第一定位标识之间的第四成像距离。其中,第一成像距离和第三成像距离对应的边为第一组对边,第二成像距离和第四成像距离对应的边为第二组对边。由此,当第一成像距离与第三成像距离相等,且第二成像距离与第四成像距离相等时,像平面与标识平面平行;当第一成像距离与第三成像距离不相等时,或第二成像距离与第四成像距离不相等时,像平面与标识平面相交。。
可理解的,确定排列方向上相邻的第一定位标识与第二定位标识之间的第一成像距离,并依次确定排列方向上相邻的第二定位标识与第三定位标识之间的第二成像距离、第三定位标识与第四定位标识之间的第三成像距离以及第四定位标识与第一定位标识之间的第四成像距离,其中,第一定位标识与第二定位标识和第四定位标识相邻,第三定位标识与第二定位标识和第四定位标识相邻,第一定位标识不等同于第三定位标识;若第一成像距离与第三成像距离相等,且第二成像距离与第四成像距离相等时,像平面与标识平面平行,也就是说,摄像头可能放置在标识平面的正前方;若第一成像距离与第三成像距离不相等,和/或第二成像距离与第四成像距离不相等时,像平面与标识平面相交,也就是说,摄像头可能没有放置在标识平面的正前方,摄像头的镜头与标识平面有一定的倾斜角度,导致目标图像中四个定位标识之间的成像距离发生了改变,此时,采用现有技术中的基于图像的测量方法就无法准确的确定标识平面内两个物点之间的距离。
示例性的,参见图6,610表示的是像平面612与标识平面611平行,也就是摄像头613放置在标识平面611的正前方,摄像头613在标识平面611中四个定位标识对角连线的焦点的正前方,也就是图中虚线与标识平面611垂直,摄像头613采集的平面可以看做像平面612,根据像平面612生成目标图像,像平面612包括的内容与目标图像相同,此时,四个定位标识之间确定的成像距离相等,可以将生成的目标图像看作是标识平面缩小后的图像。620表示的是像平面621与标识平面611相交,摄像头613的镜头与标识平面611存在倾斜角度,也就是摄像头613的主光轴与标识平面611不垂直,摄像头613对应的像平面621中四个定位标识的位置相对于标识平面611也发生了倾斜,此时,四个定位标识在目标图像中的位置相比较于标识平面中四个定位标识的位置发生了倾斜,按照固定比例无法精确的测量实际空间中物点之间的距离。
S520:根据位置关系、第一位置、第二位置和第三位置,确定第一物点与第二物点之间的距离。
可理解的,在上述S510的基础上,根据确定的像平面与标识平面的位置关系、目标图像中四个定位标识的第一位置、目标图像中第一像点的第二位置以及第二像点的第三位置,确定实际空间中第一物点与第二物点之间的距离,也就是说,不同的位置关系会对应不同的测量距离的方式。
可选的,根据位置关系、第一位置、第二位置和第三位置,确定第一物点与第二物点之间的距离,应用于像平面与标识平面平行的情况,平行的位置关系具体参见图6中的610,具体包括以下步骤:
S521:当像平面与标识平面平行时,根据第一位置,确定四个定位标识中任意两个定位标识之间的成像距离。
可理解的,当像平面与标识平面平行时,根据目标图像中四个标识的第一位置,计算目标图像中任意两个定位标识之间的成像距离。
示例性的,参见图6中610,根据目标图像中四个定位标识P1′、P2′、P3′和P4′的第一位置,可以确定P1′和P2′、P1′和P4′或P1′和P3′之间的成像距离,也可以分别确定P2′和其他三个定位标识之间的成像距离,P3′和P4′亦和P1′或P2′同理计算成像距离。
S522:根据第二位置和第三位置,确定第一像点和第二像点之间的距离。
可理解的,根据目标图像中第一像素点的第二位置和第二像素点的第三位置,确定第一像素点和第二像素点之间的距离。
S523:根据任意两个定位标识之间的成像距离和第一像点和第二像点之间的距离,并结合成像原理,确定第一物点与第二物点之间的距离。
可选的,第一物点与第二物点之间的距离所满足的关系式包含:任意两个定位标识的实际距离和任意两个定位标识之间的成像距离的比值,与第一像点和第二像点之间的距离的乘积。
可理解的,成像原理主要应用的是小孔成像的原理,具体的成像公式如公式(1)所示。
其中,H为物高,D为物距,即摄像头与拍摄目标的距离,f为镜头焦距,h为像高。
可理解的,对于第一像点和第二像点之间的距离,若第一像点与第二像点连接的直线与目标图像的任一条边平行,则可以采用像素点计算距离,即计算第一像点与第二像点连接的直线占用的像素点数与像素点的边长的乘积;若第一像点与第二像点连接的直线与目标图像的任一条边均不平行,则直接测量目标图像中第一像点与第二像点连接的直线的长度。
可理解的,在上述S521和S522的基础上,实际空间中第一物点与第二物点之间的距离和目标图像中第一像点和第二像点之间的距离的比值,等于实际空间中任意两个定位标识的实际距离和目标图像中任意两个定位标识之间的成像距离的比值。
示例性的,若目标图像中第一像点M′和第二像点N′之间的距离记为M′N′,实际空间中第一物点M与第二物点N之间的距离记为MN,实际空间中P1和P2两个定位标识的实际距离记为W,目标图像中P1′和P2′两个定位标识的成像距离记为W′,实际空间中第一物点M与第二物点N之间的距离MN可以采用公式(2)计算。
本公开实施例所提供的一种基于图像的测距方法,能够准确的确定目标图像所在的像平面与实际空间中的表示图像的位置关系,并根据不同的位置关系采用不同的测量方法确定物点之间的距离,能够适用于多种应用场景,并准确的计算出物点之间的距离,且便于实施。
在一个实施例中,如图7所示,提供了一种基于图像的测距方法,可选的,根据位置关系、第一位置、第二位置和第三位置,确定第一物点与第二物点之间的距离,应用于像平面与标识平面相交的情况,相交的位置关系具体参见图6中的620,具体包括以下步骤:
可选的,四个定位标识在排列方向上依次包括第一定位标识、第二定位标识、第三定位标识和第四定位标识。
可理解的,第一位置包括第一定位标识对应的第一子位置、第二定位标识对应的第二子位置、第三定位标识对应的第三子位置和第四定位标识对应的第四子位置。
示例性的,参见图6,第一定位标识、第二定位标识、第三定位标识和第四定位标识可以分别记为P1′、P2′、P3′和P4′。
S710:当像平面与标识平面相交时,根据第一位置,确定第一投影角度和第二投影角度。
可理解的,当像平面与标识平面相交时,像平面和标识平面存在一个相交的角度,可以将相交的角度分解为独立计算的两种情况,根据目标图像中四个定位标识的第一位置,分别确定第一投影角度和第二投影角度,即经过第一投影角度和第二投影角度的变换,像平面与标识平面为平行的情况,其中,第一投影角度和第二投影角度可以为锐角。
可选的,标识平面绕第一预设直线旋转第二投影角度,且绕第二预设直线旋转第一投影角度后,与像平面平行,第一预设直线经过物空间中的第一定位标识和第三定位标识,第二预设直线经过物空间中的第二定位标识和第四定位标识。
示例性的,参见图8,图8为距离测量的示意图,标识平面611绕第一预设直线P1P3旋转第二投影角度β,绕第二预设直线P2P4旋转第一投影角度α之后,标识平面与像平面平行,图8所示的剖面图710为标识平面611绕第一预设直线P1P3旋转第二投影角度β得到的,其中,OP为过标识平面中心点C的直线且与过中心点C和镜头中心L的直线垂直,α为第一投影角度。
可选的,根据第一位置,确定第一投影角度和第二投影角度,包括:根据第一位置,确定目标图像中的第一定位标识、第二定位标识、第三定位标识和第四定位标识分别到标识成像中心的第一距离、第二距离、第三距离和第四距离;根据第二距离和第四距离,确定第一投影角度;根据第一距离和第三距离,确定第二投影角度。具体的,通过如下公式(3)-(16)计算得到第一投影角度以及第二投影角度,以图8中标记的符号进行说明。
结合图8和成像公式可以得到公式(3)和公式(4)。
其中,O点为摄像头L与第二定位标识P2连接的直线LP2和过中线点C且与直线CL垂直的直线的交点,P为摄像头与第四定位标识P4连接的直线的延长线LP4与过中线点C且与直线CL垂直的直线的交点,D为中心点C与摄像头中心L的距离,C’为目标图像中P1′和P3′的连线与P2′和P4′的连线的交点,A'2为C′与P2′之间的距离,f为摄像头的焦距。
其中,A'4为C′与P4′之间的距离。
结合图8和三角几何关系可以得到公式(5)至公式(10)。
P2C=A 公式(5)
其中,A为标识平面内第二定位标识P2与中心点C的距离。
P4C=A 公式(6)
其中,在标识平面内任一定位标识到中心点C的距离均相等为A。
P2M=A×cosα 公式(7)
其中,P2M与MC垂直,且P2M与P2C的夹角为第一投影交α。
P4N=A×cosα 公式(8)
其中,P4N与CL垂直,且P4N与P4C的夹角为第一投影交α。
NC=A×sinα 公式(10)
根据由P2ML组成的三角形与由OCL组成的三角形相似,可以得到公式(11)。
结合上述公式(3)、公式(7)、公式(9)和公式(11),得到如下公式(12)。
根据由P4NL组成的三角形与由PCL组成的三角形相似,可以得到公式(13)。
结合上述公式(4)、公式(8)、公式(10)和公式(12),得到如下公式(14)。
根据公式(12)和公式(14),可以得到第一投影角度α的计算公式如下述公式(15)。
其中,α表示第一投影角度,A'2表示在目标图像中第二定位标识到标识成像中心的距离,A'4表示在目标图像中第四定位标识到标识成像中心的距离,f表示摄像头的焦距,标识成像中心为在目标图像中四个定位标识对角连线的交点。
可选的,第二投影角度β的计算方式与第一投影角度α的原理相同,在此不作赘述,第二投影角度β的计算公式如下式公式(16)。
其中,β表示第二投影角度,A'1表示在目标图像中第一定位标识到标识成像中心的距离,A'3表示在目标图像中第三定位标识到标识成像中心的距离。
S720:根据第一位置和第一投影角度,确定物距;或者,根据第一位置和第二投影角度,确定物距。
可理解的,在上述S710的基础上,根据目标图像中的第一位置以及像平面投影到标识平面的第一投影角度,确定物距,其中,物距是指摄像头的镜头中心到标识平面上的四个定位标识的中心的距离,中心是四个定位标识对角连线的交点。
示例性的,参见图6中610,610中的虚线的长度即为摄像头613的镜头中心到标识平面摄像头的镜头中心到标识平面上的四个定位标识四个定位标识对角连线的交点的距离。
可选的,根据第二距离、第四距离和包含第一投影角度的余弦值,确定物距。具体的,根据第一位置和第一投影角度,确定物距,物距的计算公式如下述公式(17)。
其中,D表示物距,A表示在物空间中定位标识到标识中心的距离,A'2表示在目标图像中第二定位标识到标识成像中心的距离,A'4表示在目标图像中第四定位标识到标识成像中心的距离,f表示摄像头的焦距,α表示第一投影角度,标识中心为在物空间中四个定位标识对角连线的交点,标识成像中心为在目标图像中四个定位标识对角连线的交点。
可理解的,根据目标图像中四个定位标识P1′、P2′、P3′和P4′,得到A'1、A'2、A'3和A'4,并根据公式(15)计算得到的第一投影角α,得到实际空间中摄像头与标识平面中中心点的距离D。
或者,根据第一距离、第三距离和包含第二投影角度的余弦值,确定物距。具体的,根据第一位置和第二投影角度,确定物距,物距的计算公式如下述公式(18)。
其中,D表示物距,A表示在物空间中定位标识到标识中心的距离,A'1表示在目标图像中第一定位标识到标识成像中心的距离,A'3表示在目标图像中第三定位标识到标识成像中心的距离,f表示摄像头的焦距,β表示第二投影角度,标识中心为在物空间中四个定位标识对角连线的交点,标识成像中心为在目标图像中四个定位标识对角连线的交点。
可理解的,根据第一投影角度或第二投影角度均可得到实际空间中摄像头与标识平面中中心点的距离。
S730:根据第一位置、第二位置、第三位置、第一投影角度、第二投影角度和物距,确定第一物点的位置和第二物点的位置。
可理解的,根据目标图像中四个定位标识的第一位置、第一像素点的第二位置、第二像素点的第三位置、像平面与标识平面对应的第一投影角度和第二投影角度以及摄像头的镜头中心到标识平面中的中心的物距,计算得到实际空间中第一物点的位置和第二物点的位置。
S740:根据第一物点的位置和第二物点的位置,确定第一物点与第二物点之间的距离。
可理解的,在上述S730的基础上,根据实际空间中第一物点的位置和第二物点的位置,得到第一物点与第二物点之间的距离,具体计算公式可以如下述公式(19)所示。
其中,|MN|为实际空间中第一物点与第二物点之间的距离,第一物点和第二物点在实际空间中的位置分别为(xm,ym)和(xn,yn)。
本公开实施例提供的一种基于图像的测距方法,根据目标图像中四个定位标识的第一位置确定两个投影角度,便于处理像平面与标识平面相交的情况,不需要测量即可根据投影角度确定物距,即摄像头的中心到标识中心的距离,方法简便,便于实施。
在一个实施例中,如图9所示,提供了一种基于图像的测距方法,可选的,根据第一位置、第二位置、第三位置、第一投影角度、第二投影角度和物距,确定第一物点的位置和第二物点的位置,包括如图9所示的以下步骤:
S910:根据第一位置、第二位置和第三位置,确定第一像点的第一像点投影长度组以及第二像点的第二像点投影长度组。
其中,第一像点投影长度组和第二像点投影长度组均包括对应的像点分别到第一虚拟直线和第二虚拟直线的距离,第一虚拟直线经过目标图像中的第一定位标识和第三定位标识,第二虚拟直线经过目标图像中的第二定位标识和第四定位标识。
在本实施例一实施方案中,根据第一位置和第二位置,确定第一像点的第一像点投影长度组,并根据第一位置和第三位置,确定第二像点的第二像点投影长度组。
可选的,第一像点投影长度组包括像点第一投影长度和像点第二投影长度,像点第一投影长度为第一像点在第一虚拟直线上的垂直投影到标识成像中心的距离,像点第二投影长度为第一像点在第二虚拟直线上的垂直投影到标识成像中心的距离,第二像点投影长度组包括像点第三投影长度和像点第四投影长度,像点第三投影长度为第二像点在第一虚拟直线上的垂直投影到标识成像中心的距离,像点第四投影长度为第二像点在第二虚拟直线上的垂直投影到标识成像中心的距离,第一虚拟直线经过目标图像中的第一定位标识和第三定位标识,第二虚拟直线经过目标图像中的第二定位标识和第四定位标识。
示例性的,参见图8,在实际空间中的标识平面上随机确定物点T,T′为物点对应的像平面内的像点,物点T在标识平面中不相邻定位标识P1P3和P2P4上的投影记为T1和T2,像点T’在像平面中与物点T对应的投影记为T′1和T′2,其中,T′T′1平行于C′P′4及T′T′2平行于C′P′3,若第一像点或第二像点为像点T’,第一投影长度或第三投影长度为C’T1’,第一虚拟直线为P1’P3’,第二投影长度或第四投影长度为C’T2’,第二虚拟直线为P2’P4’。
可选的,根据第一位置,确定标识成像中心的位置;根据第二位置和第三位置,分别确定对应的像点到第一虚拟直线以及第二虚拟直线的垂直投影;根据垂直投影到标识成像中心的距离,确定第一像点投影长度组和第二像点投影长度组。确定第一像点投影长度组或第二像点投影长度组具体包括如下步骤:
S911:根据第一位置,确定标识成像中心的位置。
可理解的,根据目标图像中四个定位标识的第一位置,确定不相邻的定位标识连接的直线相交所得到的标识成像中心的位置。
示例性的,根据P′1和P′3,P′4和P′2连接的直线确定目标图像的标识成像中心C’,进一步,根据P′1,P′2,P′3,P′4对应的位置确定C’的位置。
S912:以标识成像中心的位置为原点,建立直角坐标系。
可理解的,在上述S911的基础上,以标识成像中心C′的位置为原点,建立直角坐标系,以水平方向为X轴,过C′的纵向方向为Y轴。
S913:根据第一位置,在直角坐标系中确定第一定位标识的第一标识坐标、第二定位标识的第二标识坐标、第三定位标识的第三标识坐标和第四定位标识的第四标识坐标,并根据第二位置,确定第一像点的第一像点坐标,以及根据第三位置,确定第二像点的第二像点坐标。
可理解的,在上述S912的基础上,根据确定的直角坐标系,重新确定目标图像中四个定位标识的第一位置,四个定位标识的位置分别为第一定位标识的第一标识坐标、第二定位标识的第二标识坐标、第三定位标识的第三标识坐标和第四定位标识的第四标识坐标,同时,重新确定第一像点的第一像点坐标以及第二像点的第二像点坐标,其中,随机选取的像点T′可以为第一像点或第二像点。
S914:根据第一标识坐标或者第三标识坐标,确定第一虚拟直线的第一直线方程,根据第二标识坐标或者第四标识坐标,确定第二虚拟直线的第二直线方程。
可理解的,根据第一标识坐标或者第三标识坐标中任一标识和标识成像中心,确定第一虚拟直线的第一直线方程,其中,第一虚拟直线经过第一标识坐标、第三标识坐标和标识成像中心,第一虚拟直线的第一直线方程的计算公式如下公式(20)所示。
其中,第一虚拟直线为过C′P′3P′1的直线,P′1,P′2,P′3,P′4在目标图像中对应的坐标点可以记为(x′1,y′1),(x′2,y′2),(x′3,y′3),(x′4,y′4),T′的图像坐标为(x′t,y′t)。
可理解的,根据第二标识坐标或者第四标识坐标中任一标识与标识成像中心,确定第二虚拟直线的第二直线方程,其中,第二虚拟直线经过第二标识坐标、第四标识坐标和标识成像中心,第二虚拟直线的第二直线方程的计算公式如下述公式(21)所示。
其中,第二虚拟直线为过C′P′4P′2的直线。
S915:根据第一像点坐标,确定经过第一像点且平行于第一虚拟直线的第三直线方程,以及经过第一像点且平行于第二虚拟直线的第四直线方程,并根据第二像点坐标,确定经过第二像点且平行于第一虚拟直线的第五直线方程,以及经过第二像点且平行于第二虚拟直线的第六直线方程。
示例性的,参见图8,第三直线方程为过T′和T′2且平行于C′P′3的直线,第三直线方程的计算公式如下述公式(22)所示。
其中,将(x′t,y′t)看作是第一像素点的坐标即可得到第三直线方程,将(x′t,y′t)看作是第二像点的坐标即可得到第五直线方程。
示例性的,参见图8,第四直线方程为过T′和T′1且平行于C′P′4的直线,第四直线方程的计算公式如下述公式(23)所示。
其中,将(x′t,y′t)看作是第一像素点的坐标即可得到第四直线方程,将(x′t,y′t)看作是第二像点的坐标即可得到第六直线方程。
S916:根据第一直线方程和第四直线方程,确定第一像点垂直投影到第一虚拟直线上的像点第一投影坐标,根据第二直线方程和第三直线方程,确定第一像点垂直投影到第二虚拟直线上的像点第二投影坐标,并根据第一直线方程和第六直线方程,确定第二像点垂直投影到第一虚拟直线上的像点第三投影坐标,根据第二直线方程和第五直线方程,确定第二像点垂直投影到第二虚拟直线上的像点第四投影坐标。
可理解的,第一直线方程和第四直线方程的交点即为第一像点垂直投影到第一虚拟直线上的像点第一投影坐标,第二直线方程和第三直线方程的交点即为第一像点垂直投影到第二虚拟直线上的像点第二投影坐标,第一直线方程和第六直线方程的交点即为第二像点垂直投影到第一虚拟直线上的像点第三投影坐标,第二直线方程和第五直线方程的交点即为第二像点垂直投影到第二虚拟直线上的像点第四投影坐标。
示例性的,第一直线方程和第四直线方程的交点第一投影坐标记为T′1,T′1点的坐标记为(x′t1,y′t1),计算公式为如下公式(24)。
其中,将(x′t,y′t)看作是第一像素点的坐标即可得到第一投影坐标,将(x′t,y′t)看作是第二像点的坐标即可得到第三投影坐标。
示例性的,第二直线方程和第三直线方程的交点第二投影坐标记为T′2,T′2点的坐标记为(x′t2,y′t2),计算公式为如下公式(25)。
其中,将(x′t,y′t)看作是第一像素点的坐标即可得到第二投影坐标,将(x′t,y′t)看作是第二像点的坐标即可得到第四投影坐标。
S917:根据像点第一投影坐标,确定像点第一投影长度,根据像点第二投影坐标,确定像点第二投影长度,并根据像点第三投影坐标,确定像点第三投影长度,根据像点第四投影坐标,确定像点第四投影长度。
可理解的,根据像点第一投影坐标以及标识成像中心的坐标,得到像点第一投影长度,并分别根据像点第二投影坐标、像点第三投影坐标以及像点第四投影坐标和标识成像中心的坐标,得到对应的像点第二投影长度、像点第三投影长度和像点第四投影长度。
示例性的,根据T′1点的坐标(x′t1,y′t1)得到像点第一投影长度,计算公式如下述公式(26)。
示例性的,根据T′2点的坐标(x′t2,y′t2)得到像点第二投影长度,计算公式如下述公式(27)。
其中,像点第三投影长度和像点第四投影长度也由上述公式得到,在此不作赘述。
S920:根据第一投影角度、第二投影角度、物距、第一像点投影长度组和第二像点投影长度组,确定第一物点的第一物点投影长度组以及第二物点的第二物点投影长度组。
在本实施例一实施方案中,根据第一投影角度、第二投影角度、物距和第一像点投影长度组,确定第一物点的第一物点投影长度组,并根据第一投影角度、第二投影角度、物距和第二像点投影长度组,确定第二物点的第二物点投影长度组。第一物点投影长度组包括物点第一投影长度和物点第二投影长度,物点第一投影长度为第一物点在第一预设直线上的垂直投影到标识中心的距离,物点第二投影长度为第一物点在第二预设直线上的垂直投影到标识中心的距离,第二物点投影长度组包括物点第三投影长度和物点第四投影长度,物点第三投影长度为第二物点在第一预设直线上的垂直投影到标识中心的距离,物点第四投影长度为第二物点在第二预设直线上的垂直投影到标识中心的距离。
可选的,根据第一像点对应的垂直投影位于虚拟直线上的位置、第二投影角度、物距和第一像点投影长度组,确定第一物点投影长度组;根据第二像点对应的垂直投影位于虚拟直线上的位置、第一投影角度、物距和第二像点投影长度组,确定第二物点投影长度组。具体的,在目标图像中第一定位标识与第三定位标识之间的连线为第一对角线,第二定位标识与第四定位标识之间的连线为第二对角线,第一对角线和第二对角线均被标识成像中心分为第一半轴和第二半轴。
示例性的,参见图8,在目标图像621中,第一定位标识P′1与第三定位标识P′3之间的连线为第一对角线,第二定位标识P′2与第四定位标识P′4之间的连线为第二对角线,第一对角线中的第一半轴和第二半轴可以是C′P′1和C′P′3,第二对角线中的第一半轴和第二半轴可以是C′P′2和C′P′4。
可选的,第一物点的第一物点投影长度组或第二物点的第二物点投影长度组的计算方式具体包括如下步骤:
S921:当第一像点或第二像点在第一虚拟直线上的垂直投影,位于第一对角线的第一半轴和第二半轴中的较短半轴时,采用如下公式(28)确定物点第一投影长度或物点第三投影长度:
可理解的,较短半轴和较长半轴的确定是通过第一半轴与第二半轴具体包括的像点之间的距离确定的,其中,|CT1|为实际空间内物点T到标识平面中的第一虚拟直线P1P3投影的坐标点到标识中心的距离。
示例性的,参见图8,像点T′与像点投影点T′1的连线垂直于第一虚拟直线C′P′3P′1,像点投影点T′1为像点T′在第一虚拟直线上的垂直投影点,第一对角线中的第一半轴与第二半轴C′P′1与C′P′3相比较,C′P′1可以确定为较短半轴,同理,第二对角线中的第一半轴与第二半轴中C′P′2和C′P′4相比较,C′P′2为较短半轴。
S922:当第一像点或第二像点在第一虚拟直线上的垂直投影,位于第一对角线的第一半轴和第二半轴中的较长半轴时,采用如下公式(29)确定物点第一投影长度或物点第三投影长度:
示例性的,图8中T′1落在第一对角线的较长半轴中。
S923:当第一像点或第二像点在第二虚拟直线上的垂直投影,位于第二对角线的第一半轴和第二半轴中的较短半轴时,采用如下公式(30)确定物点第二投影长度或物点第四投影长度:
示例性的,参见图8,像点T′与像点投影点T′2的连线垂直于第二虚拟直线C′P′3P′1,像点投影点T′2为像点T′在第二虚拟直线上的垂直投影点,第一对角线中的第一半轴与第二半轴C′P′1与C′P′3相比较,C′P′1可以确定为较短半轴,同理,第二对角线中的第一半轴与第二半轴中C′P′2和C′P′4相比较,C′P′2为较短半轴。
S924:当第一像点或第二像点在第二虚拟直线上的垂直投影,位于第二对角线的第一半轴和第二半轴中的较长半轴时,采用如下公式(31)确定物点第二投影长度或物点第四投影长度:
其中,|CT1|表示物点第一投影长度或者物点第三投影长度,|C'T1'|表示物点第一投影长度对应的像点第一投影长度或者物点第三投影长度对应的像点第三投影长度,|CT2|表示物点第二投影长度或者物点第四投影长度,|C'T2'2|表示物点第二投影长度对应的像点第二投影长度或者物点第四投影长度对应的像点第四投影长度,D表示物距,f表示摄像头的焦距,β表示第二投影角度,α表示第一投影角度。
示例性的,图8中T′2落在第二对角线的较长半轴中。
S930:根据第一物点投影长度组,确定第一物点的位置,并根据第二物点投影长度组,确定第二物点的位置。
可选的,确定第一物点的位置和第二物点的位置具体包括如下步骤:
可理解的,在上述S920的基础上,采用如下公式(32)确定第一物点的横坐标以及纵坐标。
其中,(xt,yt)为实际空间中物点T对应的坐标。
可理解的,第二像点对应的物点的横纵坐标均可通过上述公式(32)确定。
本公开实施例提供的一种基于图像的测距方法,通过确定目标图像中第一像点与第二像点对应的投影长度组,进一步确定实际空间中第一物点与第二物点对应的投影长度组,进而得到第一物点与第二物点的位置,根据第一物点与第二物点的坐标点得到两个物点之间的距离,通过在计算目标图像中像点的投影坐标,能够根据目标图像中的像素点信息确定实际空间中物点的距离,且计算得到的物点之间的距离信息准确,对于实际空间中的任意物点之间的距离均可直接采用上述公式直接计算,计算速度较快。
在一个实施例中,提供了一种基于图像的测距装置,测距装置1000包括:
图像获取模块1100,配置成获取摄像头采集的包含四个定位标识的目标图像,其中,四个定位标识在物空间中位于标识平面,且依次等间距并环绕排列;
第一位置确定模块1200,配置成确定四个定位标识在目标图像中的第一位置;
第二位置确定模块1300,配置成获取目标图像中的第一像点和第二像点,并确定第一像点的第二位置和第二像点的第三位置,其中,第一像点为标识平面上第一物点的像点,第二像点为标识平面上第二物点的像点;
距离确定模块1400,配置成根据第一位置、第二位置和第三位置,确定第一物点与第二物点之间的距离。
可选的,距离确定模块1400具体配置成:根据第一位置,确定摄像头的像平面与标识平面的位置关系,其中,位置关系包括像平面与标识平面平行或相交;根据位置关系、第一位置、第二位置和第三位置,确定第一物点与第二物点之间的距离。
可选的,距离确定模块1400具体配置成:当由标识位置确定的第一组对边长度相等,且由标识位置确定的第二组对边长度相等时,像平面与标识平面平行;当由标识位置确定的第一组对边长度和第二组对边长度中的任一组对边长度不相等时,像平面与标识平面相交。
可选的,距离确定模块1400中具体配置成:当像平面与标识平面平行时,根据第一位置,确定四个定位标识中任意两个定位标识之间的成像距离;根据第二位置和第三位置,确定第一像点和第二像点之间的距离;根据任意两个定位标识之间的成像距离和第一像点和第二像点之间的距离,并结合成像原理,确定第一物点与第二物点之间的距离。
可选的,第一物点与第二物点之间的距离所满足的关系式包含:任意两个定位标识的实际距离和任意两个定位标识之间的成像距离的比值,与第一像点和第二像点之间的距离的乘积。
可选的,距离确定模块1400具体配置成:当像平面与标识平面相交时,根据第一位置,确定第一投影角度和第二投影角度,其中,标识平面绕第一预设直线旋转第二投影角度,且绕第二预设直线旋转第一投影角度后,与像平面平行,第一预设直线经过物空间中的第一定位标识和第三定位标识,第二预设直线经过物空间中的第二定位标识和第四定位标识;根据第一位置和第一投影角度,确定物距;或者,根据第一位置和第二投影角度,确定物距;根据第一位置、第二位置、第三位置、第一投影角度、第二投影角度和物距,确定第一物点的位置和第二物点的位置;根据第一物点的位置和第二物点的位置,确定第一物点与第二物点之间的距离。
可选的,距离确定模块1400具体配置成:根据第一位置,确定目标图像中的第一定位标识、第二定位标识、第三定位标识和第四定位标识分别到标识成像中心的第一距离、第二距离、第三距离和第四距离;根据第二距离和第四距离,确定第一投影角度;根据第一距离和第三距离,确定第二投影角度。
可选的,距离确定模块1400具体配置成:根据第二距离、第四距离和包含第一投影角度的余弦值,确定物距;或者,根据第一距离、第三距离和包含第二投影角度的余弦值,确定物距。
可选的,距离确定模块1400具体配置成:根据第一位置、第二位置和第三位置,确定第一像点的第一像点投影长度组以及第二像点的第二像点投影长度组,其中,第一像点投影长度组和第二像点投影长度组均包括对应的像点分别到第一虚拟直线和第二虚拟直线的距离第一虚拟直线经过目标图像中的第一定位标识和第三定位标识,第二虚拟直线经过目标图像中的第二定位标识和第四定位标识;根据第一投影角度、第二投影角度、物距、第一像点投影长度组和第二像点投影长度组,确定第一物点的第一物点投影长度组以及第二物点的第二物点投影长度组,其中,第一物点投影长度组和第二物点投影长度组均包括对应的物点分别到第一预设直线和第二预设直线的距离;根据第一物点投影长度组,确定第一物点的位置,并根据第二物点投影长度组,确定第二物点的位置。
可选的,距离确定模块1400具体配置成:根据第一位置,确定标识成像中心的位置;根据第二位置和第三位置,分别确定对应的像点到第一虚拟直线以及第二虚拟直线的垂直投影;根据垂直投影到标识成像中心的距离,确定第一像点投影长度组和第二像点投影长度组。
可选的,距离确定模块1400中在目标图像中第一定位标识与第三定位标识之间的连线为第一对角线,第二定位标识与第四定位标识之间的连线为第二对角线,第一对角线具体配置成:根据第一像点对应的垂直投影位于虚拟直线上的位置、第二投影角度、物距和第一像点投影长度组,确定第一物点投影长度组;根据第二像点对应的垂直投影位于虚拟直线上的位置、第一投影角度、物距和第二像点投影长度组,确定第二物点投影长度组。
可选的,距离确定模块1400中根据第一物点投影长度组,确定第一物点的位置,并根据第二物点投影长度组,确定第二物点的位置,具体配置成:由物点第一投影长度与物点第二投影长度之差的确定第一物点的横坐标,并由物点第一投影长度与物点第二投影长度之和的/>确定第一物点的纵坐标;由物点第三投影长度与物点第四投影长度之差的确定第二物点的横坐标,并由物点第三投影长度与物点第四投影长度之和的/>确定第二物点的纵坐标。
图10所示实施例的基于图像的测距装置可用于执行上述方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
在一个实施例中,提供了一种电子设备,该电子设备可以是终端,其内部结构图可以如图11所示。该电子设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中,该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***和计算机可读指令。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机可读指令的运行提供环境。该电子设备的通信接口配置成与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可通过WIFI、运营商网络、近场通信(NFC)或其他技术实现。该计算机可读指令被处理器执行时以实现一种方法。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图11中示出的结构,仅仅是与本公开方案相关的部分结构的框图,并不构成对本公开方案所应用于其上的电子设备的限定,具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,本公开提供的基于图像的测距装置可以实现为一种计算机可读指令的形式,计算机可读指令可在如图11所示的电子设备上运行。电子设备的存储器中可存储组成该基于图像的测距装置的各个程序模块,比如,图10所示的图像获取模块1100、第一位置确定模块1200、第二位置确定模块1300和距离确定模块1400。各个程序模块构成的计算机可读指令使得处理器执行本说明书中描述的本公开各个实施例的基于图像的测距方法中的步骤。
例如,图11所示的电子设备可以通过如图8所示的装置中的图像获取模块1100执行步骤S410。电子设备可通过第一位置确定模块1200执行步骤S420。电子设备可通过第二位置确定模块1300执行步骤S430。电子设备可通过距离确定模块1400执行步骤S440。
一个实施例中,提供了一种电子设备,包括存储器和一个或多个处理器,该存储器存储有计算机可读指令,该一个或多个处理器执行计算机可读指令时实现以下步骤:获取摄像头采集的包含四个定位标识的目标图像,其中,四个定位标识在物空间中位于标识平面,且依次等间距并环绕排列;确定四个定位标识在目标图像中的第一位置;获取目标图像中的第一像点和第二像点,并确定第一像点的第二位置和第二像点的第三位置,其中,第一像点为标识平面上第一物点的像点,第二像点为标识平面上第二物点的像点;根据第一位置、第二位置和第三位置,确定第一物点与第二物点之间的距离。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成的,计算机可读指令可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机可读指令在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本公开所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)和动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本公开的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本公开构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本公开的保护范围。因此,本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。
工业实用性
本公开提供的基于图像的测距方法,通过获取包括定位标识的目标图像,能够确定物空间中标识平面内任意两个物点之间的距离,不需要提前确定图像像素和实际平面上尺寸的固定比例,使得适用于成像面与实际平面相交的情况等多种应用场景,减少了应用的局限性,具有很强的工业实用性。
Claims (16)
1.一种基于图像的测距方法,其特征在于,包括:
获取摄像头采集的包含四个定位标识的目标图像,其中,所述四个定位标识在物空间中位于标识平面,且依次等间距并环绕排列;所述四个定位标识在排列方向上依次包括第一定位标识、第二定位标识、第三定位标识和第四定位标识;确定所述四个定位标识在所述目标图像中的第一位置;
获取所述目标图像中的第一像点和第二像点,并确定所述第一像点的第二位置和所述第二像点的第三位置,其中,所述第一像点为所述标识平面上第一物点的像点,所述第二像点为所述标识平面上第二物点的像点;
根据所述第一位置,确定所述摄像头的像平面与所述标识平面的位置关系,其中,所述位置关系包括所述像平面与所述标识平面平行或相交;
根据所述位置关系、所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置,确定所述第一物点与所述第二物点之间的距离;
所述根据所述位置关系、所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置,确定所述第一物点与所述第二物点之间的距离,包括:
当所述像平面与所述标识平面相交时,根据所述第一位置,确定第一投影角度和第二投影角度,所述标识平面绕第一预设直线旋转所述第二投影角度,且绕第二预设直线旋转所述第一投影角度后,与所述像平面平行,所述第一预设直线经过物空间中的所述第一定位标识和所述第三定位标识,所述第二预设直线经过所述物空间中的所述第二定位标识和所述第四定位标识;
根据所述第一位置和所述第一投影角度,确定物距;或者,根据所述第一位置和所述第二投影角度,确定物距;
根据所述第一位置、所述第二位置、所述第三位置、所述第一投影角度、所述第二投影角度和所述物距,确定所述第一物点的位置和所述第二物点的位置;
根据所述第一物点的位置和所述第二物点的位置,确定所述第一物点与所述第二物点之间的距离。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一位置,确定所述摄像头的像平面与所述标识平面的位置关系,包括:
当由所述标识平面的位置确定的第一组对边长度相等,且由所述标识平面的位置确定的第二组对边长度相等时,所述像平面与所述标识平面平行;
当由所述标识平面的位置确定的第一组对边长度和第二组对边长度中的任一组对边长度不相等时,所述像平面与所述标识平面相交。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据所述位置关系、所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置,确定所述第一物点与所述第二物点之间的距离,包括:
当所述像平面与所述标识平面平行时,根据所述第一位置,确定所述四个定位标识中任意两个定位标识之间的成像距离;
根据所述第二位置和所述第三位置,确定所述第一像点和所述第二像点之间的距离;
根据所述任意两个定位标识之间的成像距离和所述第一像点和所述第二像点之间的距离,并结合成像原理,确定所述第一物点与所述第二物点之间的距离。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一物点与所述第二物点之间的距离所满足的关系式包含:所述任意两个定位标识的实际距离和所述任意两个定位标识之间的成像距离的比值,与所述第一像点和所述第二像点之间的距离的乘积。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一位置,确定第一投影角度和第二投影角度,包括:
根据所述第一位置,确定所述目标图像中的所述第一定位标识、所述第二定位标识、所述第三定位标识和所述第四定位标识分别到标识成像中心的第一距离、第二距离、第三距离和第四距离;
根据所述第二距离和所述第四距离,确定所述第一投影角度;
根据所述第一距离和所述第三距离,确定所述第二投影角度。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据所述第一位置和所述第一投影角度,确定物距,包括:
根据所述第二距离、所述第四距离和包含所述第一投影角度的余弦值,确定所述物距;
根据所述第一位置和所述第二投影角度,确定物距,包括:
根据所述第一距离、所述第三距离和包含所述第二投影角度的余弦值,确定所述物距。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一位置、所述第二位置、所述第三位置、所述第一投影角度、所述第二投影角度和所述物距,确定所述第一物点的位置和所述第二物点的位置,包括:
根据所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置,确定所述第一像点的第一像点投影长度组以及所述第二像点的第二像点投影长度组,其中,所述第一像点投影长度组和所述第二像点投影长度组均包括对应的像点分别到第一虚拟直线和第二虚拟直线的距离所述第一虚拟直线经过所述目标图像中的所述第一定位标识和所述第三定位标识,所述第二虚拟直线经过所述目标图像中的所述第二定位标识和所述第四定位标识;
根据所述第一投影角度、所述第二投影角度、所述物距、 所述第一像点投影长度组和所述第二像点投影长度组,确定所述第一物点的第一物点投影长度组以及所述第二物点的第二物点投影长度组,其中,所述第一物点投影长度组和所述第二物点投影长度组均包括对应的物点分别到所述第一预设直线和所述第二预设直线的距离;
根据所述第一物点投影长度组,确定所述第一物点的位置,并根据所述第二物点投影长度组,确定所述第二物点的位置。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,根据所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置,确定所述第一像点的第一像点投影长度组以及所述第二像点的第二像点投影长度组,包括:
根据所述第一位置,确定标识成像中心的位置;
根据所述第二位置和所述第三位置,分别确定对应的像点到所述第一虚拟直线以及所述第二虚拟直线的垂直投影;
根据所述垂直投影到所述标识成像中心的距离,确定所述第一像点投影长度组和所述第二像点投影长度组。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,根据所述第一投影角度、所述第二投影角度、所述物距、 所述第一像点投影长度组和所述第二像点投影长度组,确定所述第一物点的第一物点投影长度组以及所述第二物点的第二物点投影长度组,包括:
根据所述第一像点对应的垂直投影位于虚拟直线上的位置、 所述第二投影角度、所述物距和所述第一像点投影长度组,确定所述第一物点投影长度组;
根据所述第二像点对应的垂直投影位于虚拟直线上的位置、 所述第一投影角度、所述物距和所述第二像点投影长度组,确定所述第二物点投影长度组。
11.一种基于图像的测距装置,其特征在于,包括:
图像获取模块,配置成获取摄像头采集的包含四个定位标识的目标图像,其中,所述四个定位标识在物空间中位于标识平面,且依次等间距并环绕排列;所述四个定位标识在排列方向上依次包括第一定位标识、第二定位标识、第三定位标识和第四定位标识;
第一位置确定模块,配置成确定所述四个定位标识在所述目标图像中的第一位置;
第二位置确定模块,配置成获取所述目标图像中的第一像点和第二像点,并确定所述第一像点的第二位置和所述第二像点的第三位置,其中,所述第一像点为所述标识平面上第一物点的像点,所述第二像点为所述标识平面上第二物点的像点;
距离确定模块,配置成根据所述第一位置,确定所述摄像头的像平面与所述标识平面的位置关系,其中,所述位置关系包括所述像平面与所述标识平面平行或相交;根据所述位置关系、所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置,确定所述第一物点与所述第二物点之间的距离;
所述距离确定模块,具体配置成当所述像平面与所述标识平面相交时,根据所述第一位置,确定第一投影角度和第二投影角度,其中,所述标识平面绕第一预设直线旋转所述第二投影角度,且绕第二预设直线旋转所述第一投影角度后,与所述像平面平行,所述第一预设直线经过物空间中的所述第一定位标识和所述第三定位标识,所述第二预设直线经过所述物空间中的所述第二定位标识和所述第四定位标识;根据所述第一位置和所述第一投影角度,确定物距;或者,根据所述第一位置和所述第二投影角度,确定物距;根据所述第一位置、所述第二位置、所述第三位置、所述第一投影角度、所述第二投影角度和所述物距,确定所述第一物点的位置和所述第二物点的位置;根据所述第一物点的位置和所述第二物点的位置,确定所述第一物点与所述第二物点之间的距离。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,
所述距离确定模块,具体配置成当由标识平面的位置确定的第一组对边长度相等,且由标识平面的位置确定的第二组对边长度相等时,像平面与标识平面平行;当由标识平面的位置确定的第一组对边长度和第二组对边长度中的任一组对边长度不相等时,像平面与标识平面相交。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,
所述距离确定模块,具体配置成当所述像平面与所述标识平面平行时,根据所述第一位置,确定所述四个定位标识中任意两个定位标识之间的成像距离;根据所述第二位置和所述第三位置,确定所述第一像点和所述第二像点之间的距离;根据所述任意两个定位标识之间的成像距离和所述第一像点和所述第二像点之间的距离,并结合成像原理,确定所述第一物点与所述第二物点之间的距离。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述第一物点与所述第二物点之间的距离所满足的关系式包含:所述任意两个定位标识的实际距离和所述任意两个定位标识之间的成像距离的比值,与所述第一像点和所述第二像点之间的距离的乘积。
15.一种电子设备,包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器存储有计算机可读指令,其特征在于,所述一个或多个处理器执行所述计算机可读指令时实现权利要求1至10中任一项所述方法的步骤。
16.一个或多个存储有计算机可读指令的非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机可读指令,其特征在于,所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述方法的步骤。
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