一种摄像机角度偏移条件下基于矩形图样的距离检测方法

摘要

本发明公开了一种摄像机角度偏移条件下基于矩形图样的距离检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1、初始化设备，从摄像机中采集标定图像；2、输入标定所需要的图像相关信息；3、建立世界坐标系O‑XYZ 4、构建图像坐标系；5、构建成像平面坐标系Q′Q′_xQ′_y；6、得到距离模型方程组；7、通过矩形图样边长和摄像机成像的几何关系求解未知数；8、根据距离模型方程组进行图像像素距离与实际道路距离之间的转换。本发明公开方法对任意偏移角度下拍摄的图像都可以进行标定，实现像素距离和实际距离的转换，并且具有较高的计算速度和精确度。

主权项

一种摄像机角度偏移条件下基于矩形图样的距离检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)初始化设备，从摄像机中采集标定图像；(2)输入标定所需要的图像相关信息，具体包括步骤201和202：(201)在采集到的标定图像中选取由车道标识线组成的矩形图样，其中两对边平行于道路前进方向，两对边垂直于道路前进方向，以左下顶点开始逆时针分别设为A、B、C、D，并保存这四个顶点在标定图像上的坐标，分别为(A.x,A.y)、(B.x,B.y)、(C.x,C.y)、(D.x,D.y)；(202)输入所选取的矩形图样的AB边长度和AD长度，分别记为k₁和k₂，输入摄像机架设的高度，记为h；(3)建立世界坐标系O‑XYZ，其中原点O为摄像机的光心O₀到道路的投影点，X轴方向为道路平面上垂直于道路进行方向的方向，Y轴方向为道路平面上平行于道路前进方向的方向，Z轴为竖直于道路平面向上的方向；(4)构建图像坐标系O′UV，其中坐标原点为标定图像的左上角O′，U轴为图像上边线，V轴为图像左边线；(5)构建成像平面坐标系Q′Q′_xQ′_y，其中坐标原点为标定图像的中心Q′，Q_x′轴为图像中心Q′与X轴方向上的消失点Q′_x的连线，Q′_y轴为图像中心Q′与Y轴方向上的消失点Q′_y的连线；(6)实际的道路距离和像素距离之间的关系为：l＝k_a+k_bp其中，l表示实际的道路距离，k_a和k_b表示未知的两个参数，p表示的是待求点与消失点像素距离的倒数；将步骤3、4、5所共同建立的三维坐标系分解为两个平面的二维标定模型，可列出距离模型方程组为：$\left\{\begin{array}{c}{l}_x=k_{11}+k_{12}{p}_1\\ l_y=k_{21}+k_{22}{p}_2\end{array}\right.$其中l_x表示X轴方向上的道路距离，l_y表示Y轴方向上的道路距离，p₁表示待求点与X轴方向上消失点像素距离的倒数，p₂表示待求点与Y轴方向上消失点像素距离的倒数，k₁₂、k₂₂、和k₂₁为未知参数；(7)通过矩形图样边长求解k₁₂和k₂₂；(8)通过摄像机成像的几何关系求解k₁₁和k₂₁；(9)根据距离模型方程组进行图像像素距离与实际道路距离之间的转换。