专利名称：一种基于图像拍摄的距离标定和测量方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机视觉识别领域，更具体地说，涉及一种基于图像拍摄的距离标定和测量方法及系统。
背景技术：
目前，在需要进行距离测量的场合，例如跳远比赛和考核过程中，大多使用软尺测量所跳距离，此种方法操作起来费事费力。另一种方式是使用例如跳远测量垫进行测量，该设备体积较大，操作不方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有距离测量方法不够简便的缺陷，提供一种基于图像拍摄的距离标定和测量方法及系统。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种基于图像拍摄的距离标定方法，包括以下步骤将摄像头装置设置于真实待测区域一侧，拍摄标定物在所述真实待测区域的不同标定位置坐标的图像；从所述拍摄的图像中分割出所述标定物的轮廓，记录下所述图像中所述标定物的位置坐标对应的所述真实待测区域的标定位置坐标，并计算出对应关系。在根据本发明所述的基于图像拍摄的距离标定方法中，所述摄像头装置同时采用深度摄像头和可见光摄像头，分别拍摄深度图像和可见光图像，在提取所述标定物的轮廓时首先在所述深度图像中初步确定所述标定物位置坐标，将其作为所述可见光图像中搜索所述标定物的轮廓的初始值，在所述可见光图像中分割出所述标定物的轮廓。在根据本发明所述的基于图像拍摄的距离标定方法中，所述的标定位置为所述真实待测区域被分成多个子区域的区域边界点；计算所述拍摄的图像中位置坐标与真实待测区域的位置坐标的对应关系为每个所述子区域的对应关系。在根据本发明所述的基于图像拍摄的距离标定方法中，所述的标定位置为将所述真实待测区域在长度方向上分成多个方形子区域Vg- φη4，则设每个所述方形子区域φ11-1的左上边界点为(An-1, H),左下边界点为(Bn-1,0),右上边界点为(An, H),右下边界点为(Bn,O)；计算每个所述子区域的对应关系的具体过程包括记录下图像中所述标定物的位置坐标(Xan，Yan)对应的所述真实待测区域的标定位置坐标(An，H)，图像中所述标定物的位置坐标(Xbn，Ybn)对应的所述真实待测区域的标定位置坐标(Bn，O)，并设图像中所述标定物的位置坐标的齐次坐标为X = (X1, x2, X3)τ，所述真实待测区域的标定位置坐标的齐次坐标为 Y = (υι y2，y3)T ；则射影公式为
权利要求
1.一种基于图像拍摄的距离标定方法，其特征在于，包括以下步骤 将摄像头装置设置于真实待测区域一侧，拍摄标定物在所述真实待测区域的不同标定位置坐标的图像； 从所述拍摄的图像中分割出所述标定物的轮廓，记录下所述图像中所述标定物的位置坐标对应的所述真实待测区域的标定位置坐标，并计算出对应关系。
2.根据权利要求I所述的基于图像拍摄的距离标定方法，其特征在于，所述摄像头装置同时采用深度摄像头和可见光摄像头，分别拍摄深度图像和可见光图像，在提取所述标定物的轮廓时首先在所述深度图像中初步确定所述标定物位置坐标，将其作为所述可见光图像中搜索所述标定物的轮廓的初始值，在所述可见光图像中分割出所述标定物的轮廓。
3.根据权利要求I所述的基于图像拍摄的距离标定方法，其特征在于，所述的标定位置为所述真实待测区域被分成多个子区域的区域边界点；计算所述拍摄的图像中位置坐标与真实待测区域的位置坐标的对应关系为每个所述子区域的对应关系。
4.根据权利要求3所述的基于图像拍摄的距离标定方法，其特征在于，所述的标定位置为将所述真实待测区域在长度方向上分成多个方形子区域
5.一种基于图像拍摄的距离测量方法，其特征在于，包括以下步骤 拍摄步骤，拍摄目标对象在真实待测区域移动的过程图像； 提取步骤，从拍摄的所述过程图像中提取所述目标对象移动的起始帧和结束帧； 测量步骤，在所述目标对象移动的起始帧和结束帧中分割出所述目标对象的轮廓，并获取所述起始帧和结束帧中所述目标对象的位置坐标，基于预先通过标定获取的摄像头装置拍摄的图像中位置坐标与所述真实待测区域的位置坐标的对应关系，分别计算出相应的真实待测区域的位置坐标，并基于两者真实待测区域的位置坐标计算出移动距离。
6.根据权利要求5所述的基于图像拍摄的距离测量方法，其特征在于，所述摄像头装置同时采用深度摄像头和可见光摄像头，分别拍摄深度图像和可见光图像，在提取所述目标对象轮廓时首先在所述深度图像中初步确定所述目标对象位置坐标，将其作为所述可见光图像中搜索所述目标对象的轮廓的初始值，在所述可见光图像中分割出所述目标对象的轮廓。
7.根据权利要求6所述的基于图像拍摄的距离测量方法，其特征在于，所述测量步骤中 设获取的所述起始帧中目标对象的位置坐标S = (Sx, Sy)和所述结束帧中目标对象的位置坐标E = (Ex，Ey)，首先计算出所述起始帧中目标对象的位置坐标所属的第a个方形子区域P ，所述结束帧中目标对象的位置坐标所属的第b个方形子区域炉6-1，利用映射矩阵？ 分别计算出相应的真实待测区域的位置坐标RS = Pa*S, Re = Pb*E ； 基于Rs与Re计算移动距离1^。
8.根据权利要求5所述的基于图像拍摄的距离测量方法，其特征在于，当对立定跳远的进行测距时，所述目标对象为脚部，所述提取步骤中 从所述过程图像的每帧图像中分离出脚部信息，并基于每帧图像的脚部信息获取当前帧的脚部移动距离，判断脚部移动距离超过预设的起跳距离阈值则提取前一帧图像作为所述起始帧；判断脚部移动距离低于预设的落地距离阈值时且当前帧的移动距离大于跳跃阈值时则提取当前帧图像作为所述结束帧。
9.一种基于图像拍摄的距离测量系统，其特征在于，包括 标定单元，用于预先通过标定获取摄像头装置拍摄的图像中位置坐标与真实待测区域的位置坐标的对应关系； 测量单元，用于通过摄像头装置拍摄目标对象在所述真实待测区域移动的过程图像；从所述摄像头装置拍摄的目标对象在所述真实待测区域移动的过程图像中提取目标对象移动的起始帧和结束帧；并在所述目标对象移动的起始帧和结束帧中分割出所述目标对象的轮廓，并获取所述起始帧和结束帧中所述目标对象的位置坐标，基于所述标定单元预先标定得到的所述对应关系分别计算出相应的真实待测区域的位置坐标，并基于两者真实待测区域的位置坐标计算出移动距离。
10.根据权利要求9所述的基于图像拍摄的距离测量系统，其特征在于，所述标定单元将摄像头装置设置于所述真实待测区域一侧，拍摄标定物在所述真实待测区域的不同标定位置坐标的图像；并从所述拍摄的图像中分割出所述标定物的轮廓，记录下所述图像中所述标定物的位置坐标对应的所述真实待测区域的标定位置坐标，并计算出对应关系。
11.根据权利要求10所述的基于图像拍摄的距离测量系统，其特征在于，所述摄像头装置采用深度摄像头和可见光摄像头，分别拍摄深度图像和可见光图像，所述标定单元和测量单元在提取所述标定物或所述目标对象轮廓时首先在所述深度图像中确定所述标定物或所述目标对象位置坐标，将其作为所述可见光图像中搜索所述标定物或所述目标对象轮廓的初始值，在可见光图像中分隔出所述标定物或所述目标对象轮廓。
12.根据权利要求10所述的基于图像拍摄的距离测量系统，其特征在于，所述的标定位置为所述真实待测区域被分成多个子区域的区域边界点；所述标定单元计算所述拍摄的图像中位置坐标与真实待测区域的位置坐标的对应关系为每个所述子区域的对应关系。
13.根据权利要求12所述的基于图像拍摄的距离测量系统，其特征在于，所述的标定位置为将所述真实待测区域在长度方向上分成多个方形子区域(P0JPn'则设每个所述方形子区域擎n_1的左上边界点为(An-1, H),左下边界点为(Bn-1,0),右上边界点为(An, H),右下边界点为(Bn, 0)； 所述标定单元计算每个所述子区域的对应关系的具体过程包括记录下图像中所述标定物的位置坐标(Xan，Yan)对应的所述真实待测区域的标定位置坐标(An，H)，图像中所述标定物的位置坐标(Xbn，Ybn)对应的所述真实待测区域的标定位置坐标(Bn，0)，并设图像中所述标定物的位置坐标的齐次坐标为X = (Xl, x2, X3)T，所述真实待测区域的标定位置坐标的齐次坐标为Y = (y1; y2, y3)T ； 则射影公式为
14.根据权利要求13所述的基于图像拍摄的距离测量系统，其特征在于，所述测量单元获取的所述起始帧中目标对象的位置坐标为S = (Sx, Sy)和所述结束帧中目标对象的位置坐标为E = (Ex，Ey)，所述测量单元首先计算出所述起始帧中目标对象的位置坐标所属的第a个方形子区域，所述结束帧中目标对象的位置坐标所属的第b个方形子区域/-1，利用映射矩阵Pn分别计算出相应的真实待测区域的位置坐标RS = Pa*S，Re = Pb*E ； 基于Rs与Re计算移动距离1^。
15.根据权利要求10所述的基于图像拍摄的距离测量系统，其特征在于，当对立定跳远的进行测距时，所述目标对象为脚部，所述测量单元从所述过程图像的每帧图像中分离出脚部信息，并基于每帧图像的脚部信息获取当前帧的脚部移动距离，判断脚部移动距离超过预设的起跳距离阈值则提取前一帧图像作为所述起始帧；判断脚部移动距离低于预设的落地距离阈值时且当前帧的移动距离大于跳跃阈值时则提取当前帧图像作为所述结束帧。
全文摘要
本发明涉及一种基于图像拍摄的距离标定和测量方法及系统，预先通过标定获取摄像头装置拍摄的图像中位置坐标与真实待测区域的位置坐标的对应关系；拍摄目标对象在所述真实待测区域移动的过程图像；从拍摄的过程图像中提取目标对象移动的起始帧和结束帧；获取起始帧和结束帧中目标对象的位置坐标，基于所述标定得到的对应关系分别计算出相应的真实待测区域的位置坐标，并基于两者真实待测区域的位置坐标计算出移动距离。本发明实现了基于视觉技术的距离的自动化测量，其操作简单，测量结果准确性高。
文档编号G01C3/00GK102706319SQ20121019503
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者柳林祥 申请人:深圳泰山在线科技有限公司