一种基于运动轨迹的单目测距方法与流程

本发明涉及测距方法，特别涉及一种基于运动轨迹的单目测距方法。

背景技术：

为了解决目前在无人飞机等领域所用到的单目测距痛点，且传统的测距方法受环境影响较大，同时结构算法复杂。而本发明使得在单目测距领域的很多产品使用更加简单，并且提高测距的精确度，使得已知运动轨迹的测距过程更加简化。

现今的测距技术应用于各行各业，目前传统的测距方法有激光雷达相位测距，是利用电磁波探测目标位置，原理是激光雷达工作时，发射机向空间发射一串重复周期一定的高频窄脉冲。如果在电磁波传播的途径上有目标存在，那么激光雷达就可以接收到由目标反射回来的回波由于回波信号往返于雷达与目标之间，它将滞后于发射脉冲一个时间。

我们知道电磁波的能量是以光速传播的，设目标的距离为R，则传播的距离等于光速乘上时间间隔，即：2R＝ct或R＝ct/2。式中，R为目标到激光雷达的单程距离，单位为m；t:为电磁波往返于目标与雷达之间的时间间隔，单位为s；c为在空气中传播的速度，约为：c＝3.0x108m/s，由于电磁波传播的速度很快，激光雷达技术常用的时间单位为μs，回波脉冲滞后于发射脉冲为一个微秒时，所对应的目标距离R为R＝ct/2＝150m。能测量目标距离是激光雷达的一个突出优点，测量的精度和分辨率与发射信号带宽(或处理后的脉冲宽度)有关。脉冲越窄，性能越好。缺点是，1、激光受大气及气象影响大；2、激光束窄，难以搜索和捕获。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种简单可靠的基于运动轨迹的单目测距方法。

本发明中的一种基于运动轨迹的单目测距方法，包括以下步骤：

S1：设定被测点为C，第一测量点为A，第二测量点为B；

S2：测量第一测量点和第二测量点之间的距离为AB；

S3：设定第一测量点与被测点之间的距离为m，夹角BAC为α，夹角CBA为β；

S4：根据上述数据和夹角，计算所述第一测量点与被测点之间的距离m。

上述方案中，利用下述公式计算所述第一测量点与被测点之间的距离：

m＝(-ABcosα)/(ksin(α+β-90)-1)；

其中k为缩放数，表示第一测量点和第二测量点分别所看到的被测点物体图像的大小比例。

上述方案中，所述方法依靠测距仪完成。

上述方案中，所述测距仪具有定位功能。

上述方案中，所述测距仪为可移动的测距仪，所述测距仪带有摄像头。

上述方案中，所述测距仪可以得到不同测量点之间的距离。

本发明的优点和有益效果在于：本发明提供一种简单可靠的基于运动轨迹的单目测距方法。与现有激光测距方法相比，本发明公开的基于运动轨迹的单目测距方法优点是：

1、通过运动轨迹的测距方法相比激光测距方法，不受大气及气象等环境因素的影响；

2、通过运动轨迹的测距方法相比激光测距方法，容易搜索和捕获被测物目标。

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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于运动轨迹测距的空间三角形结构示意图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1、图2所示，本发明是一种基于运动轨迹的单目测距方法，包括以下步骤：

S1：设定被测点为C，第一测量点为A，第二测量点为B；

S2：测量第一测量点和第二测量点之间的距离为AB；

S3：设定第一测量点与被测点之间的距离为m，夹角BAC为α，夹角CBA为β；

S4：根据上述数据和夹角，计算所述第一测量点与被测点之间的距离m。

以上方案中，利用下述公式计算第一测量点与被测点之间的距离：

m＝(-ABcosα)/(ksin(α+β-90)-1)；

其中k为缩放数，表示第一测量点和第二测量点分别所看到的被测点物体图像的大小比例。

以上方法依靠测距仪完成，测距仪具有定位功能。测距仪为带有摄像头的可移动的测距仪，测距仪可以得到不同测量点之间的距离，测距器也可以测算出两个所述测量点拍摄的图形大小的比值系数。

公式证明如下：第一测量点A、第二测量点B为测距器的2个测量点，C点为被测点，D为A、B、C点所组成的空间三角形的原点。已知量有AB长，∠α＝∠BAC、∠β＝∠CBA、∠γ＝∠CBE(根据测距器的运动轨迹得出角度)，缩放数k(A点B点分别所看到的被测物图像的大小比例)，AC≠BC，根据公式能够求出AC及BC的长度(C为被测物)：

设AC长m，则BC＝km BE⊥AC(E为垂直点)

∴AE＝ABcosα，CE＝m-ABcosα

∵∠γ＝∠β-(90-∠α)＝∠α+∠β-90

∴kmsin(α+β-90)＝m-ABcosα

∴m＝(-ABcosα)/(ksin(α+β-90)-1)

与现有激光测距方法相比，本发明公开的基于运动轨迹的单目测距方法优点是：

1、通过运动轨迹的测距方法相比激光测距方法，不受大气及气象等环境因素的影响；

2、通过运动轨迹的测距方法相比激光测距方法，容易搜索和捕获被测物目标。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。