一种测距方法及系统与流程

本发明公开了一种测距方法及系统，属于测距。

背景技术：

1、为了判断当前人或者物所处的位置信息，需要获取当前人或者物与特定物体之间的距离。现有技术中测量上述距离的方法主要有uwb测距方法、双目测距方法和rgbd测距方法。

2、uwb测距方法的原理是根据无线信号在设备之间的传输时间和光速计算出距离的，但是其不能同时兼顾成本与精度，成本较高；双目测距方法是利用两幅图像的视差计算出距离的，其虽然成本较低，但是误差较大；rgbd测距方法是根据rgb图和深度图确定的距离的，其同样存在误差较大的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，提供一种测距方法及系统，以解决现有技术中测距精度低、成本高的技术问题。

2、本发明的第一方面提供了一种测距方法，包括：

3、步骤1、获取测距图像；

4、步骤2、获取所述测距图像中的轮廓，根据所述轮廓确定多个定位点，得到定位点集群；

5、步骤3、根据所述定位点集群，确定所述测距图像中的二维码；

6、步骤4、根据所述二维码和相机的内参矩阵、畸变矩阵，确定所述二维码在相机坐标系下的三维坐标；

7、步骤5、将所述二维码的三维坐标转换至世界坐标系中，确定所述二维码至所述世界坐标系的原点所在xy轴组成的平面的垂直距离。

8、优选地，所述步骤2具体包括：

9、从所述测距图像的二值图像中获取双层轮廓；

10、确定所述双层轮廓中的内层轮廓；

11、获取所述内层轮廓的质心，将所述质心记为定位点，得到定位点集群。

12、优选地，所述步骤3具体包括：

13、从所述定位点集群中确定表征二维码的定位点；

14、获取所述二维码的定位点之间的二进制阵列；

15、根据所述二进制阵列，确定所述测距图像中的二维码。

16、优选地，从所述定位点集群中确定表征二维码的定位点，具体包括：

17、利用预设的矩形窗口沿所述定位点集群滑动，并判断每一次滑动后所述矩形窗口内包含的定位点是否为一个二维码的定位点；

18、如是，则排除所述二维码的定位点，继续滑动所述矩形窗口，直至定位点的数量小于预设值；

19、如否，则排除所述矩形窗口中的一个定位点，继续滑动所述矩形窗口，直至定位点的数量小于预设值。

20、优选地，判断每一次滑动后所述矩形窗口内包含的定位点是否为一个二维码的定位点，具体包括：

21、获取所述矩形窗口内定位点组成的两条直线之间的距离以及夹角；

22、计算所述距离以及夹角与二维码物理模型中的对应距离及夹角之间的差值，如差值小于预设差值阈值，则所述矩形窗口内包含的定位点为一个二维码的定位点。

23、优选地，根据所述二进制阵列，确定所述测距图像中的二维码，具体包括：

24、获取所述二进制阵列中方向描点的数量，判断所述数量与二维码物理模型中方向描点的数量是否相同，如相同，则对所述二进制阵列进行id识别，并基于所述二进制阵列中的校验码进行校验，如校验通过，则得到所述二维码物理模型在所述测距图像中的二维码。

25、优选地，在从所述定位点集群中确定表征二维码的定位点之后，还包括：

26、确定所述二维码的定位点之间的区域；

27、对所述区域进行透视变换及颜色调整；

28、相应的，获取所述二维码的定位点之间的二进制阵列，具体为：

29、获取经过透视变换及颜色调整后的所述二维码的定位点之间的二进制阵列。

30、优选地，所述步骤5具体包括：

31、根据外参矩阵，确定世界坐标系的原点在所述相机坐标系中的坐标；

32、在所述相机坐标系下，确定所述原点的坐标与所述二维码的三维坐标之间的距离；

33、将所述二维码的三维坐标转换为所述世界坐标系下的坐标，获取所述二维码至世界坐标系的原点所在xy轴组成的平面的垂直距离。

34、优选地，所述二维码包括位于四角的四个定位区域以及设置于所述四个定位区域之间的二进制阵列；

35、所述二进制阵列的一个边点为方向描点，且所述二进制阵列中包括校验码；

36、所述定位区域的内边界由圆弧和与所述圆弧的两个端点分别连接的两条直线构成；

37、所述定位区域的外边界为弧形边界，所述外边界与所述内边界组成封闭区域；

38、或者所述定位区域的内边界由圆弧构成；

39、所述定位区域的外边界为直角边，所述外边界与所述内边界组成封闭区域。

40、本发明的第二方面提供了一种测距系统，包括：

41、图像获取模块，所述图像获取模块用于获取测距图像；

42、集群确定模块，所述集群确定模块用于获取所述测距图像中的轮廓，根据所述轮廓确定多个定位点，得到定位点集群；

43、二维码确定模块，所述二维码确定模块用于根据所述定位点集群，确定所述测距图像中的二维码；

44、坐标确定模块，所述坐标确定模块用于根据所述二维码和相机的内参矩阵、畸变矩阵，确定所述二维码在相机坐标系下的三维坐标；

45、距离确定模块，所述距离确定模块用于将所述二维码的三维坐标转换至世界坐标系中，确定所述二维码至所述世界坐标系的原点所在xy轴组成的平面的垂直距离。

46、本发明的测距方法及系统，相较于现有技术，具有如下有益效果：

47、本发明的方法，利用二维码进行辅助测距，测距精度高，且方法简单，计算速度快，可适用范围广，例如，可将其应用于视力测距中，待测者手持二维码物理模型，相机设置于视标处，从而获取待测者距视标的距离；或者可将其应用于列车的定位系统中，将二维码作为距离标识，获取列车距二维码的距离，即可根据该距离及距离标识确定列车的位置。

48、本发明的特制二维码，即使其尺寸较小，也能够被精确识别，提高了识别的准确率。

49、本发明的系统，由于所使用的设备简单，因此测距成本较低，可以在成本低，技术风险低的情况下提供误差低的精准测距。

技术特征：

1.一种测距方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的测距方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

3.根据权利要求1所述的测距方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

4.根据权利要求3所述的测距方法，其特征在于，从所述定位点集群中确定表征二维码的定位点，具体包括：

5.根据权利要求4所述的测距方法，其特征在于，判断每一次滑动后所述矩形窗口内包含的定位点是否为一个二维码的定位点，具体包括：

6.根据权利要求3所述的测距方法，其特征在于，根据所述二进制阵列，确定所述测距图像中的二维码，具体包括：

7.根据权利要求3所述的测距方法，其特征在于，在从所述定位点集群中确定表征二维码的定位点之后，还包括：

8.根据权利要求1-7任一项所述的测距方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：

9.根据权利要求1所述的测距方法，其特征在于，所述二维码包括位于四角的四个定位区域以及设置于所述四个定位区域之间的二进制阵列；

10.一种测距系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种测距方法及系统，其中方法包括获取测距图像；获取测距图像中的轮廓，根据轮廓确定多个定位点，得到定位点集群；根据定位点集群，确定测距图像中的二维码；根据二维码和相机的内参矩阵、畸变矩阵，确定二维码在相机坐标系下的三维坐标；将二维码的三维坐标转换至世界坐标系中，确定二维码至世界坐标系的原点所在xy轴组成的平面的垂直距离。本发明的方法，利用二维码进行辅助测距，测距精度高，且方法简单，计算速度快，可适用范围广。本发明的系统，由于所使用的设备简单，因此测距成本较低，可以在成本低，技术风险低的情况下提供误差低的精准测距。

技术研发人员：何振兵,庄嘉良,郝霁,张昀
受保护的技术使用者：北京国科启明教育科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12