專利名稱：一種基于圖像拍攝的距離標(biāo)定和測量方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機視覺識別領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于圖像拍攝的距離標(biāo)定和測量方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在需要進行距離測量的場合，例如跳遠比賽和考核過程中，大多使用軟尺測量所跳距離，此種方法操作起來費事費力。另一種方式是使用例如跳遠測量墊進行測量，該設(shè)備體積較大，操作不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有距離測量方法不夠簡便的缺陷，提供一種基于圖像拍攝的距離標(biāo)定和測量方法及系統(tǒng)。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種基于圖像拍攝的距離標(biāo)定方法，包括以下步驟將攝像頭裝置設(shè)置于真實待測區(qū)域一側(cè)，拍攝標(biāo)定物在所述真實待測區(qū)域的不同標(biāo)定位置坐標(biāo)的圖像；從所述拍攝的圖像中分割出所述標(biāo)定物的輪廓，記錄下所述圖像中所述標(biāo)定物的位置坐標(biāo)對應(yīng)的所述真實待測區(qū)域的標(biāo)定位置坐標(biāo)，并計算出對應(yīng)關(guān)系。在根據(jù)本發(fā)明所述的基于圖像拍攝的距離標(biāo)定方法中，所述攝像頭裝置同時采用深度攝像頭和可見光攝像頭，分別拍攝深度圖像和可見光圖像，在提取所述標(biāo)定物的輪廓時首先在所述深度圖像中初步確定所述標(biāo)定物位置坐標(biāo)，將其作為所述可見光圖像中搜索所述標(biāo)定物的輪廓的初始值，在所述可見光圖像中分割出所述標(biāo)定物的輪廓。在根據(jù)本發(fā)明所述的基于圖像拍攝的距離標(biāo)定方法中，所述的標(biāo)定位置為所述真實待測區(qū)域被分成多個子區(qū)域的區(qū)域邊界點；計算所述拍攝的圖像中位置坐標(biāo)與真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系為每個所述子區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系。在根據(jù)本發(fā)明所述的基于圖像拍攝的距離標(biāo)定方法中，所述的標(biāo)定位置為將所述真實待測區(qū)域在長度方向上分成多個方形子區(qū)域Vg- φη4，則設(shè)每個所述方形子區(qū)域φ11-1的左上邊界點為(An-1, H),左下邊界點為(Bn-1,0),右上邊界點為(An, H),右下邊界點為(Bn,O)；計算每個所述子區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系的具體過程包括記錄下圖像中所述標(biāo)定物的位置坐標(biāo)(Xan，Yan)對應(yīng)的所述真實待測區(qū)域的標(biāo)定位置坐標(biāo)(An，H)，圖像中所述標(biāo)定物的位置坐標(biāo)(Xbn，Ybn)對應(yīng)的所述真實待測區(qū)域的標(biāo)定位置坐標(biāo)(Bn，O)，并設(shè)圖像中所述標(biāo)定物的位置坐標(biāo)的齊次坐標(biāo)為X = (X1, x2, X3)τ，所述真實待測區(qū)域的標(biāo)定位置坐標(biāo)的齊次坐標(biāo)為 Y = (υι y2，y3)T ；則射影公式為
權(quán)利要求
1.一種基于圖像拍攝的距離標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下步驟 將攝像頭裝置設(shè)置于真實待測區(qū)域一側(cè)，拍攝標(biāo)定物在所述真實待測區(qū)域的不同標(biāo)定位置坐標(biāo)的圖像； 從所述拍攝的圖像中分割出所述標(biāo)定物的輪廓，記錄下所述圖像中所述標(biāo)定物的位置坐標(biāo)對應(yīng)的所述真實待測區(qū)域的標(biāo)定位置坐標(biāo)，并計算出對應(yīng)關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于圖像拍攝的距離標(biāo)定方法，其特征在于，所述攝像頭裝置同時采用深度攝像頭和可見光攝像頭，分別拍攝深度圖像和可見光圖像，在提取所述標(biāo)定物的輪廓時首先在所述深度圖像中初步確定所述標(biāo)定物位置坐標(biāo)，將其作為所述可見光圖像中搜索所述標(biāo)定物的輪廓的初始值，在所述可見光圖像中分割出所述標(biāo)定物的輪廓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于圖像拍攝的距離標(biāo)定方法，其特征在于，所述的標(biāo)定位置為所述真實待測區(qū)域被分成多個子區(qū)域的區(qū)域邊界點；計算所述拍攝的圖像中位置坐標(biāo)與真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系為每個所述子區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于圖像拍攝的距離標(biāo)定方法，其特征在于，所述的標(biāo)定位置為將所述真實待測區(qū)域在長度方向上分成多個方形子區(qū)域
5.一種基于圖像拍攝的距離測量方法，其特征在于，包括以下步驟 拍攝步驟，拍攝目標(biāo)對象在真實待測區(qū)域移動的過程圖像； 提取步驟，從拍攝的所述過程圖像中提取所述目標(biāo)對象移動的起始幀和結(jié)束幀； 測量步驟，在所述目標(biāo)對象移動的起始幀和結(jié)束幀中分割出所述目標(biāo)對象的輪廓，并獲取所述起始幀和結(jié)束幀中所述目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)，基于預(yù)先通過標(biāo)定獲取的攝像頭裝置拍攝的圖像中位置坐標(biāo)與所述真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，分別計算出相應(yīng)的真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)，并基于兩者真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)計算出移動距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于圖像拍攝的距離測量方法，其特征在于，所述攝像頭裝置同時采用深度攝像頭和可見光攝像頭，分別拍攝深度圖像和可見光圖像，在提取所述目標(biāo)對象輪廓時首先在所述深度圖像中初步確定所述目標(biāo)對象位置坐標(biāo)，將其作為所述可見光圖像中搜索所述目標(biāo)對象的輪廓的初始值，在所述可見光圖像中分割出所述目標(biāo)對象的輪廓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于圖像拍攝的距離測量方法，其特征在于，所述測量步驟中 設(shè)獲取的所述起始幀中目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)S = (Sx, Sy)和所述結(jié)束幀中目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)E = (Ex，Ey)，首先計算出所述起始幀中目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)所屬的第a個方形子區(qū)域P ，所述結(jié)束幀中目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)所屬的第b個方形子區(qū)域爐6-1，利用映射矩陣？ 分別計算出相應(yīng)的真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)RS = Pa*S, Re = Pb*E ； 基于Rs與Re計算移動距離1^。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于圖像拍攝的距離測量方法，其特征在于，當(dāng)對立定跳遠的進行測距時，所述目標(biāo)對象為腳部，所述提取步驟中 從所述過程圖像的每幀圖像中分離出腳部信息，并基于每幀圖像的腳部信息獲取當(dāng)前幀的腳部移動距離，判斷腳部移動距離超過預(yù)設(shè)的起跳距離閾值則提取前一幀圖像作為所述起始幀；判斷腳部移動距離低于預(yù)設(shè)的落地距離閾值時且當(dāng)前幀的移動距離大于跳躍閾值時則提取當(dāng)前幀圖像作為所述結(jié)束幀。
9.一種基于圖像拍攝的距離測量系統(tǒng)，其特征在于，包括 標(biāo)定單元，用于預(yù)先通過標(biāo)定獲取攝像頭裝置拍攝的圖像中位置坐標(biāo)與真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系； 測量單元，用于通過攝像頭裝置拍攝目標(biāo)對象在所述真實待測區(qū)域移動的過程圖像；從所述攝像頭裝置拍攝的目標(biāo)對象在所述真實待測區(qū)域移動的過程圖像中提取目標(biāo)對象移動的起始幀和結(jié)束幀；并在所述目標(biāo)對象移動的起始幀和結(jié)束幀中分割出所述目標(biāo)對象的輪廓，并獲取所述起始幀和結(jié)束幀中所述目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)，基于所述標(biāo)定單元預(yù)先標(biāo)定得到的所述對應(yīng)關(guān)系分別計算出相應(yīng)的真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)，并基于兩者真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)計算出移動距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于圖像拍攝的距離測量系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)定單元將攝像頭裝置設(shè)置于所述真實待測區(qū)域一側(cè)，拍攝標(biāo)定物在所述真實待測區(qū)域的不同標(biāo)定位置坐標(biāo)的圖像；并從所述拍攝的圖像中分割出所述標(biāo)定物的輪廓，記錄下所述圖像中所述標(biāo)定物的位置坐標(biāo)對應(yīng)的所述真實待測區(qū)域的標(biāo)定位置坐標(biāo)，并計算出對應(yīng)關(guān)系。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基于圖像拍攝的距離測量系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像頭裝置采用深度攝像頭和可見光攝像頭，分別拍攝深度圖像和可見光圖像，所述標(biāo)定單元和測量單元在提取所述標(biāo)定物或所述目標(biāo)對象輪廓時首先在所述深度圖像中確定所述標(biāo)定物或所述目標(biāo)對象位置坐標(biāo)，將其作為所述可見光圖像中搜索所述標(biāo)定物或所述目標(biāo)對象輪廓的初始值，在可見光圖像中分隔出所述標(biāo)定物或所述目標(biāo)對象輪廓。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基于圖像拍攝的距離測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的標(biāo)定位置為所述真實待測區(qū)域被分成多個子區(qū)域的區(qū)域邊界點；所述標(biāo)定單元計算所述拍攝的圖像中位置坐標(biāo)與真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系為每個所述子區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于圖像拍攝的距離測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的標(biāo)定位置為將所述真實待測區(qū)域在長度方向上分成多個方形子區(qū)域(P0JPn'則設(shè)每個所述方形子區(qū)域擎n_1的左上邊界點為(An-1, H),左下邊界點為(Bn-1,0),右上邊界點為(An, H),右下邊界點為(Bn, 0)； 所述標(biāo)定單元計算每個所述子區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系的具體過程包括記錄下圖像中所述標(biāo)定物的位置坐標(biāo)(Xan，Yan)對應(yīng)的所述真實待測區(qū)域的標(biāo)定位置坐標(biāo)(An，H)，圖像中所述標(biāo)定物的位置坐標(biāo)(Xbn，Ybn)對應(yīng)的所述真實待測區(qū)域的標(biāo)定位置坐標(biāo)(Bn，0)，并設(shè)圖像中所述標(biāo)定物的位置坐標(biāo)的齊次坐標(biāo)為X = (Xl, x2, X3)T，所述真實待測區(qū)域的標(biāo)定位置坐標(biāo)的齊次坐標(biāo)為Y = (y1; y2, y3)T ； 則射影公式為
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基于圖像拍攝的距離測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測量單元獲取的所述起始幀中目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)為S = (Sx, Sy)和所述結(jié)束幀中目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)為E = (Ex，Ey)，所述測量單元首先計算出所述起始幀中目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)所屬的第a個方形子區(qū)域，所述結(jié)束幀中目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)所屬的第b個方形子區(qū)域/-1，利用映射矩陣Pn分別計算出相應(yīng)的真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)RS = Pa*S，Re = Pb*E ； 基于Rs與Re計算移動距離1^。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基于圖像拍攝的距離測量系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)對立定跳遠的進行測距時，所述目標(biāo)對象為腳部，所述測量單元從所述過程圖像的每幀圖像中分離出腳部信息，并基于每幀圖像的腳部信息獲取當(dāng)前幀的腳部移動距離，判斷腳部移動距離超過預(yù)設(shè)的起跳距離閾值則提取前一幀圖像作為所述起始幀；判斷腳部移動距離低于預(yù)設(shè)的落地距離閾值時且當(dāng)前幀的移動距離大于跳躍閾值時則提取當(dāng)前幀圖像作為所述結(jié)束幀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于圖像拍攝的距離標(biāo)定和測量方法及系統(tǒng)，預(yù)先通過標(biāo)定獲取攝像頭裝置拍攝的圖像中位置坐標(biāo)與真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系；拍攝目標(biāo)對象在所述真實待測區(qū)域移動的過程圖像；從拍攝的過程圖像中提取目標(biāo)對象移動的起始幀和結(jié)束幀；獲取起始幀和結(jié)束幀中目標(biāo)對象的位置坐標(biāo)，基于所述標(biāo)定得到的對應(yīng)關(guān)系分別計算出相應(yīng)的真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)，并基于兩者真實待測區(qū)域的位置坐標(biāo)計算出移動距離。本發(fā)明實現(xiàn)了基于視覺技術(shù)的距離的自動化測量，其操作簡單，測量結(jié)果準(zhǔn)確性高。
文檔編號G01C3/00GK102706319SQ20121019503
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者柳林祥 申請人:深圳泰山在線科技有限公司