如何用攝像頭來測距剖析

1、如何用攝像頭來測距（opencv ）標(biāo)簽：imageconstantsstructdistancenull圖像處理2007-10-25 19:01 10455 人閱讀 評論（228）收藏 舉報 三分類：機(jī)器人與圖像處理（5） VC + +（ 9） |版權(quán)聲明：本文為博主原創(chuàng)文章，未經(jīng)博主允許不得轉(zhuǎn)載。如何用攝像頭來測距（opencv ）作者：郭世龍最近一直忙著找工作，blog都長草了，今天把以前作的一個東西放上來充充門面吧。記得在哪看到過老外做的這個東西，覺得很好玩，就自己也做了一個。在攝像頭下面固定一個激光筆，就構(gòu)成了這個簡易的測距裝置?？匆幌聢D吧。原理假設(shè)激光束是與攝像頭的光軸完全平行，激

2、光束的中心落點在在攝像頭的視域中是最亮的點。激光束照射到攝像頭視域中的跟蹤目標(biāo)上，那么攝像頭可以捕捉到這個點，通過簡單的圖像處理的方法，可以在這偵圖像中找到激光束照射形成的最亮點，同時可以計算出Y軸上方向上從落點到圖像中心的象素的個數(shù)。這個落點越接近圖像的中心， 被測物體距離機(jī)器人就越遠(yuǎn)。由下圖圖可以計算距離D :tan 8(1)等式中h是一個常量，是攝像頭與激光發(fā)射器之間的垂直距離，可以直接測量獲得。B可通過下式計算：0 =Num*Rop+Offset (2)其中：Num是從圖像中心到落點的像素個數(shù)Rop是每個像素的弧度值Offset是弧度誤差合并以上等式可以得到：D 二tan( Num *

3、+ Offset)(3)Num可以從圖像上計算得到。 Rop和Offset需要通過實驗計算獲得。 首先測量出D的準(zhǔn)確 值，然后根據(jù)等式(1)可以計算出準(zhǔn)確的 0,根據(jù)等式(2)可到只含有參數(shù) Rop和Offset 的方程。在不同的距離多次測量 D的準(zhǔn)確值計算 0,求解方程組可以求出 Rop和Offset。這里 Rop = 0.0030354 , Offset = 0.056514344。X程序頭文件：class LaserRa ngepublic:struct Ran geResult * GetRa nge(lpllmage * imgRa nge,lpllmage * imgDst);La

4、serRa nge();virtual LaserRa nge();private:un sig nedint maxW;un sig nedint maxH;un sig nedint MaxPixel;Ran geResult * strctResult;/ Values used for calculating range from captured image dataconst double gain; / Gain Con sta nt used for con vert ing pixel offset to an gle in radia nsconst double offs

5、et;/ Offset Con sta ntconst double h_cm; / Dista nee betwee n cen ter of camera and laserun sig ned int pixels_from_ce nter;/ Brightest pixel locati on from cen tervoid Preprocess(void * img,lpllmage * imgTemp);cpp文件：LaserRa nge:LaserRa nge():gai n(0.0030354),offset(0),h_cm(4.542)maxW=0;maxH=0;MaxPi

6、xel=0;pixels_from_ce nter=O;/ Brightest pixel locati on from cen terstrctResult =new Ran geResult;strctResult-maxCol=0;strctResult-maxRow=0;strctResult-maxPixel=O;strctResult-Ra nge=0.0;LaserRa nge:LaserRa nge()if(NULL!=strctResult) delete strctResult;struct Ran geResult * LaserRa nge:GetRa nge(lpll

7、mage * imgRa nge,lpllmage * imgDst)if(NULL=imgRa nge) returnstrctResult;Preprocess(imgRa nge,imgDst);pixels_from_ce nter = abs(120-maxH);/ Calculate range in cm based on bright pixel location, and setup specific constants strctResult-Ra nge= h_cm/ta n(pixels_fro m_cen ter * gai n + offset);strctResu

8、lt-PixfromCe nt=pixels_fro m_cen ter;strctResult-maxCol=maxW;strctResult-maxRow=maxH;strctResult-maxPixel=MaxPixel;strctResult-Ra nge=O.O;return strctResult;void LaserRa nge:Preprocess(void *img, Ipllmage * imgTemp)MaxPixel=0;/處理下一幀前最大像素值清零；IplImage* image = rein terpret_cast(img);cvCvtPixToPla ne(

9、image,。,0 ,imgTemp , 0);for( int j=(imgTemp-width-60)/2-1); jwidth-40)/2+59; j+)for(i nt i=5; iheight-5; i+)if(imgTemp-imageDatai*imgTemp-widthStep+j)MaxPixel)if( (imgTemp-imageData(i-1)*imgTemp-widthStep+j)MaxPixel) &(imgTemp-imageData(i-1)*imgTemp-widthStep+j+1)MaxPixel)&(imgTemp-imageData(i-1)*im

10、gTemp-widthStep+j-1)MaxPixel)if( (imgTemp-imageData(i+1)*imgTemp-widthStep+j)MaxPixel) &(imgTemp-imageData(i+1)*imgTemp-widthStep+j+1)MaxPixel)&(imgTemp-imageData(i+1)*imgTemp-widthStep+j-1)MaxPixel)if(imgTemp-imageDatai*(imgTemp-widthStep)+j+1)MaxPixel)if(imgTemp-imageDatai*(imgTemp-widthStep)+j-1)

11、MaxPixel)MaxPixel=imgTemp-imageDatai*imgTemp-widthStep+j;maxW=j;maxH=i;調(diào)用函數(shù)：int CLaserVisio nDlg:Capturelmage()/ CvCapture* capture = 0;/ capture = cvCaptureFromCAM(O);0 表示設(shè)備號if( !capture )fprin tf(stderr,Could not in itialize capturi ng./n);return -1;/ cvNamedWi ndow( LaserRa ngelmage, 1 );/ cvvNam

12、edWi ndow( image, 1);cvvNamedWi ndow( Dimage, 1);for(;)IplImage* frame = 0;if(isStop) break;frame = cvQueryFrame( capture );/從攝像頭抓取一副圖像框架if( !frame )break;if( !imgOrign)/allocate all the buffers創(chuàng)建一副圖像imgOrig n = cvCreatelmage( cvGetSize(frame), 8, 3 );imgOrig n- origi n = frame-origi n;cvCopy( frame

13、, imgOrign, 0 );將圖 frame 復(fù)制至U imagecvShowlmage(LaserRa ngelmage,imgOrig n);if(!imgDest)imgDest=cvCreatelmage( cvSize( imgOrig n-width,imgOrig n-height),8,1);cvZero( imgDest );struct Ran geResult * temp= laservs ion .GetRa nge(imgOrig n,imgDest);cvLine( imgOrig n, cvPoi nt(temp-maxCol,0),cvPoi nt(tem

14、p-maxCol,imgOrig n-height),cvScalar(100,100,255,0),1,8,0);cvLine( imgOrig n, cvPoi nt(0,temp-maxRow),cvPoi nt(imgOrig n-width,temp-maxRow),cvScalar(100,100,255,0),1,8,0);/ cvvShowImage( image, imgOrig n);cvSaveImage(image.bmp, imgOrig n);cvvShowImage( Dimage, imgDest);在PictureBox上顯示圖片CDC* pDC = GetD

15、lgltem(IDC_Picture)-GetDC();CDC dcmemory;BITMAP bm;dcmemory.CreateCompatibleDC(pDC);CBitmap* pBmp;CStri ng szFileName = image.bmp;HBITMAP hBk =(HBITMAP):Loadlmage(NULL,szFileName,IMAGE_BITMAP,0,0 ,L R_LOADFROMFILE);if(NULL!=hBk)pBmp=CBitm ap:FromHa ndle(hBk);pBmp-GetObject(sizeof(BITMAP), &bm);dcmem

16、ory.SelectObject(pBmp);pDC-BitBlt(O, 0, bm.bmWidth, bm.bmHeight, &dcmemory, 0, 0, SRCCOPY);char str80;/ To print messageCDC *pDCp= GetDC();char str280;/ Display frame coord in ates as well as calculated rangespri ntf(str, Pix Max Value=%d At x= %u, y= %u,PixfromCe nt= %d,temp-maxPixel,temp-maxCol, temp-maxRow, temp-PixfromCe nt);sprintf(str2, Range= %f cm ,temp-Rang