如何用摄像头来测距剖析

1、如何用摄像头来测距（opencv ）标签：imageconstantsstructdistancenull图像处理2007-10-25 19:01 10455 人阅读 评论（228）收藏 举报 三分类：机器人与图像处理（5） VC + +（ 9） |版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。如何用摄像头来测距（opencv ）作者：郭世龙最近一直忙着找工作，blog都长草了，今天把以前作的一个东西放上来充充门面吧。记得在哪看到过老外做的这个东西，觉得很好玩，就自己也做了一个。在摄像头下面固定一个激光笔，就构成了这个简易的测距装置。看一下图吧。原理假设激光束是与摄像头的光轴完全平行，激

2、光束的中心落点在在摄像头的视域中是最亮的点。激光束照射到摄像头视域中的跟踪目标上，那么摄像头可以捕捉到这个点，通过简单的图像处理的方法，可以在这侦图像中找到激光束照射形成的最亮点，同时可以计算出Y轴上方向上从落点到图像中心的象素的个数。这个落点越接近图像的中心， 被测物体距离机器人就越远。由下图图可以计算距离D :tan 8(1)等式中h是一个常量，是摄像头与激光发射器之间的垂直距离，可以直接测量获得。B可通过下式计算：0 =Num*Rop+Offset (2)其中：Num是从图像中心到落点的像素个数Rop是每个像素的弧度值Offset是弧度误差合并以上等式可以得到：D 二tan( Num *

3、+ Offset)(3)Num可以从图像上计算得到。 Rop和Offset需要通过实验计算获得。 首先测量出D的准确 值，然后根据等式(1)可以计算出准确的 0,根据等式(2)可到只含有参数 Rop和Offset 的方程。在不同的距离多次测量 D的准确值计算 0,求解方程组可以求出 Rop和Offset。这里 Rop = 0.0030354 , Offset = 0.056514344。X程序头文件：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;/处理下一帧前最大像素值清零；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;调用函数：int CLaserVisio nDlg:Capturelmage()/ CvCapture* capture = 0;/ capture = cvCaptureFromCAM(O);0 表示设备号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 );/从摄像头抓取一副图像框架if( !frame )break;if( !imgOrign)/allocate all the buffers创建一副图像imgOrig n = cvCreatelmage( cvGetSize(frame), 8, 3 );imgOrig n- origi n = frame-origi n;cvCopy( frame

13、, imgOrign, 0 );将图 frame 复制至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上显示图片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