单目视觉定位测距的两种方式

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　　单目定位和双目定位的选择，我觉得主要还是成本和时间的考虑。之前也尝试过双目定位，感觉要更精准些，但双目测距需要对两幅图像进行图像变换和极线匹配，稍微耗时了一些。这几天尝试了一下单摄像头进行测距定位，主要有两个思路： 
　　1.定位测量插值得到每个像素的实际坐标　　 
　　该方法总觉得有很大的问题：一个是摄像头安装后就必须固定不动，稍微的旋转都会导致之间测量的像素点对应的坐标偏移。另一个是人工测量的工程量之大，对于1024*1280像素的摄像头，准确的测量就应该是130万个点，而就算我们按米来分割地面，10*20m2的地面也要测量200个点，就算可以通过算法自动识别，做200个标志就算测量画线也是令人头疼的。考虑到针孔成像模型的等比例放大，我们通过直接打印布满等距阵列圆点的纸来进行测量。 
　　其原理如下： 

　　如此一来，可以在较高距离测量等距阵列点（如标定板），经过插值，再进行等比例放大即可得到每个像素点对应的实际地面的坐标。 
　　 
　　处理的示意图如下： 

　　这样操作可以省去人工在地面测量绘画标志。测量好纸上的点距后再进行H/h的放大就可以得到像素对应实际地面的坐标。但实际操作过程中遇到的问题是图像上边缘的梯形失真过于严重，导致打印纸上的标志点不容易识别，因此还需要准备不同距离的等距阵列圆点图。

　　2.根据相似三角比例计算出对应像素点的实际坐标　　 
　　这个方法对摄像机标定的要求比较高，同时要求镜头本身造成的畸变就比较小，但总体来说这种方法的可移植性和实用性都较强。其主要的思路还是小孔成像的模型。 
　　 模型一：假设测量的点都在Y轴上，此时无X轴分量　

　　 模型二：假设测量的点有X轴、Y轴分量　　

　　针对以下模型图我们将进行说明：

　　这样就可以得到垂直方向的坐标　X=PQX=PQ 
　　 模型三：假设测量的点有X轴、Y轴分量，且物体有高度h　　　　 
　　 
　　针对以下模型图我们将进行说明： 

　　 模型评价　　　　

　　实际操作过程中，发现该模型在畸变较小的图像中误差较小，且在矫正畸变后的图像中测量的图像坐标可以得到更准确的值。另一方面，在实际操作过程中，发现由于镜头有稍微歪曲或者内置感光区域安装歪了，可能导致我们找不到真正的X,Y轴，所以在测量验证的时候会有稍许误差，但即便如此，在10米的定位下，误差也不到5%，效果还是可以接受的。如果有人知道如何找到真正的X,Y轴，请博客留言告知一下，先谢谢了。

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