СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТЕЙ ДО ОБЪЕКТОВ ПО ИЗОБРАЖЕНИЯМ С ЦИФРОВЫХ ВИДЕОКАМЕР

Способ определения дальностей до объектов по изображениям с цифровых видеокамер, заключающийся в приеме изображений по крайней мере с двух видеокамер (оптического или инфракрасного диапазонов), и их дальнейшей обработке в субпиксельном диапазоне в обрабатывающей системе, отличающийся тем, что при определении дальностей до интересующих объектов
K1i
K2i
по положению (номерам соответствующих столбцов и строк) каждого изображений i-го объекта на изображениях первой и второй камер составляют матрицы положения для первой и второй камер, соответственно P и P
K1i
K1i
K2i
K2i
K1i
K1
K1i
K1
K2i
K2
K2i
K2
K1i
K1i
K2i
K2i
где n, m и n, m - номера n-го столбца и m-ой строки, соответствующие положению изображения i-го объекта интереса на изображениях первой и второй камер, m∈0…M-1, n∈0…N-1, m∈0…M-1, n∈0…N-1, причем значения n, m задают для каждого i-го объекта интереса, или определяют в результате работы алгоритма обработки изображения первой камеры (например, алгоритма автоматического распознавания или селекции движущихся объектов и т.п.), значения n, m задают, или определяются в результате работы, например, алгоритмов нахождения положения i-го объекта интереса с изображения первой камеры на изображении второй камеры;
K1
K1
K2
K2
K1
K1
K2
K2
N, M и N, M - количество столбцов и строк фотоприемных устройств высокого разрешения первой и второй камер, при этом значения N, M и N, M задают из технических данных используемых фотоприемных устройств или определяют в результате внутренней калибровки;
K1
K2
вычисляют матрицы внутренних параметров первой и второй камер, соответственно K и K
где  и  - фокусные расстояния объективов первой и второй камер, при этом значения  и  задают из технических данных объективов, применяемых первой и второй камер, или определяют в процессе внутренней калибровки камер измерительной системы;
и  - физические размеры фотоячейки (пикселя) фотоприемного устройства высокого разрешения (например, ПЗС- или ПЗИ-матрицы), соответственно, в горизонтальной  и вертикальной  плоскостях первой и второй камер, при этом значения  и  задают из технических данных фотоприемных устройств применяемых первой и второй камер, или определяют в процессе внутренней калибровки камер измерительной системы;
и  - расстояние между геометрическим центрами фотоприемных устройств и центрами изображений, формируемых объективами первой и второй камер, при этом значения  и  задают из технических данных применяемых камер, или определяют в процессе внутренней калибровки камер измерительной системы;
K1
K1
K2
K2
причем, если для повышения точности определения дальности предусмотрено увеличение разрешения изображений получаемых с камер в h раз, например, путем интерполяции, то значения величин N, M и N, M, увеличивают, а  и  - уменьшают в h раз;
вычисляют матрицы внутрибазового вращения  и  для первой и второй камер
где
и  - внутрибазовые углы последовательного отклонения в горизонтальной , вертикальной  и поперечной  плоскостях осей систем координат первой и второй камер от нормального положения камер измерительной системы, то есть когда направляющие оси их систем координат вертикального и продольного направления, располагаясь на некотором удалении друг от друга, параллельны, а оси горизонтального направления находятся на одной (базовой) линии, при этом значения углов поперечного, вертикального и горизонтального отклонений камер  и  снимают с датчиков угла, размещенных на рамах кардановых подвесов, обеспечивающих, по крайней мере три степени свободы для каждой камеры, или определяют в процессе внешней калибровки измерительной системы;
N - обозначение нормального взаимного расположения осей систем координат камер измерительной системы;
K1i
K2i
для каждого изображения i-го объекта вычисляют матрицы координат A и A
где  - координаты изображения i-го объекта интереса в системе координат первой камеры;
- координаты изображения i-го объекта интереса в системе координат второй камеры;
K1i
K2i
для каждого изображения i-го объекта находят матрицы коррекции D и D для первой и второй камер
где  - коэффициент коррекции радиальной дисторсии объектива первой камеры;
- коэффициент коррекции тангенциальной дисторсии первой камеры в горизонтальной плоскости;
- коэффициент коррекции тангенциальной дисторсии первой камеры в вертикальной плоскости;
- коэффициент коррекции радиальной дисторсии объектива второй камеры;
- коэффициент коррекции тангенциальной дисторсии второй камеры в горизонтальной плоскости;
- коэффициент коррекции тангенциальной дисторсии второй камеры в вертикальной плоскости;
K1i
K2i
- значения первого и второго столбцов матриц A и A
и  - коэффициенты радиальной дисторсии объективов первой и второй камер, j - количество учитываемых коэффициентов;
и  - коэффициенты тангенциальной дисторсии первой и второй камер,
при этом значения коэффициентов радиальной дисторсии  и , применяемых при нахождении  и , и значения коэффициентов тангенциальной дисторсии  и , применяемых при нахождении  и , задают из технических данных применяемых камер, или определяют в процессе внутренней калибровки камер измерительной системы;
для каждого изображения i-го объекта вычисляют матрицы координат  и
где DN - обозначение скорректированных на величины дисторсии и приведенных к нормальному положению измерительной системы координат изображения i-го объекта интереса на изображении первой и второй камер;
для каждого i-го объекта определяют значения искомых дальностей
где  - значения первого, второго и третьего столбцов соответствующих матриц  и
K1i
K2i
D и D - значения дальностей (кратчайшего расстояния) до i-го объекта интереса относительно оптических центров объективов, соответственно первой и второй камер;
- базовое (базисное) расстояние (база) между оптическими центрами объективов первой и второй камер, при чем значение  задают из фактического кратчайшего расстояния между оптическими центрами объективов первой и второй камер, или определяют в процессе внешней калибровки измерительной системы.