圖片測距實驗

實驗背景

本文是一個小實驗的結果,針對的問題是是否可以根據圖片交通的視頻得到汽車的行駛速度,更進一步其實是得到圖片上的某段實際距離。
這個問題有非常明確的問題定義,是計算機標定,屬於計算機圖形學的範疇。有一套理論,旋轉矩陣之類的東西。但是是否可以更加簡單的方法。
於是有了本文的小實驗。

模擬場景

首先說明應用場景。如下圖,這種有分道線的道路。

這裏寫圖片描述

採用方法

這種情況要利用交通圖片中的可用的信息。
衆所周知,分道線實際上是有規格標準的:高速、一級路,白實線長6米,間距9米;二級路,白實線長4米,間距6米;三級路,白實線長3米,間距4米;四、五級路,白實線長1-2米,間距3米.
測速是需要稍微長一點的距離,距離短的話誤差會比較大,於是直接利用分道線的長度是不科學的,是否可以求得更長的距離?
這裏寫圖片描述
這裏寫圖片描述
利用交比的性質可以得到上述問題的解。

這裏寫圖片描述
根據交比的公式和道路上分道線的長度性質,可以得到方程求解中間P2到P3的距離,以便後面的求解。
這裏寫圖片描述
比如想求得y的長度,可以列方程解決。
這裏寫圖片描述
這裏寫圖片描述
根絕實際需求可以得到m的長度,求法也是列方程,與上述情景類似。

實驗及結果

在操場進行了測試。
這裏寫圖片描述

測量用上述的比較笨的像素點標定進行測試,然後進行計算
由於matlab自身的運算功能比較強大自帶函數可以解非線性方程組,所以代碼實現非常簡單,得到的結果也比較好,在1m這個數量級
誤差在1-10cm左右。從此處證明了這個方法的正確性。
實際長度 290.0cm 計算值 309.9002 281.5952
實際長度 149.5cm 計算值 151.7697
由於是手動標定座標,這個誤差明顯增大,如果採用劃線的方法誤差估計在1-2cm左右。

結果分析

實驗驗證了理論的正確性,可以算作簡單的測量距離的方法。但是條件限制比較多。,比如分道線的規格,而且是一條直線上的距離,分道線兩側的距離就不能直接求得,需要多一維的信息纔可以,需要給出相機的一些參數,比如拍攝高度剩,而且還需要計算機標定中旋轉矩陣等方法。

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