Ответ 1
Как рассчитать расстояние, заданное объектом известного размера
Вам нужно знать одну из двух вещей впереди
- Фокусное расстояние (в мм и пикселях на мм)
- Физический размер датчика изображения (для расчета пикселей на мм)
Я собираюсь использовать фокусное расстояние, так как не хочу, чтобы google отображал данные для датчика.
Откалибровать камеру
Используйте инструмент OpenCV calibrate.py и PNG шаблона Chessboard, предоставленный в исходном коде, для создания калибровочной матрицы. Я взял около 2 десятков фотографий шахматной доски с максимально возможной точки зрения и экспортировал файлы на свой Mac. Подробнее см. Документы калибровки камеры OpenCV.
Матрица калибровки камеры (камера заднего вида iPhone 5S)
RMS: 1.13707201375
camera matrix:
[[ 2.80360356e+03 0.00000000e+00 1.63679133e+03]
[ 0.00000000e+00 2.80521893e+03 1.27078235e+03]
[ 0.00000000e+00 0.00000000e+00 1.00000000e+00]]
distortion coefficients: [ 0.03716712 0.29130959 0.00289784 -0.00262589 -1.73944359]
- f_x = 2803
- f_y = 2805
- c_x = 1637
- c_y = 1271
Проверяя детали серии фотографий шахматной доски, вы нашли собственное разрешение (3264x2448) фотографий и в своих JPEG EXIF-заголовки, видимый в iPhoto, вы можете найти значение фокусного расстояния (4.15 мм). Эти элементы должны отличаться в зависимости от камеры.
Пиксели на миллиметр
Нам нужно знать пиксели на миллиметр (px/mm) на датчике изображения. На странице резекция камеры мы знаем, что f_x и f_y являются фокальными длинами, умноженными на масштабный коэффициент.
f_x = f * m_x
f_y = f * m_y
Так как для каждой формулы мы имеем две переменные, мы можем решить для m_x и m_y. Я просто усреднил 2803 и 2805, чтобы получить 2804.
m = 2804px / 4.15mm = 676px/mm
Размер объекта в пикселях
Я использовал OpenCV (С++), чтобы извлечь Rotated Rect из точек и определил размер объекта как 41px. Заметьте, что я уже получил углы объекта, и я задаю ограничивающий прямоугольник для его размера.
cv::RotatedRect box = cv::minAreaRect(cv::Mat(points));
Маленькая морщина
Объект - 41px в видеоролике на фотоаппарате @640x480.
Преобразование px/mm в нижнем разрешении
3264/676 = 640/x
x = 133 px/mm
Таким образом, при 41px/133px/mm мы видим, что размер объекта на датчике изображения составляет 0,308 мм.
Формула расстояния
distance_mm = object_real_world_mm * focal-length_mm / object_image_sensor_mm
distance_mm = 70mm * 4.15mm / .308mm
distance_mm = 943mm
Это очень хорошо. Я измерил 910 мм и с некоторыми уточнениями, я могу, вероятно, уменьшить ошибку.
Обратная связь приветствуется.
Подобный подход треугольников
Adrian at pyimagesearch.com продемонстрировал другую технику с использованием аналогичных треугольников. Мы обсуждали эту тему заранее, и он взял подход с подобными треугольниками, и я сделал внутреннюю работу камеры.