摘要：
最近，我一直在忙着找工作。博客长出了草。今天，让我们放一些我以前做的东西，让它看起来很好。我记得我在哪里看到一个外国人做的东西。我觉得这很有趣，所以我自己做了一个。一支激光笔固定在相机下面，形成这个简单的测距装置。请看下面的图片。该原理假设激光束完全平行于相机的光轴，并且激光束的中心是相机视场中最亮的点。激光束照射在相机视野中的跟踪目标上，然后相机可以捕捉到这一点，通过简单的图像处理，您可以
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：
（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。
θ可通过下式计算：
θ=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：
（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θ，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θ，求解方程组可以求出Rop和Offset。这里 Rop＝0.0030354，Offset＝0.056514344。
程 序
头文件：
class LaserRange { public: struct RangeResult * GetRange(IplImage * imgRange,IplImage * imgDst); LaserRange(); virtual ~LaserRange(); private: unsigned int maxW; unsigned int maxH; unsigned int MaxPixel; RangeResult * strctResult; // Values used for calculating range from captured image data const double gain; // Gain Constant used for converting pixel offset to angle in radians const double offset; // Offset Constant const double h_cm; // Distance between center of camera and laser unsigned int pixels_from_center; // Brightest pixel location from center void Preprocess(void * img,IplImage * imgTemp); };
cpp文件：
LaserRange::LaserRange():gain(0.0030354),offset(0),h_cm(4.542) { maxW=0; maxH=0; MaxPixel=0; pixels_from_center=0; // Brightest pixel location from center strctResult=new RangeResult; strctResult->maxCol=0; strctResult->maxRow=0; strctResult->maxPixel=0; strctResult->Range=0.0; } LaserRange::~LaserRange() { if(NULL!=strctResult) delete strctResult; } struct RangeResult * LaserRange::GetRange(IplImage * imgRange,IplImage * imgDst) { if(NULL==imgRange) return strctResult; Preprocess(imgRange,imgDst); pixels_from_center = abs(120-maxH); // Calculate range in cm based on bright pixel location, and setup specific constants strctResult->Range= h_cm/tan(pixels_from_center * gain + offset); strctResult->PixfromCent=pixels_from_center; strctResult->maxCol=maxW; strctResult->maxRow=maxH; strctResult->maxPixel=MaxPixel; //strctResult->Range=0.0; return strctResult; } void LaserRange::Preprocess(void *img, IplImage * imgTemp) { MaxPixel=0; //处理下一帧前 最大像素值清零； IplImage* image = reinterpret_cast<IplImage*>(img); cvCvtPixToPlane( image,0 ,0 ,imgTemp , 0); for( int j=((imgTemp->width-60)/2-1); j<(imgTemp->width-40)/2+59; j++) { for(int i=5; i<imgTemp->height-5; i++) { if((imgTemp->imageData[i*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)*imgTemp->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->imageData[i*(imgTemp->widthStep)+j+1])>MaxPixel) { if((imgTemp->imageData[i*(imgTemp->widthStep)+j-1])>MaxPixel) { MaxPixel=imgTemp->imageData[i*imgTemp->widthStep+j] ; maxW=j; maxH=i; } } } } }
调用函数：
int CLaserVisionDlg::CaptureImage() { // CvCapture* capture = 0; // capture = cvCaptureFromCAM(0); //0表示设备号 if( !capture ) { fprintf(stderr,"Could not initialize capturing...\n"); return -1; } // cvNamedWindow( "LaserRangeImage", 1 ); // cvvNamedWindow( "image", 1); cvvNamedWindow( "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 imgOrign = cvCreateImage( cvGetSize(frame), 8, 3 ); //创建一副图像 imgOrign->origin = frame->origin; } cvCopy( frame, imgOrign, 0 ); //将图frame复制到image //cvShowImage("LaserRangeImage",imgOrign); if(!imgDest) { imgDest=cvCreateImage( cvSize( imgOrign->width,imgOrign->height),8,1); cvZero( imgDest ); } struct RangeResult * temp= laservsion.GetRange(imgOrign,imgDest); cvLine( imgOrign,cvPoint(temp->maxCol,0), cvPoint(temp->maxCol,imgOrign->height),cvScalar(100,100,255,0),1,8,0); cvLine( imgOrign,cvPoint(0,temp->maxRow), cvPoint(imgOrign->width,temp->maxRow),cvScalar(100,100,255,0),1,8,0); // cvvShowImage( "image", imgOrign); cvSaveImage("image.bmp", imgOrign); cvvShowImage( "Dimage", imgDest); //在PictureBox上显示图片 CDC* pDC = GetDlgItem(IDC_Picture)->GetDC(); CDC dcmemory; BITMAP bm; dcmemory.CreateCompatibleDC(pDC); CBitmap* pBmp; CString szFileName = "image.bmp"; HBITMAP hBk = (HBITMAP)::LoadImage(NULL,szFileName,IMAGE_BITMAP,0,0,LR_LOADFROMFILE); if(NULL!=hBk) { pBmp=CBitmap::FromHandle(hBk); pBmp->GetObject(sizeof(BITMAP), &bm); dcmemory.SelectObject(pBmp); pDC->BitBlt(0, 0, bm.bmWidth, bm.bmHeight, &dcmemory, 0, 0, SRCCOPY); } char str[80]; // To print message CDC *pDCp= GetDC(); char str2[80]; // Display frame coordinates as well as calculated range sprintf(str, "Pix Max Value=%d At x= %u, y= %u, PixfromCent= %d",temp->maxPixel,temp->maxCol, temp->maxRow, temp->PixfromCent); sprintf(str2, "Range= %f cm ",temp->Range); pDCp->TextOut(30, 33, str); pDCp->TextOut(50, 50, str2); ReleaseDC(pDCp); int c = cvWaitKey(10); // if( c == 'q' ) // break; } //cvReleaseCapture( &capture ); //cvDestroyWindow("LaserRangeImage"); // cvDestroyWindow( "image"); cvDestroyWindow( "Dimage"); return 0; }