Ermitteln der Entfernung zu einer LED

Question

Stellen Sie sich vor, Sie haben ein LED-Licht im Weihnachtsbaumstil in einer Entfernung D von einer Kamera.

Kennen Sie die Eigenschaften des LED-Lichts (wie Form und Intensität) und der Kamera (z. B. Brennweite), ist es möglich, den Abstand von der Kamera zum LED-Licht mit einem Schnappschuss zu berechnen?

Wenn ja, wie genau wäre die Messung?

Answer 1

Helle Lichtquellen selbst sind nicht gut für diese als das helle Licht in der Regel den Raum benachbarten verzerrt mit MIE + Rayleight Streuung Dunst hängt von vielen Dingen zu schaffen nicht nur Beleuchtung. Auch gibt es einige Probleme in der Kamera selbst wie die hellen H- oder V-Linien durch Ladungssprung über Scan-Line und oder Lens Flares (diese sternförmige oder polygonale Form in der Regel gedreht und manchmal regenbogenfarben) machen wirklich schwer, die Größe zu messen im Bild in einigen Fällen.

Im Fall enthält Ihr Bild solche Probleme würde ich einige andere Objekte bekannter Größe wie Weihnachtskugeln (oder die Lichthalter/Buchsen, wenn sichtbar/verwendbar) auch, was über Baumblätter für immergrün sie in der Regel alle die gleiche Größe. Die Präzision kann wie folgt abgeschätzt werden:

Wenn FOV der Kamera in Richtung x60deg ist und die Auflösung ist 640x480 (vorausgesetzt quadratischen Pixel), dann ist ein Pixel da = 60deg/640pix=0.09375deg Winkelgenauigkeit. Also für h=5cm=0.05m große Objekt d=2.5m entfernt von Kamera sehe ich es wie folgt aus:

tan(ang) = h/d 
-------------- 
ang = atan(h/d) = atan(0.05/2.5) = 1.14 deg 
p = ang/da = 1.14/0.09375 = 12.2214 pixel 

so kann Bild entweder 12 oder 13 Pixel groß, so die Berechnung der Entfernung zurück

d = h/tan(p*da) 
-------------- 
d0 = 0.05/tan(12*0.09375) = 2.54615m 
d1 = 0.05/tan(13*0.09375) = 2.35024m 

acc = 100*max(d-d0,d-d1)/d = 100*max(0.04615,0.25024)/2.5 = ~ 10.0096% 

Jetzt Wie Sie sehen können, hängt die Genauigkeit von der Objektgröße und der Entfernung von der Kamera ab. Auch auf dem FOV und Auflösung der Kamera selbst.

Um dies zu verbessern, können Sie Sub-Pixel-Genauigkeit Objekt Messung ...