[發明專利]坐標循環逼進式對偶型正交攝像機系統視頻定位方法及系統有效
| 申請號： | 201010102367.6 | 申請日： | 2010-01-28 |
| 公開（公告）號： | CN101794444A | 公開（公告）日： | 2010-08-04 |
| 發明（設計）人： | 顧宏斌;湯勇;顧人舒 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06T7/00 | 分類號： | G06T7/00 |
| 代理公司： | 南京經緯專利商標代理有限公司 32200 | 代理人： | 許方 |
| 地址： | 210016 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 坐標 循環 逼進 對偶 正交 攝像機 系統 視頻 定位 方法 | ||
1.一種坐標循環逼進式對偶型正交攝像機系統視頻定位方法，其特征在于，X軸上有一對彼此對視的攝像機，Y軸、Z軸上各有一臺攝像機，坐標原點位于四個攝像機光軸交點，可得到目標成像平面位置U、目標距相機光心距離L、目標與光軸的垂直距離H以及攝像機對應焦距F間存在如下比值關系：
L/F＝H/U????(1)
所述方法包括如下步驟：
第一步，初始化：給定目標的位置初值(x0，y0，z0)，其中x0，y0，z0分別為目標在X軸、Y軸、Z軸上的空間坐標值；
第二步，對應于X軸上的一個攝像機S1，根據x0坐標，求出目標沿此攝像機光軸的距離L1＝|P1-x0|，按(1)式可求出目標與此攝像機光軸相對于Y軸和Z軸的兩個垂直距離H值，也即目標在Y軸上的坐標值y1和Z軸上的坐標值z1；對應于X軸上的另一個攝像機S4，根據x0坐標，求出目標沿此攝像機光軸的距離L4＝|P4-x0|，按(1)式可求出目標與此攝像機光軸相對于Y軸和Z軸的兩個垂直距離H值，也即目標在Y軸上的坐標值y4和Z軸上的坐標值z4；求出這兩個攝像機計算出的坐標平均值，即?
第三步，對應于Y軸上的攝像機S2，根據第二步中計算得到的目標坐標值?求出目標沿此攝像機光軸的距離?按(1)式可求出目標與此攝像機光軸相對于X軸和Z軸的兩個垂直距離H值，也即目標在X軸上的坐標值x2和Z軸上的坐標值z2；
第四步，對應于Z軸上的攝像機S3，根據步驟3中計算得到的z2坐標，可求出目標沿此攝像機光軸距離的L3＝|P3-z2|，按(1)式可求出目標與此攝像機光軸相對于X軸和Y軸的兩個垂直距離H值，也即目標在X軸上的坐標值x3和Y軸上的坐標值y3；
第五步，對第二步至第四步驟所獲的目標在X軸、Y軸、Z軸上的坐標值求平均值，即?
第六步，收斂判斷：若第五步計算的坐標值平均值?與迭代開始的初值x0，?y0，z0收斂到給定精度ε，則?作為最終目標位置值，迭代結束；否則將?作為位置初值，即令?轉第二步，其中，光心距原點的距離均為P。
2.根據權利要求1所述的坐標循環逼進式對偶型正交攝像機系統視頻定位方法，其特征在于攝像機檢測目標圖像坐標的方法如下：
對采樣周期內攝像機拍攝到得視頻圖像，啟動指尖檢測，確定圖像坐標中的指尖位置即采用基于顏色標記的分塊算法對指尖進行檢測：首先由圖像采集裝置采集原始視頻圖像，應用計算機將原始視頻圖像轉換到HSV空間；然后對圖像進行分塊，對塊內所有像素點H分量進行檢測，如果圖像塊內像素點H分量在一定閾值范圍內，則對塊內滿足條件的像素點進行計數，將像素個數大于一定閾值的圖像塊保留，圖像中所有滿足條件的相鄰圖像塊進行連通得到的最大區域就是目標圖像；通過求此區域內所有像素點的橫坐標、縱坐標的平均值就可以得到目標圖像位置。
3.一種坐標循環逼進式對偶型正交攝像機系統視頻定位系統，其特征在于包括圖像采集裝置、計算機以及四個攝像機，X軸上有一對彼此對視的攝像機，Y軸、Z軸上各有一臺攝像機，坐標原點位于四個攝像機光軸交點，可得到目標成像平面位置U、目距標相機光心距離L、目標與光軸的垂直距離H以及攝像機對應焦距F間存在如下比值關系：
L/F＝H/U????(1)
給定目標的位置初值(x0，y0，z0)，其中x0，y0，z0分別為目標在X軸、Y軸、Z軸上的空間坐標值；
對應于X軸上的一個攝像機S1，根據x0坐標，求出目標沿此攝像機光軸的距離L1＝|P1-x0|，按(1)式可求出目標與此攝像機光軸相對于Y軸和Z軸的兩個垂直距離H值，也即目標在Y軸上的坐標值y1和Z軸上的坐標值z1；對應于X軸上的另一個攝像機S4，根據x0坐標，求出目標沿此攝像機光軸的距離L4＝|P4-x0|，按(1)式可求出目標與此攝像機光軸相對于Y軸和Z軸的兩個垂直距離H值，即目標在Y軸上的坐標值y4和Z軸上的坐標值z4；求出這兩個攝像機計算出的坐標平均值，即?
對應于Y軸上的攝像機S2，根據所述坐標平均值?求出目標沿此攝像機光軸的距離?按(1)式可求出目標與此攝像機光軸相對于X軸和Z軸的兩個垂直距離H?值，即目標在X軸上的坐標值x2和Z軸上的坐標值z2；
對應于Z軸上的攝像機S3，根據所述z2坐標，可求出目標沿此攝像機光軸距離的L3＝|P3-z2|，按(1)式可求出目標與此攝像機光軸相對于X軸和Y軸的兩個垂直距離H值，即目標在X軸上的坐標值x3和Y軸上的坐標值y3；
對所獲的目標在X軸、Y軸、Z軸上的坐標值求平均值，即?
若所述坐標值的平均值?與迭代開始的初值x0，y0，z0收斂到給定精度ε，則?作為最終目標位置值，迭代結束；否則將?作為位置初值，即令?其中，光心距原點的距離均為P。?
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