[發明專利]雙目非標定空間定位方法

有效

• 申請號: 201210055870.X
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102622767A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 唐武雷;張林玲;吳少鴻;蔡志峰;曾子丹
• 申請（專利權）人: 廣州樂庚信息科技有限公司
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及錄播拍攝時對目標進行空間定位的方法。

背景技術

目前行業上解決目標定位問題有基于攝像機標定的方法，該方法通過測試攝像機內部參數(即標定)再根據目標在拍攝畫面上的數據結合標定得到的參數進行數學計算，計算得到目標在實際場景中的位置數據；該算法的缺點是，標定過程復雜，施工工作量大，且無法精確獲取攝像機內部參數。也有單目(單相機)定位的算法，但只能求得目標方位及角度，無法精確算得目標景深數據，無法對目標進行焦距進行拉伸拍攝。

發明內容

為了克服現有定位方法的缺陷與不足，本發明的目的是提供雙目非標定空間定位方法，該方法能精確獲取運動目標的位置數據，使得在拍攝時能夠對目標進行焦距拉伸拍攝。

本發明的目的通過下述技術方案實現：雙目非標定空間定位方法，包括以下步驟：

第一步、啟動第一攝像機、第二攝像機，通過背景差分法分別獲取運動目標中心點在第一攝像機、第二攝像機的位置數據；

第二步、通過攝像機成像原理，計算出運動目標在場景中相對于當前分析畫面的拍攝光軸的角度、方向數據，同時計算運動點與第一、二攝像機拍攝點的相對位置數據；

第三步、在拍攝場景中建立虛擬坐標系，虛擬坐標系的橫軸為x軸，縱軸為y軸，根據攝像機的成像靶面和焦距參數求取第一攝像機光軸、第二攝像機光軸與跟y軸平行的邊的角a、角c的值；

所述虛擬坐標系的建立過程如下：取場景的場地平面作為坐標平面，取場地平面的最大外接矩形作為矩形ABCD，取矩形ABCD的某一邊所在直線為坐標系的x軸，與x軸所在邊垂直且平行于矩形ABCD另一組對邊的直線為y軸建立平面直角坐標系，將兩個攝像機分別擺放在矩形ABCD的兩個頂點B、C；

第四步、根據第一攝像機與第二攝像機之間的距離BC，以及角a的值、角c的值求解運動點E相對于虛擬坐標系的坐標原點O的坐標值，，再根據拍攝點的坐標計算運動點E相對于第一攝像機、第二攝像機的角度及方向。

所述背景差分法獲取運動目標中心點在第一攝像機、第二攝像機的位置數據，其過程如下：當監控場景中出現物體運動時，被拍攝視頻或圖像序列的幀與幀之間出現差別，兩幀相減，得到兩幀圖像中各像素點亮度差的絕對值，通過判斷所述絕對值是否大于閾值來分析視頻或圖像序列的運動特性，確定視頻或圖像序列中有無物體運動；通過背景差分法得到畫面變化的二值圖，再通過對圖像進行膨脹和腐蝕操作，對噪聲點過濾，然后提取運動目標中心點的位置數據。

本發明主要設計思路為：用兩個固定的攝像機，實時獲取場景的現場畫面，通過圖像分析中的背景差分法對畫面進行分析得到畫面中某些運動的區域，再通過成像原理，分別計算出運動區域中心點相對當前相機光軸的水平角度，然后建立現場空間直角坐標系，根據幾何學知識，得出運動點與拍攝點的各自坐標，再計算出運動點相對于拍攝點的坐標值，通過三角函數計算出角度值，以完成目標定位。

本發明相對于現有技術具有如下的優點及有益效果：采用基于虛擬的坐標系模型，定位準確，準確測得目標景深數據；且對場景場地形狀無特殊要求，因而在設備部署及調試時都比較簡單。也無需進行復雜的攝像機標定，對攝像機內部參數上無苛刻要求。

附圖說明

圖1是本發明完成定位過程的流程圖；

圖2是本發明獲取運動目標中心數據的流程圖；

圖3是透鏡成像原理圖；

圖4是現場空間直角坐標系模型圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。

實施例

如圖1所示，本發明雙目非標定空間定位方法，包括以下步驟：

第一步、啟動第一攝像機、第二攝像機，分別獲取運動目標中心點在第一攝像機、第二攝像機的位置數據。所述運動目標中心點在第一攝像機、第二攝像機的位置數據通過背景差分法獲取。