[發明專利]一種面向異步雙目視覺系統的快速運動物體軌跡估計方法

有效

• 申請號: 201410135813.1
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103942814A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 謝琪;劉勇;熊蓉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明屬于雙目視覺系統信息處理領域，尤其涉及一種當雙目視覺系統的圖像采集時間存在部分信息未知情況下，對快速運動物體進行軌跡估計和預測的方法。?

背景技術

現有的雙目視覺系統對快速運動物體軌跡估計的方法多是面向雙目同步采樣，該方法可以分為兩個步驟：?

（1）同步采樣的雙目視覺系統的兩個攝像機可以同步得到快速運動物體的圖像坐標，對同步得到的兩個圖像坐標進行三角測量定位，得到快速運動物體的離散三維坐標位置；?

（2）根據多個通過步驟（1）得到的離散點，對快速運動的物體的軌跡進行擬合，求得快速運動物體的軌跡；?

但是，如果構成雙目視覺系統的兩個攝像機分別存在于相互之間完全獨立的兩個系統中，甚至這兩個攝像機的頻率、分辨率、型號、品牌都不相同，這樣的雙目視覺系統對快速運動物體進行定位和軌跡估計時，上述方法不再適用。因為步驟（1）無法通過傳統的三角測量定位得到快速運動物體的三維坐標位置，那么以此三維坐標位置為基礎的軌跡估計和預測更是無法實現。?

以機器人進行乒乓球對打為例，當一個機器人借助本體上隨自身移動的采樣時間信息已知的攝像機和場外一個采樣時間信息未知的攝像機構成雙目系統時，兩個攝像機的同步性無法得到保證，在這種環境中，依靠機器人雙目視覺系統就無法得到一系列等時間距的乒乓球的三維位置坐標，對乒乓球的軌跡估計和預測也無法展開，與此同時，機器人也無法通過本體上攝像機的采樣時間信息來估計場外攝像機的采樣時間信息。?

發明內容

本發明要解決面向異步雙目視覺系統的快速運動物體軌跡估計方法，面向異步雙目視覺系統的快速運動物體軌跡估計方法能夠滿足，在雙目視覺系統存在異步性，對快速運動物體的軌跡進行估計并預測，同時，還可以獲得第二攝像機的相鄰兩幀之間的采樣時間間隔和第一攝像機與第二攝像機之間的采樣時間關系。?

所述方法根據快速運動物體的運動特點選擇左攝像機的投影模型、右攝像機的投影模型以及快速運動物體的軌跡模型；?

左攝像機和右攝像機組成異步雙目攝像機，左、右攝像機中的第一攝像機采樣頻率恒定且已知，第二攝像機采樣頻率恒定但未知；左、右兩個攝像機的投影模型都滿足以下模型：?

假設在世界坐標系下有一點P，齊次坐標為其通過攝像機投影，在圖像坐標系上的齊次坐標為滿足等式其中H=ART0T1,]]>K=0010RT0T1,]]>A是攝像機內參矩陣，包含了攝像機從三維空間到二維圖像投影映射的所有參數，R、T是攝像機外參矩陣，包含了攝像機自身坐標系與世界坐標系之間的相對關系，R是表示坐標系旋轉關系的旋轉矩陣，T是表示坐標系平移關系的平移矩陣；?

快速運動物體的軌跡模型針對模型可建的運動，所述軌跡模型為：?