[發(fā)明專利]三維物體的跟蹤系統(tǒng)及其跟蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711183555.4
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN108010055B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康大智;呂國云
• 申請（專利權(quán)）人: 塔普翊海（上海）智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246
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• 代理人: 暫無信息

1.一三維物體的跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括：

一關(guān)鍵幀形成單元，其中所述關(guān)鍵幀形成單元通過分析一模板幀的數(shù)據(jù)和一視頻幀的數(shù)據(jù)以形成一關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)，其中所述關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)中包括所述關(guān)鍵幀的外參數(shù)；

一視頻幀外參數(shù)分析單元，其中所述視頻幀外參數(shù)分析單元被通信連接于所述關(guān)鍵幀形成單元，其中所述視頻幀外參數(shù)分析單元能夠獲取所述關(guān)鍵幀的外參數(shù)，并根據(jù)所述關(guān)鍵幀的外參數(shù)計算出視頻幀的外參數(shù)；以及

一跟蹤判斷單元，其中所述跟蹤判斷單元被通信連接于所述視頻幀外參數(shù)分析單元，其中所述跟蹤判斷單元獲取所述關(guān)鍵幀的數(shù)據(jù)和所述視頻幀的數(shù)據(jù)后，計算出被跟蹤物體在所述視頻幀中對應(yīng)的位姿；

一數(shù)據(jù)獲取單元，其中所述數(shù)據(jù)獲取單元進一步包括一模板幀獲取模塊和一視頻幀獲取模塊，其中所述模板幀獲取模塊和所述視頻幀獲取模塊被分別通信連接于所述關(guān)鍵幀形成單元；

所述視頻幀獲取模塊獲取至少一幅視頻幀，其中所述關(guān)鍵幀形成單元分別能夠從所述模板幀獲取模塊和所述視頻幀獲取模塊獲取所述模板幀的數(shù)據(jù)和所述視頻幀的數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前的所述視頻幀數(shù)據(jù)是否能夠作為一所述關(guān)鍵幀，若是，則將所述視頻幀作為所述關(guān)鍵幀，并且將所述模板幀的數(shù)據(jù)作為所述關(guān)鍵幀的數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維物體的跟蹤系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)獲取單元進一步包括一特征點處理模塊,其中所述特征點處理模塊包括一特征點判斷模塊和一特征點提取模塊，其中所述特征點判斷模塊被通信連接于所述模板幀獲取模塊和所述視頻幀獲取模塊，其中所述特征點提取模塊被通信連接于所述特征點判斷模塊、所述關(guān)鍵幀形成單元以及所述視頻幀外參數(shù)分析單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維物體的跟蹤系統(tǒng)，其中所述特征點處理模塊進一步包括一紋理豐富度判斷模塊，其中所述紋理豐富度判斷模塊包括一特征點分析模塊，其中所述特征點分析模塊被通信連接于所述特征點判斷模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維物體的跟蹤系統(tǒng)，其中所述紋理豐富度判斷模塊進一步包括一特征點變化判斷模塊和一均勻化處理模塊，其中所述特征點變化判斷模塊被通信連接于所述特征點提取模塊，其中所述均勻化處理模塊被通信連接于所述特征點判斷模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一所述的三維物體的跟蹤系統(tǒng)，其中所述特征點處理模塊進一步包括一特征點匹配判斷模塊，其中所述特征點匹配判斷模塊被通信連接于所述特征點提取模塊。

6.一三維物體的跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

(A)根據(jù)被跟蹤物體的數(shù)據(jù)從視頻幀中獲取一與模板幀匹配的視頻幀作為關(guān)鍵幀，獲取關(guān)鍵幀的數(shù)據(jù)，其中所述關(guān)鍵幀的數(shù)據(jù)包括所述關(guān)鍵幀的外參數(shù)；

(B)分析獲取的所述關(guān)鍵幀的數(shù)據(jù)和獲取的一視頻幀的數(shù)據(jù)，進而計算出當(dāng)前視頻幀對應(yīng)的外參數(shù)；以及

(C)根據(jù)視頻幀的外參數(shù)計算出視頻幀中被跟蹤物體與所述模板幀中的被跟蹤的物體之間的位姿；

(D)比較視頻幀的外參數(shù)與所述關(guān)鍵幀的外參數(shù)之間的差值是否滿足特定的閾值；以及

(E)當(dāng)所述差值不滿足所述閾值時，將所述模板幀更換為上一次使用的模板幀。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三維物體的跟蹤方法，其中所述步驟(A)包括：

(F)根據(jù)一特征點判斷閾值，判斷當(dāng)前圖像數(shù)據(jù)中的點是否特征點；

(G)根據(jù)判斷的結(jié)果，提取特征點；

(H)比較所述(G)中提取的所述特征點與一基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的特征點以判斷所述特征點滿足所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對特征點相應(yīng)的要求；以及

(I)若滿足，將所述(G)中提取的特征點作為最終提取的特征點，若不滿足，通過改變所述(F)中的所述特征點判斷閾值，繼續(xù)執(zhí)行所述(F)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維物體的跟蹤方法，其中所述步驟(A)包括：

(J)判斷被提取的特征點的數(shù)量變化是否符合一特征點數(shù)量變化閾值范圍；和

(K)當(dāng)被提取的特征點的數(shù)量變化不符合一特征點數(shù)量變化閾值范圍時，均勻化處理所述視頻幀；以及

(L)提取被均勻化后的視頻幀的所述特征點。