[發(fā)明專利]一種基于立體視覺測量技術的運動物體追蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711384784.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107990940B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 李中偉;鐘凱;陳然;吳詠輝
• 申請（專利權）人: 武漢惟景三維科技有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01C11/00;G01C11/12;G06T7/246;G06T7/70;G06T7/80
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

本發(fā)明公開了一種基于立體視覺測量技術的運動物體追蹤方法，包括，配置測量站系統(tǒng)，所述測量站系統(tǒng)包括多個測量站；對大視場范圍內的測量站系統(tǒng)進行標定；利用經(jīng)過標定的測量站系統(tǒng)中的測量站獲取關聯(lián)立體標靶的位置，計算獲取每個測量站所在坐標系與光電跟蹤儀所在世界坐標系之間的轉換關系；利用被追蹤的運動物體在各個測量站坐標系下的三維數(shù)據(jù)，將不同測量站追蹤的運動物體的三維數(shù)據(jù)轉換到世界坐標系下。本發(fā)明技術方案的方法，針對現(xiàn)有技術無法滿足大視場范圍長軌跡運動物體的追蹤過程需求的情況，采用一種高精度、柔性強的大視場雙目立體視覺系統(tǒng)標定方法，實現(xiàn)對大范圍長軌跡運動物體的精確追蹤，保證較高的測量精度。

技術領域

本發(fā)明屬于立體視覺測量技術領域，具體涉及一種基于立體視覺測量技術的運動物體追蹤方法。

背景技術

近年來計算機視覺已成為計算機領域的研究熱點，而作為計算機視覺重要組成部分的運動物體跟蹤也越來越受到人們的重視，其應用領域已經(jīng)擴展到視頻監(jiān)控系統(tǒng)，車輛跟蹤，異常行為檢測與報警，圖像壓縮及編碼技術等。運動物體跟蹤方法主要包括卡爾曼濾波，Mean-shift，Camshift算法，粒子濾波器，Snake模型等。運動物體跟蹤已經(jīng)逐漸應用到我們的實際生活中，是推動智能化進程的關鍵技術之一。

運動物體追蹤方法是一種用于準確追蹤運動物體在三維空間運動狀況的方法，這種方法可以用來分析運動物體的運動軌跡、運動速度、加速度、姿態(tài)等運動屬性，在科學研究、汽車工業(yè)、航天航空等領域有著廣泛的應用，是近年來國內外研究的熱門方向?；诹Ⅲw視覺測量技術的運動物體追蹤方法以其高精度、非接觸、高效率等優(yōu)點在運動物體追蹤方向發(fā)揮著越來越重要的作用?，F(xiàn)有技術中，基于立體視覺測量技術的運動物體追蹤方法中，通常是采用兩個相同規(guī)格的相機構成一組雙目視覺系統(tǒng)。這兩個相同的相機采集運動物體的圖像，再通過圖像處理、對應點匹配以及三維重構獲取物體的運動參數(shù)，實現(xiàn)對運動物體的追蹤。實踐中，在運動物體檢測問題上，一般采用背景更新模型對運動的象素點進行查找，并按照距離遠近對運動點進行合并，以查找到運動塊。

實際上，針對大視場范圍長軌跡運動物體的追蹤過程利用基于立體視覺測量技術的運動物體追蹤方法往往存在很多缺陷。具體來說，由于視場范圍較大，在進行相機標定時，標定精度會受標靶制造精度的影響，測量系統(tǒng)參數(shù)的標定精度很難提升，從而導致較大的測量誤差。此外，由于追蹤的物體運動軌跡較長，單獨使用一組雙目視覺系統(tǒng)肯定是無法完成對運動物體的追蹤，所以需要使用多組雙目視覺系統(tǒng)追蹤運動物體，這樣才能保證能夠追蹤到物體運動的全過程；但是，使用多組雙目視覺系統(tǒng)進行運動物體追蹤時，其協(xié)同追蹤的精度低，無法滿足測量要求。目前，還沒有對大范圍長軌跡運動物體進行追蹤的成熟方法。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于立體視覺測量技術的運動物體追蹤方法。本發(fā)明技術方案的方法，針對現(xiàn)有技術無法滿足大視場范圍長軌跡運動物體的追蹤過程需求的情況，針對大范圍運動物體追蹤，采用一種高精度、柔性強的大視場雙目立體視覺系統(tǒng)標定方法，實現(xiàn)對大范圍長軌跡運動物體的精確追蹤，保證較高的測量精度。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于立體視覺測量技術的運動物體追蹤方法，其特征在于，包括，

S1配置測量站系統(tǒng)，所述測量站系統(tǒng)包括多個測量站；每個測量站可單獨追蹤運動物體在該測量站視場范圍內的軌跡；

S2分別獲取每個測量站中相機的內部參數(shù)和外部參數(shù)，對大視場范圍內的測量站系統(tǒng)進行標定，保證每組測量站測量結果的精確度；

S3利用經(jīng)過標定的測量站系統(tǒng)中的測量站獲取關聯(lián)立體標靶的位置，同時使用光電跟蹤儀對關聯(lián)立體標靶進行跟蹤，計算獲取每個測量站所在坐標系與光電跟蹤儀所在世界坐標系之間的轉換關系；