[發(fā)明專利]利用雙魚眼圖像計(jì)算所攝物體坐標(biāo)的方法及圖像獲取裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810023066.0
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN110021044B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳伯政
• 申請（專利權(quán)）人: 華晶科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/73
• 分類號(hào): G06T7/73;G01B11/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 吳志紅;臧建明

本發(fā)明提供一種利用雙魚眼圖像計(jì)算所攝物體坐標(biāo)的方法及圖像獲取裝置。此方法是利用圖像獲取裝置的第一及第二魚眼鏡頭分別獲取包括一物體的第一及第二魚眼圖像，檢測物體在第一及第二魚眼圖像中的坐標(biāo)，據(jù)此計(jì)算物體在第一及第二魚眼鏡頭的圖像傳感器平面上相對于第一及第二魚眼圖像的魚眼中心的第一及第二方位角，利用第一及第二魚眼鏡頭的鏡頭曲線，將物體坐標(biāo)與第一、第二魚眼圖像的魚眼中心的距離分別轉(zhuǎn)換為第一及第二入射角。最后，根據(jù)第一、第二方位角、第一、第二入射角以及第一及第二魚眼鏡頭之間的基線距離，利用三角函數(shù)計(jì)算物體的三維坐標(biāo)。藉此，可在不進(jìn)行幾何轉(zhuǎn)換的情況下，實(shí)現(xiàn)所攝物體的三維坐標(biāo)計(jì)算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圖像獲取裝置及方法，尤其涉及一種利用雙魚眼圖像計(jì)算所攝物體坐標(biāo)的方法及圖像獲取裝置。

背景技術(shù)

游戲機(jī)是現(xiàn)代人家庭娛樂不可或缺的電子產(chǎn)品之一。為了增加玩家與游戲內(nèi)容的互動(dòng)，許多游戲機(jī)已摒除傳統(tǒng)手把的控制模式，加入了體感檢測的元素。通過紅外線等傳感器檢測使用者于空間中的移動(dòng)或動(dòng)作，并反應(yīng)于游戲內(nèi)容的操控，而大幅增加游戲的娛樂性。

除了早期的紅外線感測定位技術(shù)之外，近期的游戲機(jī)更導(dǎo)入了光球檢測技術(shù)，當(dāng)使用者手持光球遙桿在空間中揮舞時(shí)，游戲機(jī)會(huì)通過配置其上的雙鏡頭拍攝光球的圖像，并根據(jù)光球在圖像中的位置計(jì)算光球在空間中的位置。

然而，由于傳統(tǒng)鏡頭的視野(field of view，F(xiàn)OV)有限，此將使得上述雙鏡頭的拍攝范圍會(huì)受到限制，連帶使得使用者的移動(dòng)空間也受到限制。而若將此鏡頭替換成視野較廣的魚眼鏡頭，則因?yàn)轸~眼鏡頭所獲取的圖像會(huì)有變形，需要進(jìn)行魚眼校正后才能用來定位，但校正過程需要經(jīng)過幾何轉(zhuǎn)換(geometry transformation)，此將降低視頻圖像的管線期間(pipeline duration)，而有可能需要通過增加圖框率(frame rate)來解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種利用雙魚眼圖像計(jì)算所攝物體坐標(biāo)的方法及圖像獲取裝置，可在不進(jìn)行幾何轉(zhuǎn)換的情況下，使用雙魚眼圖像計(jì)算出物體于空間中的三維坐標(biāo)。

本發(fā)明的利用雙魚眼圖像計(jì)算所攝物體坐標(biāo)的方法適用于具有第一魚眼鏡頭及第二魚眼鏡頭的圖像獲取裝置。其中，第一魚眼鏡頭及第二魚眼鏡頭之間具有基線距離。所述方法是利用第一魚眼鏡頭及第二魚眼鏡頭分別獲取包括一物體的第一魚眼圖像及第二魚眼圖像。接著，檢測此物體在第一魚眼圖像及第二魚眼圖像中的第一坐標(biāo)及第二坐標(biāo)，然后根據(jù)此第一坐標(biāo)及第二坐標(biāo)，計(jì)算物體在第一魚眼鏡頭及第二魚眼鏡頭的圖像傳感器平面上相對于第一魚眼圖像及第二魚眼圖像的魚眼中心的第一方位角及第二方位角，之后則利用第一魚眼鏡頭及第二魚眼鏡頭的鏡頭曲線，分別將第一坐標(biāo)與第一魚眼圖像的魚眼中心的第一距離以及第二坐標(biāo)與第二魚眼圖像的魚眼中心的第二距離轉(zhuǎn)換為第一入射角及第二入射角。最后，根據(jù)所述的第一方位角、第二方位角、第一入射角、第二入射角以及基線距離，利用三角函數(shù)計(jì)算物體的三維坐標(biāo)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述的物體包括發(fā)光裝置，而所述檢測物體在第一魚眼圖像及第二魚眼圖像中的第一坐標(biāo)及第二坐標(biāo)的步驟包括分別檢測第一魚眼圖像及第二魚眼圖像中亮度或顏色分量大于預(yù)設(shè)值的多個(gè)像素，而以這些像素所形成區(qū)域的中心或重心在第一魚眼圖像及第二魚眼圖像中的坐標(biāo)作為所述的第一坐標(biāo)及第二坐標(biāo)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述物體所發(fā)出的光在第一魚眼鏡頭上的入射角與此光在第一魚眼鏡頭的圖像傳感器上的投影半徑呈正比，以及所述物體所發(fā)出的光在第二魚眼鏡頭上的入射角與此光在第二魚眼鏡頭的圖像傳感器上的投影半徑呈正比。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，假設(shè)所述第一方位角為第二方位角為第一入射角為θ_l、第二入射角為θ_r以及基線距離為B，物體的三維坐標(biāo)為(x,y,z)，其中

以及

或