[發(fā)明專利]一種基于PTZ云臺(tái)相機(jī)的車輛目標(biāo)三維信息獲取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910208210.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN110148169B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉;唐心瑤;宋煥生;張朝陽;張文濤;戴喆;梁浩翔;云旭;侯景嚴(yán);劉蒞辰;賈金明;李俊彥;武非凡;雷琪;楊露
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/60
• 分類號(hào): G06T7/60;G06T7/80
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建

本發(fā)明公開了一種基于PTZ云臺(tái)相機(jī)的車輛目標(biāo)三維信息獲取方法，在視頻幀中通過深度學(xué)習(xí)的方法對(duì)車輛目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，獲取車輛目標(biāo)的三維包絡(luò)基準(zhǔn)點(diǎn)在圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，根據(jù)坐標(biāo)信息結(jié)合地平線的約束繪制出最貼合車輛目標(biāo)的三維包絡(luò)框，再利用標(biāo)定結(jié)果計(jì)算出車輛目標(biāo)的三維尺寸信息，完成車輛目標(biāo)的三維信息獲取。本發(fā)明可適應(yīng)不同的道路交通場景，利用云臺(tái)攝像機(jī)提取場景中大量車輛目標(biāo)完成三維信息獲取的過程。方法實(shí)現(xiàn)簡單，通用性好，可以應(yīng)用于各種道路場景下的三維信息獲取，并且結(jié)果較為準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于PTZ云臺(tái)相機(jī)的車輛目標(biāo)三維信息獲取方法。

背景技術(shù)

車輛三維信息主要是指車輛的整體形狀、尺寸和空間位置，以及各部分的局部細(xì)節(jié)信息等，以往的獲取方法主要有接觸測量和圖像雷達(dá)等，這些方法在技術(shù)上比較成熟，但是在檢測速度、精度等方面有諸多缺陷。近年來，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，車輛三維信息的獲取大多都是基于計(jì)算機(jī)視覺理論，識(shí)別出圖像上的二維特征點(diǎn)進(jìn)而恢復(fù)出它們的三維空間位置，并對(duì)這些信息進(jìn)行描述和理解，進(jìn)一步得到車輛的大小尺寸、形狀等感興趣的三維信息。要實(shí)現(xiàn)上述功能，目標(biāo)檢測和攝像機(jī)標(biāo)定是必不可少的兩個(gè)步驟，通過目標(biāo)檢測可以確定車輛在圖像上的具體位置，再通過標(biāo)定確定三維世界坐標(biāo)和二維圖像坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，就可以獲取車輛的三維信息。

在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，傳統(tǒng)的目標(biāo)檢測方法有混合高斯背景建模法，該方法實(shí)時(shí)性較好，但是對(duì)于車輛之間相互遮擋或者車輛目標(biāo)與背景顏色相似等情況時(shí)很容易造成誤檢測，而且不能很好地處理快速的光照變化和陰影問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種基于PTZ云臺(tái)相機(jī)的車輛目標(biāo)三維信息獲取方法，克服現(xiàn)有車輛目標(biāo)三維信息獲取方法的通用性不強(qiáng)以及目標(biāo)檢測不準(zhǔn)等缺陷。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種基于PTZ云臺(tái)相機(jī)的車輛目標(biāo)三維信息獲取方法，該方法包括如下步驟：

步驟1，PTZ云臺(tái)攝像機(jī)模型和坐標(biāo)系的建立：

步驟1.1，建立世界坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系、圖像坐標(biāo)系和攝像機(jī)模型，其中將攝像機(jī)模型簡化為針孔模型；

步驟1.2，將攝像機(jī)拍攝的圖像中任意一點(diǎn)的世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系中，得到世界坐標(biāo)系的點(diǎn)與圖像坐標(biāo)系的點(diǎn)的投影關(guān)系；

步驟2，地平線的識(shí)別及標(biāo)定結(jié)果的計(jì)算：

步驟2.1，將圖像坐標(biāo)系中多條平行直線的交點(diǎn)轉(zhuǎn)換為鉆石空間中折線組的交點(diǎn)；

步驟2.2，將鉆石空間中折線組的交點(diǎn)變換到圖像坐標(biāo)系中，求得圖像坐標(biāo)系的消失點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟2.3，根據(jù)步驟2.2得到兩個(gè)互相垂直的消失點(diǎn)坐標(biāo)以確定地平線，并且計(jì)算標(biāo)定結(jié)果；

步驟3，車輛目標(biāo)的檢測：

使用深度學(xué)習(xí)的方法對(duì)車輛目標(biāo)進(jìn)行檢測，獲取車輛目標(biāo)三維包絡(luò)基準(zhǔn)點(diǎn)在圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

步驟4，車輛目標(biāo)三維包絡(luò)框的繪制及三維尺寸信息的計(jì)算：

步驟4.1，根據(jù)步驟3中的車輛目標(biāo)三維包絡(luò)基準(zhǔn)點(diǎn)信息與步驟2.3中的地平線約束，繪制車輛目標(biāo)三維包絡(luò)框；

步驟4.2，根據(jù)步驟4.1中繪制的三維包絡(luò)框和步驟2.3中的標(biāo)定結(jié)果計(jì)算車輛目標(biāo)的三維尺寸信息。

本發(fā)明還包括如下技術(shù)特征：

可選地，所述的步驟1.2中，將攝像機(jī)拍攝的圖像中任意一點(diǎn)的世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系中，得到世界坐標(biāo)系的點(diǎn)與圖像坐標(biāo)系的點(diǎn)的投影關(guān)系，包括：