[發(fā)明專利]一種基于攝像機(jī)視頻流的行人定位及軌跡獲取方法

有效

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• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111914699B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉兒兀;劉軼銘
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06V20/52;G06V10/82;G06N3/0464;G06V10/774;G06T7/246;G06T7/269
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種基于攝像機(jī)視頻流的行人定位及軌跡獲取方法，其特點在于，依次包括兩個步驟：一、室內(nèi)目標(biāo)人物的特征提取與檢測算法；用于對攝像機(jī)視頻流的每一幀圖像進(jìn)行行人檢測；二、行人位置信息及其移動軌跡獲取算法；用于獲取攝像機(jī)視頻流每一幀圖像中檢測出的行人的位置信息和移動軌跡。本發(fā)明建立了室內(nèi)攝像頭及行人所處空間模型，并從行人所處垂直剖面和水平剖面分別建立相關(guān)模型，所建模型簡潔、高效，所需計算量小，所獲取位置信息精確度高，可以節(jié)約算力、減小耗時、保證實時性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器視覺和室內(nèi)定位融合技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在室內(nèi)環(huán)境無法使用衛(wèi)星定位時，使用室內(nèi)定位技術(shù)可以解決衛(wèi)星信號到達(dá)地面時較弱、不能穿透建筑物的問題。基于攝像機(jī)視頻流的行人檢測、定位及軌跡獲取可以成為輔助室內(nèi)定位技術(shù)的有效手段。并且攝像頭場景下行人的檢測、定位及軌跡獲取也是智能視頻監(jiān)控的重要組成部分應(yīng)用潛力，也是近年來研究的熱點。

計算機(jī)視覺領(lǐng)域中，行人檢測技術(shù)發(fā)展迅速。用于行人檢測的攝像機(jī)主要包括固定式攝像機(jī)、3D攝像機(jī)、RGBD攝像機(jī)、PTZ攝像機(jī)等。用于行人檢測的圖像特征主要包括圖像整體或局部模板、特征點、梯度直方圖和基于區(qū)域的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。室內(nèi)定位領(lǐng)域中，對于行人的定位和軌跡獲取，目前尚無合理的模型和算法能夠基于攝像機(jī)視頻流對行人進(jìn)行精確的定位和軌跡獲取。

接近現(xiàn)有技術(shù)對比文件：

一種基于3D攝像機(jī)的建模裝置及定位方法，所述建模裝置包括至少2個3D攝像機(jī)以及1個處理端。該發(fā)明中基于3D攝像機(jī)的建模裝置及定位方法能夠數(shù)字化3D攝像機(jī)的拍攝位置并生成3D模型(戴佑俊.基于3D攝像機(jī)的建模裝置及定位方法[P].CN109272453A,2019-01-25.)。但是，該發(fā)明存在明顯的缺陷，即該方法需要部署多個3D攝像機(jī)，應(yīng)用成本極高且對行人軌跡獲取效果提升不明顯。

一種利用固定式攝像機(jī)的空間定位系統(tǒng)，包括安裝支架以及支架上的固定式攝像機(jī)、控制器，控制器包括對比數(shù)據(jù)庫，對比數(shù)據(jù)庫中存有物體在固定式攝像機(jī)中所呈現(xiàn)的物體尺寸與物體相對于固定式攝像機(jī)的相對距離之間的對應(yīng)關(guān)系。控制器基于拍攝信息中被測目標(biāo)的尺寸查詢數(shù)據(jù)庫中與之匹配的相對距離(戴翀博,劉嘉慧,等.利用固定式攝像機(jī)的空間定位系統(tǒng)[P].CN109443325A,2019-03-08.)。該發(fā)明的主要缺陷為設(shè)置對比數(shù)據(jù)庫這一方法不適用于高低各異且持續(xù)移動的行人，所得距離信息誤差較大，并且相較于實時計算位置信息，與所設(shè)置的龐大數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對這一方法耗時更多，難以保證實時性。

一種基于分布式視覺的行人定位方法和系統(tǒng)。該發(fā)明利用滑動窗口遍歷歸一化可行尺度行人前景子圖像，計算顏色方向梯度直方圖，將其送至已訓(xùn)練的行人檢測分類器，并提取滑動窗口的有效區(qū)域特征。將其恢復(fù)至圖像坐標(biāo)系中，并確定單個行人圖像位置特征。(溫豐,郭躍,原魁,賀一家.基于分布式視覺的行人定位方法和系統(tǒng)[P].CN105809108A,2016-07-27.)該發(fā)明的主要缺陷為所述方法主要著力于提升行人檢測的精度，但是對于行人定位則需依賴移動機(jī)器人獲得圖像坐標(biāo)和地圖坐標(biāo)的映射關(guān)系，并且分布式攝像機(jī)和移動機(jī)器人組成的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、模型魯棒性較差。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明提出了一種基于攝像機(jī)視頻流的行人定位及其軌跡獲取方法，以便克服上述問題。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于攝像機(jī)視頻流的行人定位及軌跡獲取方法，其特點在于，依次包括兩個步驟：

一、室內(nèi)目標(biāo)人物的特征提取與檢測算法；用于對攝像機(jī)視頻流的每一幀圖像進(jìn)行行人檢測；(可以由已有的、通用的技術(shù)實現(xiàn))

二、行人位置信息及其移動軌跡獲取算法；用于獲取攝像機(jī)視頻流每一幀圖像中檢測出的行人的位置信息和移動軌跡。(創(chuàng)新步驟)

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案至少具有以下有益效果：