[發明專利]一種光學鏡頭和熱成像鏡頭的雙鏡頭圖像像素點匹配方法

在審

• 申請號: 202011347263.1
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112509035A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 田青;張華;姚銳琳;侯衛民
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃未來城市應用技術研究所有限公司
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/80;G06T3/00;G06T5/00;G01J5/00
• 代理公司: 南京科闊知識產權代理事務所(普通合伙) 32400
• 代理人: 蘇興建

一種光學鏡頭和熱成像鏡頭的雙鏡頭圖像像素點匹配方法，步驟包括：矯正熱成像鏡頭以及光學鏡頭的畸變；固定光學鏡頭和熱成像鏡頭，變換標定板的位置獲得到相應位置下的光學鏡頭和熱成像鏡頭得到圖像之間的仿射變換矩陣；對仿射變換矩陣中的每個元素進行最小二乘法擬合，得到在各個位置下的圖片像素對應的仿射變換矩陣。使用本方案，可以有效解決了在行人識別以及體溫檢測時的位置不匹配問題，保證行人識別準確以及體表溫度的測量準確度以及效率。

技術領域

本發明涉及多種圖像像素點匹配方法，特別涉及一種一個是光學鏡頭，一個是熱成像鏡頭的圖像像素點匹配方法。

背景技術

現代的行人檢測方法不僅要獲得行人的位置信息，更重要的是獲得行人的體表溫度，來為整個疫情防控系統提供技術支持。但是，傳統使用單目熱成像攝像頭來檢測行人溫度，往往就會導致體溫檢測不準確，檢測效果不佳。若采用體溫槍和光學鏡頭的行人檢測，又會使檢測體溫效率降低，給交通帶來極大的壓力。

采用攝像機獲取的可見光以及紅外圖像信息，并根據圖像信息得到被檢目標的溫度信息，這個過程所用到的技術較為成熟。但光學鏡頭與紅外鏡頭的像素點匹配是技術也是技術要點。原始圖像是終端設備(如計算機等)處理數據的來源。如果原始圖像信息較為準確，則處理過程所需系統資源較少，結果也更容易做到準確。

發明內容

為了提高獲取準確的原始圖像信息，本技術方案提出一種光學鏡頭和熱成像鏡頭的雙鏡頭圖像像素點匹配方法，用于解決行人識別以及體溫檢測時的位置不匹配問題，具體為：

一種光學鏡頭和熱成像鏡頭的雙鏡頭圖像像素點匹配方法，步驟包括：

1)取相機和棋盤標定板，并固定二者的相對位置；

相機分別采用光學鏡頭和熱成像鏡頭拍攝棋盤標定板，分別記錄棋盤標定板中的各個黑格中心點的位置；得到熱成像鏡頭的內參矩陣，采用熱成像鏡頭的內參矩陣矯正熱成像鏡頭的畸變；矯正的方法包括步驟：

1.1)將源圖像像素坐標系通過內參矩陣轉化為相機坐標系，通過畸變系數矯正圖像的相機坐標；

1.2)矯正后的相機坐標系通過內參矩陣轉化為圖像像素坐標系，并根據源圖像坐標的像素賦值給新的圖像坐標；

2)相機采用光學鏡頭拍攝棋盤標定板，記錄棋盤標定板的角點位置；得到光學鏡頭的內參矩陣，采用光學鏡頭的內參矩陣矯正光學鏡頭的畸變；

矯正的方法與步驟1.1)～1.2)相同；

3)固定光學鏡頭和熱成像鏡頭；對處于位置d的棋盤標定板，依次對每一個電阻絲進行通電，獲得得到該位置下的各個黑格中心點的光學坐標和紅外坐標，得到仿射變換矩陣G；

4)變換棋盤的位置分別為d₁、d₂，...d_n，采用步驟3)的方法，獲得到相應位置下的光學鏡頭和熱成像鏡頭得到圖像之間的仿射變換矩陣G₁、G₂，...G_n；

5)對步驟4)得到的仿射變換矩陣中的每個元素進行最小二乘法擬合，得到在各個位置下的圖片像素對應的仿射變換矩陣G′。

本方法可以應用于雙目獲取行人體溫信息，原理為：傳統的測溫槍及測溫門方案覆蓋范圍有限且需專人值守，效率較低。

使用光學鏡頭+紅外鏡頭的部署方式可實現大范圍多目標檢測，通過光學鏡頭可檢測出覆蓋范圍內人員目標及需測溫位置(如額頭)，通過紅外鏡頭可得到覆蓋范圍內物體溫度信息，通過光學鏡頭圖像及紅外鏡頭圖像的像素點匹配可得到每個人員目標的體溫。但光學鏡頭與紅外鏡頭的像素點匹配是技術難點。本發明提出的光學鏡頭與紅外鏡頭的標定及像素點匹配方法解決了這一技術難點，光學鏡頭圖像及紅外鏡頭圖像可通過仿射變換矩陣G′進行匹配。