[發明專利]基于雙目PTZ相機的目標定位方法

在審

• 申請號: 202110642192.6
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113379848A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 徐友春;冒康;婁靜濤;朱愿;李永樂
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍軍事交通學院軍事交通運輸研究所
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 閆俊芬

1.一種基于雙目PTZ相機的目標定位方法，其特征是：標定出雙目PTZ相機的任意角度和焦距下的內外參，利用最小二乘法，實現對目標的三維定位，具體步驟如下：

步驟1：求解左右相機的任意焦距下的內參矩陣K_l，K_r；

步驟2：求解左右相機任意角度、焦距下相對于世界坐標系的旋轉矩陣R_l、R_r及平移向量T_l、T_r；

步驟3：求出目標點從世界坐標系映射至左右相機像素坐標系的單應性矩陣H₁、H₂，根據同名點在左右像素坐標系下的坐標p_l(u_l,v_l)，p_r(u_r,v_r)，用最小二乘法求出目標在世界坐標系下的坐標值，具體步驟為：

步驟3-1，求出目標點P(X_w,Y_w,Z_w)由世界坐標系映射至左右相機像素坐標系下的對應點p_l(u_l,v_l)，p_r(u_r,v_r)單應性矩陣H₁，H₂；

步驟3-2，利用最小二乘法求解P(X_w,Y_w,Z_w)坐標。

2.根據權利要求1所述的基于雙目PTZ相機的目標定位方法，其特征是：所述求解左右相機的任意焦距下的內參矩陣K_l，K_r，求出左右相機焦距關于zoom的分段函數，具體步驟為：

步驟1-1：分別標定出左右相機幾個特定zoom值下的焦距f_x，f_y，利用線性插值法將焦距值擬合成關于zoom的分段函數；

步驟1-2：根據當前相機的zoom值，代入步驟1-1求出的分段函數，求出此時左右相機的焦距值和得到左右相機的內參矩陣分別為：

式(1)中和單位為dpi，u₀、v₀為圖像中心點的像素坐標，值為圖像分辨率的1/2。

3.根據權利要求1所述的基于雙目PTZ相機的目標定位方法，其特征是：步驟2所述求解左右相機任意角度、焦距下的R_l、R_r和T_l、T_r，用張正友標定法標定出初始位置的左右相機的外參矩陣將左相機的初始位置的相機坐標系作為世界坐標系O_w-x_wy_wz_w，，計算R_l、R_r、T_l、T_r的具體步驟為：

步驟2-1：求解左右相機水平旋轉時繞的豎直轉軸方向向量俯仰旋轉時繞的水平轉軸方向向量

步驟2-2：所述豎直轉軸方向向量和水平轉軸方向向量與各自光心旋轉平面γ的交點分別為計算出初始位置相機坐標系原點O至各交點的向量和

步驟2-3：分別計算左右相機經過旋轉后，相機坐標系相對于原位置的旋轉矩陣以及平移向量

步驟2-4：分別計算左右相機在不同zoom值下相對于zoom＝1光心產生的平移向量

步驟2-5：計算當左(右)相機分別水平旋轉α，俯仰旋轉β，zoom值分別為z₁、z₂時，左相機和右相機相對于的世界坐標系O-x_wy_wz_w的旋轉平移矩陣R_l、T_l、R_r、T_r。