[发明专利]室内多摄像头同步高精度定位方法

说明书

本发明公开了一种室内多摄像头同步高精度定位方法，该方法不仅能够同时监控广大的室内范围，同时避免了一般多摄像头定位系统中的成像过程中不同步问题；同时，通过利用人工添加的特征点进行定位，具有精度高，速度快等特点；另外，通过单独设置的方向特征点确定物体的朝向，可以在定位的时候同时确定物体上一个可转动部件的方向。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，尤其涉及一种室内多摄像头同步高精度定位方法。

背景技术

在工业生产和视频监控以及安全领域中，高精度定位系统受到人们的青睐，相应地，基于室内高精度定位技术的市场需求正在日益扩大，应用也越来越广泛。

视觉定位是通过机器视觉获得包含待定位物体的图像，从中获得待定位物体的坐标的过程。视觉定位技术主要涉及摄像头成像、图像处理、物体坐标计算等步骤。其中图像处理和物体坐标计算是视觉定位领域的两个关键问题。

目前视觉定位的方法主要有两种：基于单摄像头的方法和基于多摄像头的方法。基于单摄像头的方法，是只使用一个摄像头来观测待定位物体，从中提取特征点，计算物体坐标；虽然这个系统比较简单，无须数据融合，易于实现实时监测，但是由于一个摄像头的观测范围比较小，而且由于ccd或者cmos的面积和像素不可能无限制地增加，使它的应用范围受到限制。多摄像头的方法，是利用多个摄像头监控物体，综合多个摄像头的观察数据计算物体的位置，它的优点是视野广阔，容易监控广大的范围，但是由于涉及数据融合，比较难以做到同步，数据量大，实时性也难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种室内多摄像头同步高精度定位方法，可以准确定位室内物体的位置及朝向。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种室内多摄像头同步高精度定位方法，包括：

标定每一室内物体的特征点，并计算特征点和物体中心的物体相对坐标；

利用多个室内摄像头同步采集图像，获得能够覆盖室内区域的同步图像；

根据预先建立的室内坐标高精度测量系统从同步图像中获取每个室内物体的特征点及特征点的绝对坐标，并逐一排除不同同步图像中重复的特征点，最终获得特征点集合；

根据室内物体在开始运动前所估计的初始位置，判断当前时刻待定位室内物体的位置是否发生变化，若是，则根据待定位室内物体与其所标定的特征点的相对距离为该待定位室内物体重新分配特征点，基于重新分配特征点的绝对坐标及其与该待定位室内物体的相对距离确定该待定位室内物体的绝对坐标与朝向。

进一步的，所述利用室内多摄像头同步采集图像，获得能够覆盖室内区域的同步图像包括：

将每一摄像头的电平触发输入端连接到电平触发板上，通过计算机控制电平触发板周期地升降电平，从而使多个摄像头同步成像。

进一步的，该方法还包括：确定摄像头的布置参数与数量，其包括如下：

根据所需的精度计算摄像头参数以及摄像头距离地面的距离；若所需的精度为毫米级，则摄像头的视野范围同摄像头的像素必须满足如下关系：摄像头上一个像素对应地面上0.5mm乘以0.5mm的区域；

根据摄像头精度以及ccd面积确定摄像头的焦距以及摄像头距离地面的高度，需满足如下关系：焦距比上ccd芯片的长等于镜头到地面的距离比上视野范围的长；

根据视野范围确定摄像头的数目，确保两个相邻摄像头的视野有百分之十重合的要求下让摄像头覆盖整个待测量区域；

标定各个摄像头的参数，具体的：根据地面标定点的坐标以及标准棋盘格按照张正友平面标定法标定每个安装好的摄像头的参数。

进一步的，建立室内坐标高精度测量系统的步骤包括：