[发明专利]一种目标物体动态跟踪与测量定位方法

说明书

一种目标物体动态跟踪与测量定位方法，该方法利用两个摄像头采集监控区域图像，通过监控区域背景动态更新和目标物体提取，利用双目识别定位原理，生成视角区域三维点云；结合目标物体提取和双目识别定位原理，动态跟踪定位目标物体。本发明将视觉测距与目标跟踪在视频监控领域相结合，通过目标动态跟踪，确定目标所在图像的像素坐标，结合视觉测距生成的三维点云，锁定目标物体，并确定其三维坐标。当目标物体进入警戒区域，系统便可发出警报，达到实时预警的目的；捕捉到的目标物体的位置信息给后台工作人员的实际操控提供科学依据。

技术领域

本发明涉及视频安防与人机交互技术领域，尤其涉及一种视频监控领域目标物体动态跟踪与测量定位方法。

背景技术

目前，视频监控应用日益普遍，在安防领域给人们的工作带来了不可估量的作用，然而现有的监控技术智能化程度低，仍依赖于大量的人力资源来对视频内容识别，以应对危险及突发事件。大多数传统的视频监控系统仅能够采集监控区域的视频信息，该监控方式依赖于人工持续工作以检测监控区域突发及危险状况，缺乏对监控区域内的危险信息进行智能预警，实际运行需投入大量人力进行实时或者事后分析，且该视频监控方式传回的图像不能提供目标物体精确的位置信息，操控人员仅能够根据经验推测目标物体的大致位置，使得目标物体的跟踪与定位不准确且缺乏智能性。

发明内容

本发明提供一种目标物体动态跟踪与测量定位方法，弥补传统视频监控传回的画面不能提供目标物体精确位置的不足，改善其依赖大量人力资源的现状，提高视频监控系统的智能化水平。

为此，所采用的技术方案为：

一种目标物体动态跟踪与测量定位方法，该方法利用两个摄像头采集监控区域图像，通过监控区域背景动态更新和目标物体提取，利用双目识别定位原理，生成视角区域三维点云；结合目标物体提取和双目识别定位原理，动态跟踪定位目标物体。

其具体步骤如下：

步骤1，目标物体提取：动态建立背景图库并实时更新，给不同动态程度的背景赋予不同的阈值，根据当前图像和背景图库中图像的差分运算结果，区分当前图像中的前景与背景部分，并将背景部分更新到背景图库中；

步骤2，双目测距：

（1）消除图像畸变与摄像头校正：利用泰勒级数展开并结合添加校正因子，校正所采集图像畸变；采用1612棋盘作为标定物对摄像头进行标定，通过距离最小化、投影最大化原则来确保棋盘图像中的特征点均匀分布，利用棋盘特征点和图像特征点的几何关系得出坐标点对方程，从而求解摄像头内外参数，通过内参数校正畸变图像，得出更加真实自然的图像；通过外参数调整两副图像相对棋盘的角度和位置，输出行对准的校正图像；

（2）图像匹配：同时在不同视场拍摄目标物体的多幅图像，查找左右摄像头在同一时刻不同视场所拍摄图像的相同特征，分析其中的差异，输出同一特征点在左右图像上的像素坐标差值；

（3）重投影：将左右图像相同特征点像素坐标差分结果通过三角测量法转化成距离，输出视角图像的三维点云；

步骤3，目标跟踪定位：将左右摄像头所拍摄图像中的任意一幅当前帧图像和相应背景图像作差分，动态锁定图像中的目标，并提取其在当前帧的像素坐标，结合双目测距生成的三维点云信息，确定该目标的三维点云，求得目标物体在世界坐标系中的坐标。

所述步骤1中使用混合高斯模型，减弱图像中类似于树叶晃动的干扰因素，以减少前景与背景的相互干扰；根据动态阈值有效分离当前帧前景及背景图像，并将当前图像的背景部分更新到背景图库中；依据提取的前景图像，确定前景所处图像的像素坐标，为计算前景图像的三维世界坐标提供科学依据。