[发明专利]一种基于球机的三维位置测量方法及装置

说明书

本发明涉及安防设备领域，尤其涉及一种基于球机的三维位置测量方法及装置。该方法为，在双目系统中引入球机，任意一个相机检测到待测量目标时，调整球机，获得待测量目标的目标点，并根据调整后的每一个相机的姿态角和焦距以及初始状态下标定的相机的外部参数和内部参数，计算获得待测量目标的三维位置。这样，获得待测量目标的三维位置，测量过程简单快捷，且球机可以根据待测量目标调整姿态角和焦距，保证待测量目标在图像中的分辨率，提高了目标检测、识别与跟踪的准确率；只在初始状态下进行标定，支持对动态目标的实时三维位置测量；获得的待测量目标的目标点，没有进行限制，不局限于相机的光轴方向，提高系统的实用性。

技术领域

本发明涉及安防设备领域，尤其涉及一种基于球机的三维位置测量方法及装置。

背景技术

在目标跟踪、行为分析等视频监控应用中，感兴趣目标的三维位置对于算法的分析和处理有重要作用，三维信息可以帮助系统把目标从复杂的背景干扰中提取出来，也可以帮助确认跟踪过程中是否发生了遮挡，同时，目标的很多动作、行为在三维空间中的定义更准确，如跌倒、奔跑等。

现有技术中，用于获取三维信息的电子设备有雷达、激光测距仪、结构光相机、飞行时间(Time of flight，TOF)相机、双目相机等。但是，这些电子设备并不能有效、准确地获得三维信息，使用范围也有限。

现有技术中，另一种双目相机的测距方法，为通过图像中心点凝视同一目标的方式构造三角测距模型，这种方法虽然可以减少信息冗余、缩短时间消耗、延长探测距离，但是，这种测距系统，实时性、实用性较低，不能满足实际的三维位置测量需求。

发明内容

本发明实施例提供一种基于球机的三维位置测量方法及装置，在保持对目标进行三维测量的同时，提高了系统对目标进行检测与跟踪的能力。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种基于球机的三维位置测量方法，应用于双目系统中，上述双目系统包括两个相机，其中至少一个相机为球机，上述方法包括：

双目系统确定任意一个相机检测到待测量目标时，读取每一个相机在初始状态下标定的外部参数和内部参数，其中，上述外部参数表征相机的相机坐标系中心点相对于设置的世界坐标系的三维位置和姿态角的旋转矩阵，上述内部参数表征相机的图像中心点坐标和相机的焦距；

双目系统调整球机的姿态角和焦距，并分别获得上述每一个相机各自拍摄得到的图像，以及分别从每一个图像中获取上述待测量目标的目标点；

双目系统分别基于上述每一个相机的内部参数、外部参数以及调整后的上述每一个相机的姿态角和焦距，计算获得上述待测量目标的三维位置。

本发明实施例中，双目系统确定任意一个相机检测到待测量目标时，读取每一个相机在初始状态下标定的外部参数和内部参数，其中，上述外部参数表征相机的相机坐标系中心点相对于设置的世界坐标系的三维位置和姿态角的旋转矩阵，上述内部参数表征相机的图像中心点坐标和相机的焦距；双目系统调整球机的姿态角和焦距，并分别获得上述每一个相机各自拍摄得到的图像，以及分别从每一个图像中获取上述待测量目标的目标点；双目系统分别基于上述每一个相机的内部参数、外部参数以及调整后的上述每一个相机的姿态角和焦距，计算获得上述待测量目标的三维位置。这样，双目系统中，引入了球机，球机可以根据待测量目标调整姿态角和焦距，保证待测量目标在图像中的分辨率，提高了目标检测、识别与跟踪的准确率；并且，只在初始状态下进行标定，无需在测量过程中进行标定，支持对动态目标的实时三维位置测量；获得的待测量目标的目标点，并没有进行限制，不局限于相机的光轴方向，提高系统的实用性；根据初始状态下标定的内部参数、外部参数以及相机调整后相机的姿态角和焦距，直接计算获得待测量目标的三维位置，测量过程简单快捷。

较佳的，双目系统确定任意一个相机检测到待测量目标之前，进一步包括：