[发明专利]一种基于斜装深度相机的目标检测与跟踪方法及系统

权利要求书

1.一种基于斜装深度相机的目标检测与跟踪方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

S1、对获取的前N帧深度图像进行求平均，得到一平均深度图像；

S2、根据所述平均深度图像，得到深度相机的安装高度信息和角度信息；

S3、根据所述平均深度图像、安装高度信息、角度信息以及当前帧的深度图像，获取所述当前帧的深度图像对应的前景图以及对应的投影深度图；

S4、在所述投影深度图中进行像素点遍历，得到一局部极值点集合，并获取所述当前帧的深度图像中的各个头部区域；

所述步骤S3包括：

根据所述安装高度信息、角度信息以及所述平均深度图像中每一个像素点的深度值信息，利用公式（5）得到所述当前帧的深度图像对应的前景图，

（5）；

其中，F（i,j）为所述前景图在图像坐标系下（x，y）点处的像素值，D_a(i,j)为所述平均深度图像在图像坐标系中i、j处的深度值,H为深度相机的纵向分辨率，α为深度相机倾角，δ为深度相机纵向视场角的一半，y为图像坐标系下的纵向坐标；

基于所述前景图，将所述当前帧的深度图像通过俯视角投影方法得到对应的投影深度图，所述俯视角投影方法的计算公式为式（6），

（6）；

其中，D_p（i,j）为所述投影深度图在图像坐标系下（x，y）点处的深度值，F(i,j)为所述前景图在图像坐标系下（x，y）点处的像素值，D(i,j)为所述当前帧的深度图像在图像坐标系下（x，y）点处的像素值，H为深度相机的纵向分辨率，α深度相机倾角，δ为深度相机纵向视场角的一半,y为图像坐标系下的纵向坐标；

对所述投影深度图进行栅格化降采样处理，得到栅格化后的投影深度图;

所述步骤S4包括：

对所述局部极值点集合采用局部最大值约束的方式，得到约束后的局部极值点集合；

根据最近邻搜索的方式在相邻两帧的深度图像中获取每一个头部区域的运行轨迹，其中，所述最近邻搜索的步骤具体包括：

获取相邻两帧的深度图像，分别获取相邻两帧的深度图像的局部极值点集合，分别标记为第一局部极值点集合和第二局部极值点集合；

计算所述第一局部极值点集合中的一个点与所述第二局部极值点集合中的每一个点的距离，将距离最近的点作为该点对应的匹配点；

以此类推，得到所述第一局部极值点集合中的每一个点对应所述第二局部极值点集合中的匹配点，建立相邻两帧的深度图像之间的运行轨迹，获取每一头部区域的运行轨迹。

2.如权利要求1所述的基于斜装深度相机的目标检测与跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

获取所述前N帧深度图像中每一帧深度图像中的深度数据，根据公式（1），计算得到所述平均深度图像；

（1）；

其中，i、j为图像坐标系下的横坐标和纵坐标，D_a(i,j)为所述平均深度图像在图像坐标系中i、j处的深度值，D^l(i,j)为第l帧深度图像在图像坐标系中i、j处的深度值。

3.如权利要求2所述的基于斜装深度相机的目标检测与跟踪方法，其特征在于，所述步骤S2包括:

根据公式（2）、（3）和（4）计算得到深度相机的安装高度信息h和倾角信息ɑ,

（2）；

（3）；

（4）；

其中，L₁为所述平均深度图像在中心点(W/2, H/2)处的深度值，L₂为所述平均深度图像在坐标点(W/2, H*3/4)处的深度值，∂为所述平均深度图像中心点(W/2, H/2) 和坐标点(W/2, H*3/4)的光线的夹角，δ为深度相机纵向视场角的一半，y₁和y₂分别为所述平均深度图像中心点(W/2, H/2) 和坐标点(W/2, H*3/4)的y轴的坐标值，W和H分别为所述平均深度图像的横向和纵向的分辨率的大小。

4.一种基于斜装深度相机的目标检测与跟踪系统，其特征在于，所述系统执行如权利要求1-3任一所述的基于斜装深度相机的目标检测与跟踪方法，所述系统包括：

平均图像模块，用于对获取的前N帧深度图像进行求平均，得到一平均深度图像；

相机信息模块，用于根据所述平均深度图像，得到深度相机的安装高度信息和角度信息；

投影深度图模块，用于根据所述平均深度图像、安装高度信息、角度信息以及当前帧的深度图像，获取所述当前帧的深度图像对应的前景图以及对应的投影深度图；

局部极值点模块，用于在所述投影深度图中进行像素点遍历，得到一局部极值点集合，并获取所述当前帧的深度图像中的各个头部区域。