[发明专利]一种通过二角度图像实现设备定位的方法

权利要求书

1.一种通过二角度图像实现设备定位的方法，其特征在于，用于对待测物进行坐标定位，包括：

步骤一：在包含待检测区域的平面地图上，建立待检测区域的二维坐标系；

步骤二：在待检测区域的二维坐标系中，选定至少两个摄像机以及一个标定物并获取摄像机和标定物的坐标；

所述待测物和标定物能够同时被所述的两个摄像机拍摄到；

步骤三：通过所述步骤二中获得的摄像机和标定物的坐标，计算标定物分别与两个摄像机连线的倾斜角；

步骤四：在两个摄像机所拍摄的图像中，通过比较待测物与标定物的水平像素差，计算得出待测物和标定物分别与两个摄像机连线映射到水平面上的夹角；

步骤五：通过所述步骤三中获得的标定物分别与两个摄像机连线的倾斜角、以及所述步骤四中获得的待测物和标定物分别与两个摄像机连线映射到水平面上的夹角，在该二维坐标系中，计算出待测物分别与两个摄像机连线的倾斜角；

步骤六：通过两个摄像机的坐标和所述步骤五中获得的待测物分别与两个摄像机连线的倾斜角，建立待测物分别与两个摄像机连线的直线方程组，获得待测物在二维坐标系中的坐标表达式；

步骤七：将两个摄像机的坐标，以及待测物分别与两个摄像机连线的倾斜角，带入步骤六中获得的待测物在二维坐标系中的坐标表达式，获得待测物在二维坐标系中的坐标；

在所述步骤四中，预先获取摄像机所对应的水平视场角、俯仰角以及输出图像的水平像素宽度，再通过计算输出图像中待测物与标定物的水平像素差与输出图像的水平像素宽度之比，获得待测物和标定物分别与两个摄像机连线映射到水平面上的夹角α和β；

所述夹角α和β的计算公式为

式中，δ₁、δ₁为摄像机俯仰角，γ₁、γ₂为摄像机输出图像中待测物与标定物在水平方向上的夹角；

获取待测物分别在两个摄像机所拍摄的图像中的像素坐标(i₁，j₁)、(i₂，j₂)；

获取标定物分别在两个摄像机所拍摄的图像中的像素坐标(i₃，j₃)、(i₄，j₄)；

获取两个摄像机所拍摄的图像的总水平像素w₁、w₂；

所述γ₁和γ₂计算公式如下：

2.根据权利要求1所述的通过二角度图像实现设备定位的方法，其特征在于，在所述步骤二的二维坐标系中，确定所述标定物的坐标为(x₃,y₃)，两个摄像机的坐标分别为(x₁,y₁)和(x₂,y₂)；

在所述步骤三中，标定物分别与两个摄像机的连线映射到水平面上的直线为l₁和l₂，通过坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)和(x₃,y₃)分别计算出直线l₁的倾斜角θ₁和直线l₂倾斜角θ₂。

3.根据权利要求2所述的通过二角度图像实现设备定位的方法，其特征在于，所述直线l₁的倾斜角θ₁和直线l₂倾斜角θ₂的计算公式为

4.根据权利要求3所述的通过二角度图像实现设备定位的方法，其特征在于，在所述步骤五中，待测物分别与两个摄像机的连线映射到水平面上的直线为l₁’和l₂’，直线l₁’的倾斜角为α’，直线l₂’倾斜角为β’，则α’和β’满足

5.根据权利要求4所述的通过二角度图像实现设备定位的方法，其特征在于，所述步骤六中，根据二维坐标系中待测物和摄像机的几何位置关系，联立关于待测物坐标(x₄,y₄)的方程组

获得待测物在所述二维坐标系中的坐标表达式