[发明专利]一种基于Azure Kinect的目标跟踪定位方法

说明书

本发明公开了一种基于Azure Kinect的目标跟踪定位方法，包括以下步骤：步骤1：通过Azure Kinect提取目标物三维点云数据；步骤2：将目标物点云映射至彩色图；步骤3：建立融合深度信息的目标物“颜色‑形状”模型；步骤4：实时采集彩色图像和深度图像；步骤5：运用深度方差对目标物和相似颜色背景进行连通域分割；步骤6：通过目标物形状偏差率、直方图巴氏距离完成目标识别；步骤7：若目标识别成功，计算目标物质心P0，以目标物质心区域的深度均值完成目标定位；步骤8：输出目标物坐标，更新目标颜色直方图、长宽值和深度值；步骤9：若目标识别失败，重复步骤4至步骤8。本发明能够克服基于颜色特征的目标跟踪方法易受相似颜色背景干扰的问题。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，具体为一种基于Azure Kinect的目标跟踪定位方法。

背景技术

Kinect是微软推出的3D体感摄像机，具有彩色相机和深度传感器，由于Kinect可获取物体的深度信息，其在目标跟踪领域也表现出了独特的优势。Azure Kinect面向开发者提供了深度、视觉、声音和方向四大类传感器SDK，包括100万像素TOF深度摄像头、1200万像素RGB高清摄像头，7麦克风圆形阵列和惯性测量单元IMU，并提供了多种控制访问模式和自定义安装方式，可以为Azure Kinect设备配置和硬件传感流提供跨平台的底层访问。

深度摄像头在控制访问时可以选择宽或窄两种FOV视野，所以在实际空间内获取的数据将会更为精准。利用深度摄像头进行房间环境识别的时候，TOF的技术能够近乎实时的捕捉到周围环境信息。基于扫描到的深度数据，可以将捕捉到的人或物的画面以深度摄像画面和三维点云效果来表现。

Azure Kinect搭载了100万像素深度摄像头和1200万像素高清摄像头，可以对物体，场景和动作进行识别。当结合本地计算和Azure认知服务后，就能够对人脸进行准确识别；同时借助身体跟踪和动作识别的SDK，能对关键人物进行快速定位辨别，此外Azure认知服务还能准确识别目标人物的情绪变化。

Azure Kinect中的视觉功能不但可以追踪物体和人物，凭借Azure认知服务图像识别功能，通过OCR可以将文本和手写体内容进行准确识别。让设备和应用“看”懂这个世界。

Azure Kinect中声音功能内的圆形麦克风阵列及传感器可以实时收集外界的声音，并通过Azure认知服务的的语音识别功能实时处理翻译成文字。与Azure结合，根据声音的关键特征，能够较为准确识别说话人的身份信息，加上Azure Kinect的方向传感器，进而可以锁定说话人的位置。

目前采用Kinect的目标跟踪方法大多基于颜色特征，这种跟踪方法需要预先标记跟踪目标，操作不便，当目标物和背景颜色相似时，易受相似颜色干扰，跟踪效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Azure Kinect的目标跟踪定位方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于Azure Kinect的目标跟踪定位方法，包括以下步骤：

步骤1：将待跟踪目标放置于Azure Kinect视场范围内的固定平面上，通过AzureKinect提取目标物的三维点云数据；

步骤2：读取Azure Kinect内、外参，将目标物点云映射至彩色图，并分割出来；

步骤3：在HSV颜色空间建立融合深度信息的目标物“颜色-形状”模型；

步骤4：由Azure Kinect实时采集彩色图像和深度图像，对当前帧的图像分别进行深度过滤和颜色过滤；

步骤5：运用深度方差对目标物和相似颜色背景进行连通域分割，获得潜在目标；

步骤6：通过目标物形状偏差率、直方图巴氏距离完成目标识别；