[发明专利]一种智能视频监控的三维重建方法

摘要

一种智能视频监控的三维重建方法，包括以下步骤：摄像头标定，采用直接线性法进行深度摄像头标定，获取变换矩阵M；依据透视矩阵M，计算出摄像点的位置坐标；依据立体几何中的等比三角形理论，生成三维轮廓高程图，构建一个世界坐标系中的三维点集。本发明提高了智能监控系统的性能，能够准确的获取监控范围内的三维高程信息，而且计算速度快。

主权项

1.一种智能视频监控的三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)：摄像头标定，采用直接线性法进行深度摄像头标定，获取变换矩阵M；(2)：依据透视矩阵M，以及图像坐标系中的坐标u，v，计算u，v方向视线与水平面的交点，如下：m11xw+m12yw+m13zw+m14=uZcm21xw+m22yw+m23zw+m24=vZcm31xw+m33yw+m33zw+m34=Zc]]>整理得到如下二元一次方程：(m11-um31)xw+(m12-um32)yw=(um33-m13)zw+um34-m14(m21-vm31)xw+(m22-vm32)yw=(vm33-m23)zw+vm34-m24]]>给出了u，v，z_w＝0，就通过上述方程的求解，得到世界坐标系中的x_w，y_w；(3)：遍历所有u，v，计算出x_w，y_w后形成两个矩阵X_u，v，Y_u，v，并计算出X_u，v，Y_u，v，0距离摄像机的距离distance(u，v)＝sqrt((x_u，v-x_c)²+(y_u，v-y_c)²+(H_c)²)，其中x_c，y_c，H_c表示摄像机的位置坐标；(4)：依据立体几何中的等比三角形理论，计算深度图像中图像点u，v对应真实世界中的坐标，通过深度摄像机采集得到像素点u，v的深度信息depth(u，v)，设深度信息与同一像素点地面投影点距离之间的比值为那么实际上该图像点所对应的点在三维空间中的坐标由立体几何可计算为：x_w＝(x_u，v-x_c).ratio(u，v)+x_c；y_w＝(y_u，v-y_c).ratio(u，v)+y_cH_w＝(1-ratio(u，v)).H_c(5)：生成三维轮廓高程图，首先初始化一幅高程图I_L×W＝0，大小为房间的长度L和宽度W；对深度图像的u，v点依据第四步计算x_w，y_w，z_w，在轮廓高程图中将位置为x_w，y_w处进行更新赋值，I(x_w，y_w)＝max(I(x_w，y_w)，z_w)，然后逐点遍历深度图像，即可生成整个监控场景中的依逐点将深度图像中各点都做步骤四的变换，就可以构建一个世界坐标系中的三维点集。