一種基于雙攝像頭的實(shí)體定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于雙攝像頭的實(shí)體定位方法，其利用一對近距離普通攝像頭對定位對象進(jìn)行被動式定位，不需要被定位的實(shí)體攜帶或配置任何設(shè)備，也不需要被定位實(shí)體主動要求定位。與傳統(tǒng)定位方法相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：一、被動式定位。不需要為被定位實(shí)體配置任何設(shè)備即可以實(shí)現(xiàn)定位。二、只需要使用兩個普通攝像頭即可定位，具有部署方便成本低的特點(diǎn)。三、適用性廣。使用攝像頭定位不同于GPS等定位方式存在室內(nèi)與室外的差別，本發(fā)明在任何場所皆可應(yīng)用。四、誤差小。從視頻圖像中得到的位置信息比基于無線信號等定位方法誤差小、精度高。
【專利說明】一種基于雙攝像頭的實(shí)體定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及定位技術(shù)，尤其涉及一種基于雙攝像頭的實(shí)體定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能移動設(shè)備的普及，以及定位技術(shù)的發(fā)展，位置信息在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，為用戶提供各種各樣的有意義的服務(wù)，例如定位與導(dǎo)航，用戶可以使用GPS導(dǎo)航儀定位當(dāng)前的位置，結(jié)合地圖信息，可以給出到達(dá)目的地的路線；周邊信息搜索與導(dǎo)航，用戶可以根據(jù)當(dāng)前的位置查詢附近的車站、餐廳、銀行、加油站等各類服務(wù)信息以及廣告促銷等信息，并給出到達(dá)相應(yīng)位置的路線；基于位置的社交網(wǎng)絡(luò)，幫助用戶發(fā)現(xiàn)正在附近的好友或者興趣相同的人，進(jìn)行社交互動；基于位置的游戲，可以讓用戶以真實(shí)的地理位置在游戲中完成互動。另外，位置信息與安全問題密切相關(guān)，在安防中也會有重要應(yīng)用，如對入侵人員的定位與追蹤，對丟失物品的定位發(fā)現(xiàn)等。
[0003]現(xiàn)有的定位技術(shù)一般主要是針對主動式的定位，即用戶想要知道自己的位置才去定位。比如:全球定位系統(tǒng)(GPS)，用戶一般要攜帶有GPS模塊的手機(jī)或者導(dǎo)航儀，通過與衛(wèi)星的通訊來進(jìn)行定位；射頻識別(RFID)定位則要求被定位的人或者物體有RFID標(biāo)簽；基于聲音測距的定位一般要求使用可以發(fā)出聲波和接收聲波的設(shè)備；基于無線信號的定位技術(shù)(如基于WiFi指紋的定位技術(shù))則要使用可以接收無線信號的設(shè)備(一般為智能手機(jī))。這些定位技術(shù)都要求用戶持有一些必要的設(shè)備，并且主動的想要知道位置，而在安防類應(yīng)用中，比如公共場所的安全管理等應(yīng)用，我們需要監(jiān)控人的數(shù)量，人的位置，人流的流向等，這些情況下不一定每個人都攜帶定位設(shè)備，甚至人們并不希望自己被定位，這時候主動式的定位技術(shù)則不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于通過一種基于雙攝像頭的實(shí)體定位方法，來解決以上【背景技術(shù)】部分提到的問題。
[0005]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種基于雙攝像頭的實(shí)體定位方法，其包括如下步驟:
[0007]A、校準(zhǔn):將參數(shù)相同的第一攝像頭和第二攝像頭部署于同一水平線上，并保持第一攝像頭和第二攝像頭的光心之間的距離固定為da，并利用校準(zhǔn)圖像對第一攝像頭和第二攝像頭進(jìn)行校準(zhǔn)；
[0008]B、檢測定位實(shí)體:分別在第一攝像頭和第二攝像頭中采用圖像識別技術(shù)對被定位實(shí)體進(jìn)行檢測識別，確定每個識別實(shí)體的像素點(diǎn)集合；
[0009]C、實(shí)體匹配:對第一攝像頭和第二攝像頭中被定位實(shí)體的像素點(diǎn)集合進(jìn)行匹配，計(jì)算第一攝像頭和第二攝像頭中實(shí)體的對應(yīng)關(guān)系；
[0010]D、實(shí)體定位:逐一對每一個實(shí)體，基于其在第一攝像頭和第二攝像頭中的視覺差異，利用立體三角測量原理計(jì)算實(shí)體在空間的位置。[0011]特別地，所述步驟A中利用校準(zhǔn)圖像對第一攝像頭和第二攝像頭進(jìn)行校準(zhǔn)，具體包括:利用校準(zhǔn)圖像對第一攝像頭和第二攝像頭進(jìn)行校準(zhǔn)，獲取每個攝像頭的校準(zhǔn)參數(shù)，該校準(zhǔn)參數(shù)定義了從失真圖像到準(zhǔn)確圖像的像素映射關(guān)系。
[0012]特別地，所述步驟C中計(jì)算第一攝像頭和第二攝像頭中實(shí)體的對應(yīng)關(guān)系，具體包括:對每一個實(shí)體的像素點(diǎn)集合，利用圖像處理技術(shù)中通用的特征點(diǎn)檢測和特征向量提取方法，獲取每個實(shí)體的特征點(diǎn)及其特征向量，通過計(jì)算第一攝像頭和第二攝像頭圖像中實(shí)體特征向量的相似度，配對第一攝像頭和第二攝像頭圖像中的同一實(shí)體，并得到每個實(shí)體配對的特征點(diǎn)。
[0013]特別地，所述步驟D中利用立體三角測量原理計(jì)算實(shí)體在空間的位置，具體包括:將第一攝像頭的光心位置標(biāo)定為坐標(biāo)系原點(diǎn)0(0，O, O);從第一攝像頭光心到第二攝像頭光心的方向?yàn)閄軸正方向，經(jīng)過光心垂直成像平面的方向?yàn)閆軸正方向，與XZ軸垂直向下為Y軸正方向；第二攝像頭的光心為(da，0，O)，第一攝像頭和第二攝像頭光軸和成像平面的交點(diǎn)為主點(diǎn)，令第一攝像頭的主點(diǎn)坐標(biāo)為O1 (ox，oy)，則對于被定為實(shí)體上的一個特征點(diǎn)P，其真實(shí)坐標(biāo)為(X，Y，Z)，在第一攝像頭和第二攝像頭中的成像點(diǎn)在兩個畫面中的位置分
；若第一攝像頭和第二攝像頭的焦距為f.，則P點(diǎn)在第一攝像頭的
成像滿足如下關(guān)系:
【權(quán)利要求】
1.一種基于雙攝像頭的實(shí)體定位方法，其特征在于，包括如下步驟: A、校準(zhǔn):將參數(shù)相同的第一攝像頭和第二攝像頭部署于同一水平線上，并保持第一攝像頭和第二攝像頭的光心之間的距離固定為da，并利用校準(zhǔn)圖像對第一攝像頭和第二攝像頭進(jìn)行校準(zhǔn)； B、檢測定位實(shí)體:分別在第一攝像頭和第二攝像頭中采用圖像識別技術(shù)對被定位實(shí)體進(jìn)行檢測識別，確定每個識別實(shí)體的像素點(diǎn)集合； C、實(shí)體匹配:對第一攝像頭和第二攝像頭中被定位實(shí)體的像素點(diǎn)集合進(jìn)行匹配，計(jì)算第一攝像頭和第二攝像頭中實(shí)體的對應(yīng)關(guān)系； D、實(shí)體定位:逐一對每一個實(shí)體，基于其在第一攝像頭和第二攝像頭中的視覺差異，利用立體三角測量原理計(jì)算實(shí)體在空間的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙攝像頭的實(shí)體定位方法，其特征在于，所述步驟A中利用校準(zhǔn)圖像對第一攝像頭和第二攝像頭進(jìn)行校準(zhǔn)，具體包括: 利用校準(zhǔn)圖像對第一攝像頭和第二攝像頭進(jìn)行校準(zhǔn)，獲取每個攝像頭的校準(zhǔn)參數(shù)，該校準(zhǔn)參數(shù)定義了從失真圖像到準(zhǔn)確圖像的像素映射關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙攝像頭的實(shí)體定位方法，其特征在于，所述步驟C中計(jì)算第一攝像頭和第二攝像頭中實(shí)體的對應(yīng)關(guān)系，具體包括: 對每一個實(shí)體的像素點(diǎn)集合，利用圖像處理技術(shù)中通用的特征點(diǎn)檢測和特征向量提取方法，獲取每個實(shí)體的特征點(diǎn)及其特征向量，通過計(jì)算第一攝像頭和第二攝像頭圖像中實(shí)體特征向量的相似度，配對第一攝像頭和第二攝像頭圖像中的同一實(shí)體，并得到每個實(shí)體配對的特征點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一``所述的基于雙攝像頭的實(shí)體定位方法，其特征在于，所述步驟D中利用立體三角測量原理計(jì)算實(shí)體在空間的位置，具體包括: 將第一攝像頭的光心位置標(biāo)定為坐標(biāo)系原點(diǎn)0(0，0，0);從第一攝像頭光心到第二攝像頭光心的方向?yàn)閄軸正方向，經(jīng)過光心垂直成像平面的方向?yàn)閆軸正方向，與XZ軸垂直向下為Y軸正方向；第二攝像頭的光心為(da，0，0)，第一攝像頭和第二攝像頭光軸和成像平面的交點(diǎn)為主點(diǎn)，令第一攝像頭的主點(diǎn)坐標(biāo)為O1(C)x, oy)，則對于被定為實(shí)體上的一個特征點(diǎn)P，其真實(shí)坐標(biāo)為(X，Y，Z)，在第一攝像頭和第二攝像頭中的成像點(diǎn)在兩個畫面中的位置分別為1\0^，1)，5(知，化)；若第一攝像頭和第二攝像頭的焦距為f，則P點(diǎn)在第一攝像頭的成像滿足如下關(guān)系:
【文檔編號】G01C3/24GK103557834SQ201310589445
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】張?zhí)m, 毛續(xù)飛, 劉云浩 申請人:無錫儒安科技有限公司