專(zhuān)利名稱(chēng)：確定對(duì)象的位置特性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及確定對(duì)象的位置特性，更具體來(lái)說(shuō)(而非排他地)涉及確定生物在房間內(nèi)的深度位置。
背景技術(shù)：
確定對(duì)象并且特別是人類(lèi)或?qū)櫸镏?lèi)的生物的位置在許多應(yīng)用中都越來(lái)越令人感興趣。位置估計(jì)例如可以被用于防止和/或檢測(cè)意外。舉例來(lái)說(shuō)，其可以被用來(lái)檢測(cè)老年人摔倒或者檢測(cè)兒童爬上桌子從而有掉下的風(fēng)險(xiǎn)。但是(特別)估計(jì)生物在房間內(nèi)的位置可能是特別困難的，這是因?yàn)樗惴ū仨毧紤]到環(huán)境的許多參數(shù)和特性將隨著時(shí)間而變化并且/或者將是未知的。舉例來(lái)說(shuō)，將要檢測(cè)的對(duì)象的具體特性可能是未知的，并且存在于房間內(nèi)的不同對(duì)象可能不僅會(huì)隨著時(shí)間改變，而且可能對(duì)于算法也是未知的。

為了監(jiān)測(cè)房間以便例如防止意外，可能理想的情況是獲得并且分析正在房間內(nèi)發(fā)生的情況的完整畫(huà)面。這樣的完整畫(huà)面可以從捕獲所期望區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的ー個(gè)或更多視頻攝影機(jī)獲得。但是對(duì)來(lái)自這樣的攝影機(jī)的圖像進(jìn)行解釋非常復(fù)雜，并且特別是非常難以可靠地識(shí)別出對(duì)應(yīng)于感興趣對(duì)象(比如人類(lèi))的各個(gè)圖像節(jié)段。由于對(duì)象的特性(比如在房間內(nèi)的位置)對(duì)于算法將是未知的，因此這可能特別困難。此外，不僅對(duì)應(yīng)于感興趣對(duì)象而且還對(duì)應(yīng)于房間內(nèi)的其他對(duì)象的圖像對(duì)象往往將非常復(fù)雜，并且對(duì)這些對(duì)象的正確分析和評(píng)估往往將需要非常復(fù)雜的處理并且導(dǎo)致不可靠的結(jié)果。在美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)2009/0121017中給出了視頻系統(tǒng)的ー個(gè)例子。在所述系統(tǒng)中，庫(kù)存項(xiàng)目被放置在具有可識(shí)別光學(xué)樣式的墻壁前方。攝影機(jī)捕獲圖像，并且通過(guò)評(píng)估具有所述可識(shí)別光學(xué)樣式的區(qū)域檢測(cè)出所暴露出的墻壁表面的數(shù)量。隨后使用所暴露出的表面的數(shù)量來(lái)確定存在或缺失的庫(kù)存項(xiàng)目的數(shù)量。但是美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)2009/0121017的系統(tǒng)僅僅提供了關(guān)于庫(kù)存對(duì)象是否存在的監(jiān)測(cè)，因此僅僅提供了非常少量的信息。因此，一種用于確定對(duì)象在房間內(nèi)的深度位置的改進(jìn)系統(tǒng)將是有利的，特別是一種允許更高靈活性、或更高可靠性、或促進(jìn)實(shí)施和/或操作、或改進(jìn)對(duì)于動(dòng)態(tài)變化的適應(yīng)能カ以及/或者改進(jìn)性能的系統(tǒng)將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明試圖優(yōu)選地単獨(dú)或者以任意組合緩解、減輕或消除前面提到的一個(gè)或更多缺陷。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供用于確定例如房間內(nèi)(或者室外的沙田上、或者應(yīng)用于人行橫道或?qū)W校附近的房屋等等)的對(duì)象(生物、機(jī)器人或者其他機(jī)械玩具、球等等)的位置特性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于通常放置在地面上或者至少靠近地平線的光學(xué)可識(shí)別元件，例如粘貼在對(duì)應(yīng)于房間的檢測(cè)區(qū)域的背景表面上，比如房間的墻壁或者房間內(nèi)的長(zhǎng)沙發(fā)或柜櫥，所述光學(xué)可識(shí)別元件具有光學(xué)屬性(例如特定顔色或者至少處于對(duì)象的部分區(qū)段之上的紋理，所述顏色和/或紋理可以具有復(fù)雜的關(guān)系以便區(qū)分所述光學(xué)可識(shí)別元件的各個(gè)空間區(qū)段)；用于放置在檢測(cè)區(qū)域的對(duì)面離開(kāi)光學(xué)可識(shí)別元件的攝影機(jī)，所述攝影機(jī)被設(shè)置成捕獲包括所述檢測(cè)區(qū)域和所述光學(xué)可識(shí)別元件的圖像；用于響應(yīng)于所述光學(xué)屬性檢測(cè)圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件的檢測(cè)器；用于響應(yīng)于所述光學(xué)屬性確定光學(xué)可識(shí)別元件在圖像中的至少ー處遮擋的遮擋屬性的遮擋處理器；以及用于響應(yīng)于所述遮擋屬性確定深度位置的位置處理器，所述深度位置表明對(duì)象沿著攝影機(jī)的光軸的位置。本發(fā)明可以提供改進(jìn)和/或促進(jìn)的對(duì)房間內(nèi)的對(duì)象的深度位置的確定。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)象檢測(cè)和/或表征可以得到改進(jìn)，這是因?yàn)榭梢钥紤]到與沿著所述光軸到攝影機(jī)的距離有關(guān)的深度位置。本發(fā)明可以允許改進(jìn)的對(duì)象表征/檢測(cè)，同時(shí)允許降低復(fù)雜度。通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了對(duì)于深度位置的可靠確定，并且/或者可以顯著促進(jìn)所需的信號(hào)和圖像處理。具體來(lái)說(shuō)，可以使用復(fù)雜度相對(duì)較低的遮擋確定、表征以及處理。本發(fā)明例如可以允許改進(jìn)的對(duì)于房間內(nèi)的人的檢測(cè)和/或表征，并且例如可以允許改進(jìn)的意外檢測(cè)、闖入者檢測(cè)等等。

所述光學(xué)屬性例如可以是特定顔色和/或樣式。所述光學(xué)屬性可以特別具有特定光譜分布并且可以對(duì)于人類(lèi)是不可見(jiàn)的，也就是說(shuō)可以具有能夠由適當(dāng)?shù)臄z影機(jī)檢測(cè)到的紫外或紅外光譜。所述遮擋屬性可以包括關(guān)于對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件但是不具有與所述光學(xué)屬性匹配的光學(xué)特性的一個(gè)或更多圖像區(qū)域的指示。所述遮擋屬性可以包括關(guān)于光學(xué)可識(shí)別元件在圖像中被遮擋的ー個(gè)或更多節(jié)段的指示。所述遮擋屬性例如可以包括這樣的被遮擋節(jié)段的位置和/或尺寸。所述位置和/或尺寸可以特別是圖像位置和/或尺寸或者可以從其中導(dǎo)出。深度位置可以特別表明沿著光軸的位置。具體來(lái)說(shuō)，深度位置可以表明對(duì)象在垂直于圖像的圖像平面的方向上的位置。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)特征，所述光學(xué)可識(shí)別元件是施加到墻壁上的細(xì)長(zhǎng)元件，并且在空間上被限制到墻壁的一半高度以下(例如將被施加到墻壁的部分區(qū)段上的一定數(shù)目的IOcm高的可貼細(xì)條帶)。這樣可以在許多實(shí)施例中提供特別有利的和/或促進(jìn)的實(shí)施和/或操作。舉例來(lái)說(shuō)，這樣可以減少視覺(jué)影響，同時(shí)提供精確的對(duì)象檢測(cè)，并且可以利用以下事實(shí)大多數(shù)對(duì)象(其中包括人)可能從房間的地板延伸出來(lái)。所述光學(xué)可識(shí)別元件例如可以是能夠被施加或附著到墻壁上(特別是處于固定位置)的制品。所述光學(xué)可識(shí)別元件例如可以是能夠是施加到墻壁上的膠帶、粘性條帶或涂料。所述光學(xué)可識(shí)別元件可以是細(xì)長(zhǎng)元件(其當(dāng)然可以由一起形成所述光學(xué)可識(shí)別元件的幾個(gè)較小的細(xì)長(zhǎng)子元件構(gòu)成，例如貼片)，其寬度(或長(zhǎng)度)顯著高于所述高度(例如至少10倍高)。所述光學(xué)可識(shí)別元件例如可以是在ー個(gè)方向上(通?；旧鲜谴怪狈较?延伸少于5 —IOcm并且在與之(通常基本上是垂直方向)垂直的方向上延伸超過(guò)I米的元件。所述光學(xué)可識(shí)別元件可以基本上是矩形的。所述光學(xué)可識(shí)別元件可以被放置在鄰近房間地板的墻壁上。舉例來(lái)說(shuō)，從地板到光學(xué)可識(shí)別元件的一部分的最大距離可以不超過(guò)50cm、20cm、10cm、5cm或者甚至1cm。這樣可以提供改進(jìn)的對(duì)于例如腳部的檢測(cè)，這對(duì)于例如檢測(cè)人的存在是特別相關(guān)的。其還可以減小光學(xué)可識(shí)別元件的視覺(jué)影響。在一些情形中，光學(xué)可識(shí)別元件可以從墻壁與房間地板的相交處向上延伸。所述光學(xué)可識(shí)別元件可以包含校準(zhǔn)樣式以便促進(jìn)位置校準(zhǔn)。舉例來(lái)說(shuō)，紅色熒光膠帶可以沿著膠帶長(zhǎng)度的每I米包含Icm寬的黑色部分。如果我們假設(shè)墻壁是直的，則攝影機(jī)傳感器可以檢測(cè)到各個(gè)黑色部分，這是因?yàn)檫@些黒色部分形成了遮擋。攝影機(jī)傳感器可以使用所述黑色部分來(lái)建立攝影機(jī)坐標(biāo)與房間坐標(biāo)之間的關(guān)系。黑色標(biāo)記的寬度可以對(duì)絕對(duì)房間坐標(biāo)進(jìn)行編碼。如果所述標(biāo)記變得過(guò)寬，其可以被制成可拆卸的，并且可以在系統(tǒng)校準(zhǔn)步驟之后被去除。此外，只有幾個(gè)簡(jiǎn)單的標(biāo)記可以駐留在光學(xué)可識(shí)別元件上以標(biāo)示有意義的子區(qū)域的起始或末尾(圍繞珍貴對(duì)象的區(qū)段，或者允許兒童在其可以利用光學(xué)可識(shí)別元件構(gòu)造的虛擬房屋內(nèi)建立新房間的標(biāo)記等等)。應(yīng)當(dāng)提到的是，這些標(biāo)記不需要是永久性的，其例如可以作為第二條帶被粘貼及拆卸并且再次隨意去除，或者甚至可以被投影，這對(duì)于動(dòng)態(tài)可重新配置的游戲可能是有用的(比如映射到房間中的游戲棋盤(pán)，其可以在完成ー關(guān)之后發(fā)生改變)。但是這些標(biāo)記可以幫助校準(zhǔn)，即識(shí)別出當(dāng)前的系統(tǒng)與其光學(xué)可識(shí)別元件之間的關(guān)系以及所述系統(tǒng)駐留在其中的房間或空間的特別有意義的區(qū)段。

所述光學(xué)可識(shí)別元件不需要被附著到墻壁上。其也可以被放置在地面上而無(wú)需將其附著到墻壁上。此外，所述光學(xué)可識(shí)別元件可以發(fā)生形變，從而可以將其圍繞人或家具放置。在這種形式下，光學(xué)可識(shí)別元件可以被附著或涂繪在繩子或者任何其他適當(dāng)材料(木材、衣物等等)上。所述光學(xué)可識(shí)別元件甚至可以形成閉環(huán)。攝影機(jī)也可以被集成在光學(xué)可識(shí)別元件中。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述位置處理器被設(shè)置成確定與光學(xué)可識(shí)別元件的被遮擋節(jié)段相關(guān)聯(lián)的圖像的圖像對(duì)象；以及響應(yīng)于所述圖像對(duì)象的圖像特性生成深度位置。這樣可以提供對(duì)于深度位置的特別高效、可靠和/或低復(fù)雜度的確定。可以通過(guò)圖像分段來(lái)確定所述圖像對(duì)象(如果在應(yīng)用中期望得到諸如腳部長(zhǎng)度之類(lèi)的簡(jiǎn)單特性，則所述分段算法可以較為簡(jiǎn)單，并且對(duì)于其他應(yīng)用則可以更加復(fù)雜)。所述圖像對(duì)象可以包括其數(shù)值滿足關(guān)于與被遮擋節(jié)段對(duì)應(yīng)的像素的像素值的匹配標(biāo)準(zhǔn)的像素。舉例來(lái)說(shuō)，所述圖像對(duì)象可以被確定為包括圖像區(qū)域內(nèi)的像素，在所述圖像區(qū)域內(nèi)的顔色從被遮擋節(jié)段的顔色的變化小于給定數(shù)量。所述圖像特性可以特別是圖像對(duì)象的維度。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述圖像特性表明圖像對(duì)象在遠(yuǎn)離光學(xué)可識(shí)別元件的圖像方向上的延伸。這樣可以提供對(duì)于深度位置的特別高效、可靠和/或低復(fù)雜度的確定。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述位置處理器被設(shè)置成檢測(cè)對(duì)應(yīng)于房間地板的另ー個(gè)圖像對(duì)象；確定所述圖像對(duì)象與所述另ー個(gè)圖像對(duì)象之間的節(jié)段邊界；以及響應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件與節(jié)段邊界之間的圖像距離確定深度位置。這樣可以提供對(duì)于深度位置的特別高效、可靠和/或低復(fù)雜度的確定。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述系統(tǒng)還包括用于放置在檢測(cè)區(qū)域的對(duì)面離開(kāi)光學(xué)可識(shí)別元件的另ー個(gè)攝影機(jī)，所述另ー個(gè)攝影機(jī)捕獲包括所述檢測(cè)區(qū)域和所述光學(xué)可識(shí)別元件的另一幅圖像；并且其中所述檢測(cè)器還被設(shè)置成響應(yīng)于所述光學(xué)屬性檢測(cè)所述另一幅圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件；所述遮擋處理器被設(shè)置成響應(yīng)于所述光學(xué)屬性確定光學(xué)可識(shí)別元件在所述另一幅圖像中的至少ー處遮擋的另一項(xiàng)遮擋屬性；并且所述位置處理器被設(shè)置成響應(yīng)于所述遮擋屬性和所述另ー項(xiàng)遮擋屬性確定深度位置。這樣可以提供對(duì)于深度位置的特別高效、可靠和/或低復(fù)雜度的確定。在許多情形中，所述方法可以允許降低信號(hào)處理的復(fù)雜度以及/或者更加可靠的確定。所述另ー個(gè)攝影機(jī)和相關(guān)聯(lián)的處理可以類(lèi)似于第一攝影機(jī)。所述另ー項(xiàng)遮擋屬性可以例如包括光學(xué)可識(shí)別元件的被遮擋節(jié)段的位置和/或尺寸。所述位置和/或尺寸可以特別是圖像位置和/或尺寸或者可以從中導(dǎo)出。所述遮擋屬性和另ー項(xiàng)遮擋屬性可以特別包括相應(yīng)的遮擋的位置和/或尺寸指示。這樣的相應(yīng)遮擋可以是源自相同的對(duì)象，并且特別是源自為之獲得深度位置的對(duì)象。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述位置處理器被設(shè)置成響應(yīng)于所述圖像和另一幅圖像中的被遮擋節(jié)段之間的相對(duì)圖像位置的差異來(lái)確定深度位置。 這樣可以提供對(duì)于深度位置的特別高效、可靠和/或低復(fù)雜度的確定。在許多情形中，所述方法可以允許降低信號(hào)處理的復(fù)雜度以及/或者更加可靠的確定。所述深度位置可以特別響應(yīng)于一個(gè)或更多相應(yīng)的被遮擋節(jié)段在兩幅圖像中的位置偏移來(lái)確定?？梢源_定被估計(jì)對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的被遮擋節(jié)段之間的位移，并且可以基于所述位移確定沿著光軸的位置。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述系統(tǒng)還包括尺寸處理器，其被設(shè)置成響應(yīng)于深度位置和光學(xué)可識(shí)別元件的至少ー個(gè)被遮擋圖像節(jié)段的圖像尺寸來(lái)確定對(duì)于對(duì)象的尺寸估計(jì)。這樣可以對(duì)于許多應(yīng)用提供改進(jìn)的操作。舉例來(lái)說(shuō)，其可以允許改進(jìn)的關(guān)于人或動(dòng)物是否存在的檢測(cè)等等。所述方法特別可以不僅提供附加信息，而且還可以降低對(duì)于對(duì)象在房間內(nèi)的實(shí)際位置的敏感度。舉例來(lái)說(shuō)，其可以允許在較為靠近攝影機(jī)的較小對(duì)象與較為遠(yuǎn)離攝影機(jī)的較大對(duì)象之間進(jìn)行區(qū)分。作為另ー個(gè)例子，所述方法可以被用來(lái)在兒童與成人之間進(jìn)行區(qū)分，或者在站立或行走中的人與摔倒在地面上的人之間進(jìn)行區(qū)分。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述對(duì)象是生物，并且所述系統(tǒng)還包括用于響應(yīng)于遮擋屬性來(lái)檢測(cè)生物在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的存在的檢測(cè)處理器。本發(fā)明可以允許改進(jìn)的對(duì)于房間內(nèi)的人或動(dòng)物的存在的檢測(cè)。這樣的檢測(cè)通常非常復(fù)雜并且不可靠，這是因?yàn)榫唧w的特性、位置和移動(dòng)是未知的。所述系統(tǒng)可以允許利用低復(fù)雜度設(shè)置和簡(jiǎn)化的方法的改進(jìn)的檢測(cè)。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)所述設(shè)置以及例如由深度位置提供的信息可以減少或補(bǔ)償不確定性。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述檢測(cè)處理器被設(shè)置成響應(yīng)于圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件的遮擋的動(dòng)態(tài)變化來(lái)檢測(cè)所述存在。本發(fā)明可以允許改進(jìn)的對(duì)于房間內(nèi)的人或動(dòng)物的存在的檢測(cè)。實(shí)際上，取代僅僅依賴(lài)于位于特定位置處的靜態(tài)對(duì)象，所述方法可以允許對(duì)自由移動(dòng)的生物的檢測(cè)，并且可以實(shí)際上把遮擋屬性的所得到的動(dòng)態(tài)變化作為檢測(cè)的基礎(chǔ)。所述動(dòng)態(tài)變化例如可以是遮擋節(jié)段的位置和/或遮擋的持續(xù)時(shí)間的變化。在一些實(shí)施例中，所述動(dòng)態(tài)變化可以包括光學(xué)可識(shí)別元件的被遮擋節(jié)段的位置變化。
在一些實(shí)施例中，所述動(dòng)態(tài)變化可以包括對(duì)于具有滿足一定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間特性的遮擋的檢測(cè)。舉例來(lái)說(shuō)，所述標(biāo)準(zhǔn)可以是所述遮擋具有少于給定時(shí)間的持續(xù)時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述檢測(cè)處理器還被設(shè)置成響應(yīng)于所述動(dòng)態(tài)變化確定生物和生物活動(dòng)的至少其中ー項(xiàng)的第一特性。這樣可以提供附加的信息并且/或者可以例如改進(jìn)檢測(cè)的可靠性。所述特性例如可以是生物的移動(dòng)特性，比如速度、步法、尺寸指示(例如人的腳部的尺寸指示)等等。在更加復(fù)雜的實(shí)施例中，對(duì)于隨著時(shí)間的確切遮擋形狀變化的詳細(xì)分析可以被用于例如通過(guò)分析移動(dòng)來(lái)估計(jì)人或動(dòng)物正在做什么，比如某人嘗試站起來(lái)的典型模式或者正在抽搐的生病的動(dòng)物。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述檢測(cè)器被設(shè)置成響應(yīng)于檢測(cè)到具有與所述光學(xué)屬性匹配的圖像屬性的圖像區(qū)域來(lái)估計(jì)對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件的圖像的幾何區(qū)域，并且所述遮擋處理器被設(shè)置成識(shí)別出所述幾何區(qū)域的具有與所述光學(xué)屬性不匹配的圖像屬性的被遮擋節(jié)段。

這樣可以允許特別高效、可靠和/或低復(fù)雜度的操作。所述幾何區(qū)域的其光學(xué)屬性不同于光學(xué)可識(shí)別元件的光學(xué)屬性的被遮擋節(jié)段可以特別包括不滿足關(guān)于所述光學(xué)屬性的匹配標(biāo)準(zhǔn)的像素區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述檢測(cè)器被設(shè)置成通過(guò)將各個(gè)圖像區(qū)域匹配到預(yù)定幾何形狀來(lái)確定所述幾何區(qū)域。這樣可以允許特別高效、可靠和/或低復(fù)雜度的操作。所述幾何區(qū)域可以響應(yīng)于所述光學(xué)屬性以及對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件的幾何形狀的預(yù)定幾何形狀來(lái)確定。舉例來(lái)說(shuō)，所述光學(xué)可識(shí)別元件可以是窄條帶，其將對(duì)應(yīng)于圖像中的線(可以在對(duì)應(yīng)于應(yīng)用的沿著條帶的最優(yōu)高度下進(jìn)行線性遮擋分析，例如接地水平，或者為了避免干擾例如來(lái)自產(chǎn)品傳送帶的地平線遮擋可以是更高水平)。所述預(yù)定幾何形狀可以相應(yīng)地是線，并且所述幾何區(qū)域可以被確定為包括其圖像特性與所述光學(xué)屬性匹配的像素的線圖像對(duì)象。舉例來(lái)說(shuō)，可以施行對(duì)于其像素特性與所述光學(xué)屬性匹配的像素或圖像節(jié)段的線擬合。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述系統(tǒng)還被設(shè)置成確定房間內(nèi)的光學(xué)可識(shí)別元件的標(biāo)稱(chēng)被遮擋節(jié)段集合；并且其中所述位置處理器被設(shè)置成對(duì)于所述標(biāo)稱(chēng)被遮擋節(jié)段補(bǔ)償遮擋屬性。這樣可以提供改進(jìn)的操作，并且特別可以提供改進(jìn)的靈活性。在許多情形中，所述方法例如可以允許將所述系統(tǒng)使用在其中其他對(duì)象可能會(huì)遮擋光學(xué)可識(shí)別元件的房間內(nèi)。標(biāo)稱(chēng)被遮擋節(jié)段可以是被認(rèn)為是靜態(tài)的被遮擋節(jié)段和/或其遮擋不是由所述對(duì)象導(dǎo)致的被遮擋節(jié)段。其通?？梢允怯蓹z測(cè)區(qū)域內(nèi)的另ー個(gè)對(duì)象導(dǎo)致的遮擋。例如可以通過(guò)忽略對(duì)應(yīng)于標(biāo)稱(chēng)被遮擋節(jié)段的所有遮擋來(lái)施行所述補(bǔ)償。標(biāo)稱(chēng)被遮擋節(jié)段例如可以被確定為校準(zhǔn)圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件的被遮擋節(jié)段。所述校準(zhǔn)圖像可以是在沒(méi)有對(duì)象存在的情況下捕獲的圖像。根據(jù)本發(fā)明的ー項(xiàng)可選特征，所述系統(tǒng)還被設(shè)置成在遮擋的持續(xù)時(shí)間超出閾值的情況下把光學(xué)可識(shí)別元件的被遮擋節(jié)段標(biāo)示為標(biāo)稱(chēng)被遮擋節(jié)段。這樣可以提供特別有利的實(shí)施例，并且可以特別允許所述系統(tǒng)自動(dòng)適應(yīng)房間的特性。舉例來(lái)說(shuō)，其可以自動(dòng)對(duì)處理進(jìn)行適配，以便補(bǔ)償檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的其他對(duì)象，這是因?yàn)檫@些其他對(duì)象在許多情形中可以被視為靜態(tài)的，而感興趣對(duì)象通常是非靜態(tài)的(其在許多應(yīng)用中例如將是人或動(dòng)物)。所述閾值可以是靜態(tài)閾值。舉例來(lái)說(shuō)，在用于檢測(cè)人的許多實(shí)施例中，其可能有利地處于從15秒到I分鐘的間隔內(nèi)。在一些實(shí)施例中，所述閾值可以取決于其他參數(shù)，并且可以是動(dòng)態(tài)變化的閾值。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供ー種確定房間內(nèi)的對(duì)象的位置特性的方法，所述方法包括將光學(xué)可識(shí)別元件放置在對(duì)應(yīng)于房間的檢測(cè)區(qū)域的背景表面上，所述光學(xué)可識(shí)別元件具有光學(xué)屬性；把攝影機(jī)放置在檢測(cè)區(qū)域的對(duì)面離開(kāi)光學(xué)可識(shí)別元件，所述攝影機(jī)捕獲包括所述檢測(cè)區(qū)域 和光學(xué)可識(shí)別元件的圖像；響應(yīng)于所述光學(xué)屬性檢測(cè)圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件；響應(yīng)于所述光學(xué)屬性確定光學(xué)可識(shí)別元件在圖像中的遮擋的遮擋屬性；以及響應(yīng)于所述遮擋屬性確定深度位置，所述深度位置表明對(duì)象沿著攝影機(jī)的光軸的位置。參照下文中描述的(多個(gè))實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)并且將對(duì)其進(jìn)行闡述。


下面將僅僅通過(guò)舉例的方式參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中
圖I是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于確定深度位置的系統(tǒng)的圖示；
圖2示出了與圖I的設(shè)置相關(guān)聯(lián)的幾何結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子；
圖3是由圖I的系統(tǒng)的攝影機(jī)捕獲的圖像的一個(gè)例子的圖示；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于確定深度位置的處理設(shè)備的ー些元件的一個(gè)例子；
圖5和6示出了對(duì)于圖3的圖像中的被遮擋節(jié)段的檢測(cè)的一個(gè)例子；
圖7是由圖I的系統(tǒng)的攝影機(jī)捕獲的圖像的一個(gè)例子的圖示；
圖8示出了對(duì)于圖7的圖像中的被遮擋節(jié)段的檢測(cè)的一個(gè)例子；
圖9示出了與圖I的設(shè)置相關(guān)聯(lián)的幾何結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子；
圖10示出了由圖I的系統(tǒng)的攝影機(jī)捕獲的圖像的一個(gè)示意性例子；
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于確定深度位置的系統(tǒng)的圖示；
圖12示出了與圖I的設(shè)置相關(guān)聯(lián)但是采用兩個(gè)攝影機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子；
圖13示出了與圖I的設(shè)置相關(guān)聯(lián)的幾何結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子；
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于確定深度位置的處理設(shè)備的ー些元件的一個(gè)例子；
圖15是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于確定深度位置的系統(tǒng)的圖示；以及圖16示意性地示出了可以利用實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的邏輯依據(jù)的幾個(gè)子組件建立的示例性游戲系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面的描述集中于適用于檢測(cè)房間內(nèi)是否有人存在的系統(tǒng)的本發(fā)明的實(shí)施例。但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于這ー應(yīng)用，而是可以適用于許多其他應(yīng)用和對(duì)象。
下面將描述一種被設(shè)置成基于由ー個(gè)或更多視頻攝影機(jī)捕獲的圖像來(lái)確定可以被放置在房間內(nèi)的對(duì)象的特性的系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，可以確定深度位置，所述深度位置包括對(duì)于房間內(nèi)的潛在對(duì)象在垂直于攝影機(jī)的圖像平面的方向上的位置的估計(jì)。因此，所述系統(tǒng)可以允許確定對(duì)于沿著攝影機(jī)的光軸的位置分量的位置估計(jì)。所述系統(tǒng)還可以確定對(duì)于對(duì)象在垂直于圖像平面的方向上的一個(gè)或更多位置估計(jì)，并且可以特別確定三維位置估計(jì)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，所確定的位置數(shù)值都不需要與光軸對(duì)準(zhǔn)，但是至少ー個(gè)深度位置將具有沿著該軸的非零長(zhǎng)度的投影，也就是說(shuō)所述深度位置將包括沿著光軸的估計(jì)位置的信息，并且不限于僅僅圖像平面中的位置信息。攝影機(jī)將被安裝成使得深度位置通常包括沿著與攝影機(jī)和光學(xué)可識(shí)別元件兩者都相交的軸的位置分量。所描述的系統(tǒng)特別可用于確定對(duì)其幾乎不知道預(yù)定信息的對(duì)象的特性。舉例來(lái)說(shuō)，其可能特別適用于檢測(cè)具有未知的位置、幾何結(jié)構(gòu)、尺寸等等的對(duì)象。其可能還特別適用于移動(dòng)對(duì)象。具體來(lái)說(shuō)，所述系統(tǒng)高度適于確定與可能進(jìn)入房間并且在其中四處移動(dòng)的生物(人類(lèi)或動(dòng)物)相關(guān)聯(lián)的屬性。所述系統(tǒng)可以實(shí)際上提供關(guān)于房間內(nèi)的人的存在或活動(dòng)的有利檢測(cè)。所述系統(tǒng)利用被放置在對(duì)應(yīng)于房間的檢測(cè)區(qū)域的背景表面上的光學(xué)可識(shí)別元件。 把攝影機(jī)放置在光學(xué)可識(shí)別元件的對(duì)面，從而使其捕獲包括圖像的視頻信號(hào)，所述圖像包括所述檢測(cè)區(qū)域和光學(xué)可識(shí)別元件。所述光學(xué)可識(shí)別元件具有光學(xué)屬性，其允許在視頻圖像中相對(duì)容易并且精確地檢測(cè)到該光學(xué)可識(shí)別元件。所述系統(tǒng)隨后可以檢測(cè)光學(xué)可識(shí)別元件的遮擋，這通常將是由于對(duì)象位于攝影機(jī)與光學(xué)可識(shí)別元件之間而造成的。因此，可以簡(jiǎn)單地從視頻圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件的遮擋來(lái)檢測(cè)對(duì)象的存在。出于簡(jiǎn)明起見(jiàn)，下面的描述將首先集中于其中可能遮擋光學(xué)可識(shí)別元件的唯一對(duì)象就是感興趣對(duì)象的情況，也就是說(shuō)在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)沒(méi)有其他對(duì)象。但是隨后將描述所述系統(tǒng)如何可以補(bǔ)償其他遮擋元素的存在。因此，所述系統(tǒng)評(píng)估光學(xué)可識(shí)別元件的遮擋，并且基于該遮擋的屬性確定關(guān)于沿著攝影機(jī)的光軸的位置分量的位置指示。具體來(lái)說(shuō)，所述遮擋屬性可以包括關(guān)于光學(xué)可識(shí)別元件的一個(gè)或更多被遮擋節(jié)段的位置和/或尺寸的指示，并且所述位置確定可以是基于這樣的位置和尺寸。圖I示出了房間內(nèi)的示例性設(shè)置。沿著房間的一面墻壁放置攝影機(jī)101。在該例中，攝影機(jī)101被放置成鄰近房間的地板，并且特別被放置在地板上方不超過(guò)50cm，并且常常不超過(guò)20cm、5cm或甚至2cm?？拷匕宓奈恢迷谠S多實(shí)施例中會(huì)提供改進(jìn)的操作和性能，并且特別可以改進(jìn)對(duì)于房間內(nèi)的人的屬性的檢測(cè)和估計(jì)。其實(shí)際上可以提供其中較大圖像區(qū)域以低角度覆蓋地板的圖像，這可能特別適合于評(píng)估與房間內(nèi)的人的腳部相關(guān)聯(lián)的特性，或者其他低高度対象，比如球、玩具車(chē)、塑料人偶等等。不僅可以利用處于房間內(nèi)的適當(dāng)?shù)臀恢锰幍倪@些攝影機(jī)監(jiān)測(cè)智能的移動(dòng)對(duì)象(比如機(jī)器人，例如機(jī)器人真空吸塵器)，而且例如還可以使用來(lái)自這些靜態(tài)攝影機(jī)的附加數(shù)據(jù)來(lái)幫助機(jī)器人控制，并且安裝在所述機(jī)器人本身上的低處的攝影機(jī)也可以使用該系統(tǒng)，或者任何可移動(dòng)攝影機(jī)(集合)。在房間對(duì)面的墻壁上放置光學(xué)可識(shí)別元件103。與攝影機(jī)類(lèi)似，光學(xué)可識(shí)別元件位于地板附近，并且其特別可以不超出墻壁高度的一半。實(shí)際上，在許多實(shí)施例中，光學(xué)可識(shí)別元件在最高點(diǎn)處于地板上方不超出50cm，并且常常不超出20cm、IOcm或者甚至1cm。通過(guò)把攝影機(jī)101和光學(xué)可識(shí)別元件103靠近地板放置提供這樣ー種設(shè)置，其中光學(xué)可識(shí)別元件103在由攝影機(jī)101捕獲的圖像中的遮擋可以被假設(shè)是由接觸地板的對(duì)象導(dǎo)致的，并且所述遮擋可以被視為對(duì)應(yīng)于靠近與地板的接觸點(diǎn)的對(duì)象的特性。具體來(lái)說(shuō)，所述遮擋可以是由房間內(nèi)的人的腳部導(dǎo)致的，并且因此所述設(shè)置可以得到與人的特定身體部分相關(guān)聯(lián)的遮擋。因此，攝影機(jī)101捕獲房間的圖像，其包括對(duì)面墻壁上的光學(xué)可識(shí)別元件103。攝影機(jī)101與光學(xué)可識(shí)別元件103之間的任何對(duì)象將導(dǎo)致光學(xué)可識(shí)別元件103的遮擋，并且這些遮擋可以被檢測(cè)、表征以及使用來(lái)確定對(duì)象在房間內(nèi)的位置。因此，攝影機(jī)101和光學(xué)可識(shí)別元件103定義了對(duì)應(yīng)于房間的檢測(cè)區(qū)域，這是在其中放置對(duì)象將導(dǎo)致光學(xué)可識(shí)別元件103在攝影機(jī)101的捕獲圖像中的遮 擋的區(qū)域。光學(xué)可識(shí)別元件103例如可以是附著到或者例如涂繪到墻壁上的窄條帯。舉例來(lái)說(shuō)，可以沿著墻壁鄰近地板放置反射膠帶(例如明亮的紅色、橙色或黃色)。在所述具體實(shí)例中，所述膠帶被放置成在底部(墻壁/地面相交處)覆蓋墻壁。所述膠帶通?？梢允?cm到5cm寬。在其他實(shí)施例中，可以使用在墻壁上或墻壁處提供光學(xué)可識(shí)別元件的其他措施。舉例來(lái)說(shuō)，可以使用紫外或紅外反射膠帶或涂料來(lái)提供光學(xué)可識(shí)別元件，其具有對(duì)于人眼不可見(jiàn)(并因此干擾性較低)但是可以由攝影機(jī)檢測(cè)到的可檢測(cè)光學(xué)屬性。但是在其他實(shí)施例中，光學(xué)可識(shí)別元件可以由具有不同顔色的多個(gè)膠帶的組合構(gòu)成，所述多個(gè)膠帶彼此平行地層疊從而形成ー個(gè)新的膠帶。這種具體設(shè)置對(duì)于其中人的鞋子的顔色非常類(lèi)似于光學(xué)可識(shí)別元件的顔色從而可能導(dǎo)致假陰性的情況可能更加魯棒。多色膠帶將會(huì)降低這樣的假陰性的幾率。例如可以有沿著所述條帶水平或垂直地重復(fù)層疊的彩虹彩色樣式。在圖I的例子中，兩個(gè)對(duì)象105、107處于房間內(nèi)，并且可以特別是ー個(gè)人的兩只腳。從攝影機(jī)101看去吋，每ー個(gè)所述對(duì)象遮擋光學(xué)可識(shí)別元件103的一部分。因此在所捕獲的圖像中，所述光學(xué)可識(shí)別元件將在兩個(gè)被遮擋節(jié)段109、111中被遮擋。(應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，與所述兩個(gè)被遮擋節(jié)段被視為由兩個(gè)對(duì)象導(dǎo)致的情況等效的是，其可以被視為源自一個(gè)對(duì)象的兩個(gè)部分，也就是說(shuō)兩個(gè)對(duì)象105、107可以等效地被視為ー個(gè)對(duì)象的兩個(gè)不同部分。因此，一個(gè)對(duì)象可以導(dǎo)致多處遮擋)。圖2示出了圖I的情形的側(cè)視圖的例子。在該例中，將坐標(biāo)系放置成其中心與攝影機(jī)101重合。沿著攝影機(jī)的光軸的軸被標(biāo)記為Z軸(也就是說(shuō)在該例中，z軸是垂直于兩面墻壁和圖像平面的方向)。側(cè)向方向(沿著形成光學(xué)可識(shí)別元件的膠帶)被標(biāo)記為y軸，并且垂直軸(該例中的上/下方向)被標(biāo)記為X軸。因此，X和I軸處于圖像平面內(nèi)，并且z軸與之垂直。攝影機(jī)在X方向上具有由兩條線201表示的視角。圖3示出了可以由攝影機(jī)101捕獲的圖像的ー個(gè)例子。(該圖像也包括桌子和椅子腿的存在。后面將討論如何對(duì)待這些對(duì)象，但是為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在下面的初始描述中將其忽略)。所述圖像包括光學(xué)可識(shí)別元件103和ー個(gè)人的兩只腳105、107，從而導(dǎo)致光學(xué)可識(shí)別元件103的遮擋109、111。還可以看到，所述圖像從地板上方的較低高度覆蓋地板的一大部分。所述系統(tǒng)還包括處理設(shè)備113，其接收來(lái)自攝影機(jī)101的圖像并且對(duì)這些圖像進(jìn)行處理，以便評(píng)估檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的任何潛在對(duì)象的存在或特性。具體來(lái)說(shuō)，處理設(shè)備113分析所述圖像，以便基于光學(xué)可識(shí)別元件103的已知光學(xué)屬性對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。如果沒(méi)有人(沒(méi)有物體)存在，則光學(xué)可識(shí)別元件103不被接觸地面的任何對(duì)象遮擋。但是一旦有人經(jīng)過(guò)攝影機(jī)與膠帶(光學(xué)可識(shí)別元件103)之間的空間，這個(gè)人的腳部將阻擋膠帶的一部分。這ー遮擋由處理設(shè)備113檢測(cè)到并進(jìn)行分析，其隨后繼續(xù)確定對(duì)于導(dǎo)致所述遮擋的對(duì)象的位置估計(jì)。由于光學(xué)可識(shí)別元件的屬性(明亮的顔色和/或反射率)是已知的并且通常被選擇成不同于人的鞋子或襪子的顔色(例如對(duì)于男性居留者是深棕色或藍(lán)色)，可以很容易地通過(guò)發(fā)現(xiàn)圖像中的預(yù)期具有光學(xué)可識(shí)別元件103的特性的像素不再具有這些屬性而檢測(cè)到人類(lèi)腳部的存在。只穿有黒色或棕色鞋子的該示例性男性用戶(hù)可以選擇用紅色條帶覆蓋其左側(cè)墻壁，用綠色條帶覆蓋其右側(cè)墻壁，用橙色條帶覆蓋沿著其長(zhǎng)度的長(zhǎng)沙發(fā)，并且用呈圓柱狀纏繞桌子腿的(一個(gè)或更多放置在彼此之上的)黃色貼片覆蓋桌子腿(或者甚至用與光學(xué)可識(shí)別元件被施加到的對(duì)象的顏色相匹配的顔色或者與其沒(méi)有/較少視覺(jué)干擾的顏色)。還應(yīng)當(dāng)提到的是，在動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，僅僅幾個(gè)這樣的光學(xué)可識(shí)別元件可以導(dǎo)致非常通用的系統(tǒng)。如果當(dāng)前存在于房間內(nèi)的用戶(hù)例如遮擋了紅色條帶，則所述系統(tǒng)可以測(cè)量當(dāng)前覆蓋所述紅色條帶的黑色鞋子的光學(xué)屬性(平均輝度、變化模式、可能的光譜屬性等等)。其隨后可以使用這些標(biāo)識(shí)參數(shù)來(lái)應(yīng)用相同的光學(xué)遮擋檢測(cè)，以便跟蹤甚至遮擋沒(méi)有施加光 學(xué)可識(shí)別元件的區(qū)段的事件，比如當(dāng)用戶(hù)行走經(jīng)過(guò)當(dāng)前覆蓋對(duì)面墻壁上的綠色條帶的藍(lán)色貓籃時(shí)。具體來(lái)說(shuō)，所述系統(tǒng)可以識(shí)別出圖像中的對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103的一條線上的像素，但是所述像素不具有光學(xué)可識(shí)別元件的光學(xué)屬性。由于房間的地板和墻壁可能具有與人的鞋子類(lèi)似的顔色，因此通過(guò)使用光學(xué)可識(shí)別元件提供了更加可靠的檢測(cè)，并且其位置確保至少檢測(cè)到接觸地面并且在高度上延伸到膠帶高度以上的對(duì)象。當(dāng)例如人類(lèi)腳部的對(duì)象被放置在攝影機(jī)101與光學(xué)可識(shí)別元件103之間時(shí)，所述光學(xué)可識(shí)別元件在圖像中的該特定位置處將變得不可見(jiàn)。由于攝影機(jī)101和光學(xué)可識(shí)別元件103都被放置成靠近地表面，并且光學(xué)可識(shí)別元件103是幾cm的細(xì)條帯，因此高度有限(例如5cm)的對(duì)象也已將遮擋住光學(xué)可識(shí)別元件103的整個(gè)高度。圖4示出了處理設(shè)備113的一些元件的ー個(gè)例子。處理設(shè)備113包括接收器401，其將處理設(shè)備113接ロ到攝影機(jī)101，并且特別接收來(lái)自攝影機(jī)101的視頻圖像。接收器401耦合到檢測(cè)器403，其被設(shè)置成響應(yīng)于所述光學(xué)屬性檢測(cè)圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件103。檢測(cè)器403特別被設(shè)置成確定圖像中的對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103的幾何區(qū)域。檢測(cè)器403可以特別通過(guò)找到具有預(yù)定形狀的匹配圖像區(qū)域來(lái)確定所述幾何區(qū)域。舉例來(lái)說(shuō)，在其中光學(xué)可識(shí)別元件103是窄條帶(膠帶)的例子中，所述幾何區(qū)域?qū)?duì)應(yīng)于圖像中的線。因此，檢測(cè)器403可以嘗試在圖像中找到一條線，其具有與光學(xué)可識(shí)別元件103相匹配的特性。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在其他實(shí)施例中，可以使用其他幾何形狀。舉例來(lái)說(shuō)，如果光學(xué)可識(shí)別元件是正方形，則檢測(cè)器403將把所述圖像區(qū)域匹配到具有與光學(xué)可識(shí)別元件103的光學(xué)屬性相匹配的光學(xué)特性的正方形。在一些實(shí)施例中，所述預(yù)定幾何形狀可以考慮到光學(xué)可識(shí)別元件103可能在圖像中發(fā)生的任何形變，這例如是由于攝影機(jī)101相對(duì)于光學(xué)可識(shí)別元件103的放置的結(jié)果，或者例如是由于攝影機(jī)101與光學(xué)可識(shí)別元件103之間的變化的距離。檢測(cè)器103可以特別在圖像中捜索具有與光學(xué)可識(shí)別元件103的光學(xué)屬性匹配的圖像特性的圖像區(qū)域。舉例來(lái)說(shuō)，如果光學(xué)可識(shí)別元件103是明亮紅色，則檢測(cè)器403將在圖像中捜索明亮紅色的適當(dāng)形狀的幾何區(qū)域，也就是說(shuō)其具有代表與明亮紅色足夠接近的顔色的像素值。因此，檢測(cè)器403將基于與所述光學(xué)屬性相對(duì)應(yīng)的圖像特性(特別是像素值)找到所述幾何區(qū)域。特別在其中已經(jīng)存在對(duì)應(yīng)于靜態(tài)對(duì)象的遮擋的情況下，檢測(cè)器403可以確定對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103的圖像區(qū)域。舉例來(lái)說(shuō)，可以在沒(méi)有人但是有遮蔽從攝影機(jī)101到光學(xué)可識(shí)別元件103的視線的椅子和桌子的情況下施行校準(zhǔn)操作。作為ー個(gè)具體實(shí)例，可以考慮圖I的設(shè)置。在該例中，攝影機(jī)101被安裝在墻壁底部，并且在正z方向上具有平行于地表面的指向，從而看向?qū)γ鎵Ρ谏系姆瓷淠z帶(光學(xué)可識(shí)別元件103)。由于膠帶屬性(明亮的顔色和/或反 射率)是已知的，并且在大多數(shù)時(shí)間不同于人的鞋子或襪子的顔色(通常是深棕色或藍(lán)色)，因此通過(guò)找到對(duì)應(yīng)于反射膠帶的一條線上的不具有所述膠帶的光學(xué)屬性的像素可以很容易檢測(cè)到人類(lèi)腳部的存在。在該例中，攝影機(jī)101被安裝成使其光軸(z軸)垂直于墻壁并且平行于地板(假設(shè)地板與墻壁之間成90度角)。因此在理論上所述膠帶在來(lái)自攝影機(jī)101的圖像中表現(xiàn)為略低于圖像中部的水平可見(jiàn)帶條。但是由于攝影機(jī)安裝在不同實(shí)現(xiàn)方式中可以不同，因此所述可見(jiàn)帶條可能看起來(lái)略有垂直位移，并且還可能由于攝影機(jī)101的安裝中的不經(jīng)意傾斜而看起來(lái)有旋轉(zhuǎn)。但是已經(jīng)知道理想的透視攝影機(jī)會(huì)把真實(shí)世界中的直線投影成ニ維圖像中的直線。利用這一知識(shí)，檢測(cè)器403可以識(shí)別出屬于反射膠帶的像素，這是通過(guò)找到其屬性與反射膠帶的光學(xué)特性相匹配的具有適當(dāng)寬度的帶條或線的像素而實(shí)現(xiàn)的。作為第一歩，可以基于以下條件在所觀測(cè)到的RGB彩色圖像中識(shí)別出屬于膠帶的像素
(riii.rtglu.viJHu.v))e S
其中，S是像素所能取得的將其分類(lèi)為“膠帶像素”的RGB顔色矢量的數(shù)值集合。在其中使用飽和紅色膠帶的具體實(shí)例中，適當(dāng)?shù)臄?shù)值例如可以是(119…225)，(0-99),⑴…99)}。因此，具有處于這些范圍內(nèi)的RGB數(shù)值的像素就被認(rèn)為對(duì)應(yīng)于反射膠帶。對(duì)于S的選擇當(dāng)然取決于用在具體例子中的膠帶的顔色。此外，所述集合S還可以取決于所使用的具體攝影機(jī)的設(shè)定。在識(shí)別出對(duì)應(yīng)于膠帶的可能像素之后，對(duì)于這些像素施行線擬合。具體來(lái)說(shuō)，例如利用公知的最小ニ乘擬合方法將一條直線擬合通過(guò)這些像素。其結(jié)果是，利用以下等式識(shí)別出圖像中的直線
U = av + h,
其中，U是圖像的垂直軸，V是圖像的水平軸。在該例中，對(duì)應(yīng)于反射膠帶(即光學(xué)可識(shí)別元件103)的線可以被視為具有單個(gè)像素寬度，但是在其他實(shí)施例中也可以考慮多個(gè)像素的寬度。因此，檢測(cè)器403按照上述方式識(shí)別出所述圖像的對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103的區(qū)域，因此其被認(rèn)為在沒(méi)有任何對(duì)象遮蔽從攝影機(jī)101到光學(xué)可識(shí)別元件103的視線的情況下具有對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)屬性的像素值，例如簡(jiǎn)單地就是光學(xué)可識(shí)別元件103的顔色數(shù)值。但是如果有任何對(duì)象處于攝影機(jī)101與光學(xué)可識(shí)別元件103之間，則這些像素將把其數(shù)值改變到造成遮蔽的對(duì)象的數(shù)值。檢測(cè)器403耦合到遮擋處理器405，其被設(shè)置成響應(yīng)于所述光學(xué)屬性確定圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件103的至少ー處遮擋的遮擋屬性。具體來(lái)說(shuō)，遮擋處理器405被設(shè)置成識(shí)別出對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103但是其光學(xué)特性不同于所述光學(xué)屬性的所識(shí)別出的幾何區(qū)域的被遮擋節(jié)段。舉例來(lái)說(shuō)，遮擋處理器405可以對(duì)于與光學(xué)可識(shí)別元件103相對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域內(nèi)的每ー個(gè)像素確定其像素值是否滿足相對(duì)于所述光學(xué)屬性的匹配標(biāo)準(zhǔn)(例如所述匹配標(biāo)準(zhǔn)是其顏色與光學(xué)可識(shí)別元件103的顔色的偏差不超出給定數(shù)量)。遮擋處理器405隨后繼續(xù)將所述圖像區(qū)域分段成被視為對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103的節(jié)段(即主要包含滿足匹配標(biāo)準(zhǔn)的像素)以及不對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103的節(jié)段(即主要包含不滿足匹配標(biāo)準(zhǔn)的像素)。因此，遮擋處理器405可以被設(shè)置成識(shí)別出所述圖像區(qū)域的應(yīng)當(dāng)具有反射膠帶的顏色但是與該顏色不匹配的各個(gè)節(jié)段。這樣的(多個(gè))節(jié)段通常將具有不同的顔色，這是因 為其已經(jīng)被位于攝影機(jī)101與光學(xué)可識(shí)別元件103之間的對(duì)象所遮擋。遮擋處理器405例如可以生成遮擋屬性以便包括關(guān)于所檢測(cè)到的所有遮擋節(jié)段的尺寸和/或位置的指示。所述尺寸和位置數(shù)值可以特別以像素維度給出，并且可以用圖像坐標(biāo)來(lái)提供。對(duì)應(yīng)于單個(gè)像素線的數(shù)值例如可以被給作中間位置和尺寸，或者被給作關(guān)于起始和停止坐標(biāo)的指示。作為ー個(gè)具體例子，圖5示出了對(duì)應(yīng)于圖I的情形的圖3的圖像中的所檢測(cè)到的遮擋節(jié)段(假設(shè)桌子和椅子腿不存在)。圖6以示意性的形式示出了相同的圖像。在該例中，圖像的水平方向由V軸表示，圖像的垂直方向由u軸表示。如圖所示，光學(xué)可識(shí)別元件103被識(shí)別為對(duì)應(yīng)于圖像中的線601，并且遮擋處理器405捜索過(guò)該線的各個(gè)像素以便識(shí)別出其顔色不同于光學(xué)可識(shí)別元件103的兩個(gè)被遮擋節(jié)段109、111。具體來(lái)說(shuō)，遮擋處理器405可以順序地評(píng)估起始于最小r坐標(biāo)并且結(jié)束于最大r坐標(biāo)的“膠帶”線601中的所有像素。對(duì)于該線上的每ー個(gè)像素(《，り，如果滿足以下條件則開(kāi)始新的被遮擋節(jié)段
Olif,s'),<r(n,ii,/ !ii,i*iie S。當(dāng)滿足以下條件時(shí)，被遮擋節(jié)段被視為結(jié)束
IH Ih r I, g{u. V), HIむ"} e S。因此，在該例中，確定了對(duì)應(yīng)于每ー個(gè)被遮擋節(jié)段的開(kāi)始和結(jié)束位置(rstart，Kstop)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在許多實(shí)際實(shí)施例中，可以應(yīng)用一定隱含的或顯式的空間濾波效應(yīng)，以便補(bǔ)償圖像噪聲等等并且提供更好地定義的節(jié)段。所述遮擋屬性(并且特別是關(guān)于被遮擋節(jié)段的指示)被饋送到位置處理器407，其耦合到遮擋處理器405。位置處理器407被設(shè)置成響應(yīng)于所述遮擋屬性確定對(duì)象在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的深度位置。所述深度位置包括表明對(duì)象沿著從光學(xué)可識(shí)別元件103到攝影機(jī)101的軸(并從而是沿著光軸)的位置的至少ー個(gè)位置分量。因此，所述深度位置包括不處于圖像平面內(nèi)(即ム方向上)但是沿著攝影機(jī)的光軸(即z方向)的至少ー個(gè)分量。因此，位置處理器407不(僅僅)估計(jì)圖像中的位置，而且(或者相反地)估計(jì)垂直于圖像的方向上的位置。該估計(jì)是基于圖像中的信息生成的，并且特別是基于光學(xué)可識(shí)別元件103的遮擋生成的。本發(fā)明的發(fā)明人特別認(rèn)識(shí)到，光學(xué)可識(shí)別元件的遮擋不僅可以被用來(lái)確定對(duì)象在圖像平面中的位置，而且還可以提供允許確定沿著攝影機(jī)101的光軸的位置的信息。正如下面將描述的那樣，可以使用不同的算法來(lái)確定這樣的位置估計(jì)。具體來(lái)說(shuō)，可以使用被遮擋節(jié)段的標(biāo)識(shí)，并且位置處理器407可以特別基于光學(xué)可識(shí)別元件103的被遮擋節(jié)段的位置和/或尺寸來(lái)確定所述方向上的位置估計(jì)。作為ー個(gè)簡(jiǎn)單的例子，所述位置可以是基于遮擋的估計(jì)尺寸連同對(duì)象的假設(shè)尺寸。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于人的腳部可以假設(shè)ー個(gè)平均尺寸，并且可以基于相應(yīng)的遮擋節(jié)段的所測(cè)尺寸來(lái)確定沿著Z軸的位置。因此，較大的遮擋節(jié)段可能是從靠近攝影機(jī)101的位置得到的，較小的遮擋節(jié)段可能是從更加遠(yuǎn)離攝影機(jī)101的位置得到的。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，雖然這樣的方法可能會(huì)在對(duì)于可能具有不同尺寸的對(duì)象(比如人類(lèi)腳部)的估計(jì)位置中提供一定的不確定性，但是這在許多應(yīng)用中都是可以接受的。此外，所述方法可能特別適用于其中對(duì)象往往具有相同尺寸的應(yīng)用。舉例來(lái)說(shuō)，圖7示出了ー個(gè)例子，其中三個(gè)塑料杯在與攝影機(jī)的不同距離下被放置在地板上。所述三個(gè)塑料杯在其遮擋反射膠帶的點(diǎn)處具有基本上相同的尺寸。但是如圖 8中所示，由于其與攝影機(jī)101的鄰近度不同，因此相應(yīng)的遮擋節(jié)段的尺寸可能顯著不同。相應(yīng)地，被遮擋節(jié)段的尺寸可以直接被用作關(guān)于從攝影機(jī)101到杯子的距離的指示，即被用作關(guān)于沿著z軸的位置的指示。但是在許多實(shí)例中，位置估計(jì)是在沒(méi)有對(duì)于對(duì)象尺寸的任何假設(shè)的情況下確定的。實(shí)際上，在許多實(shí)施例中可以估計(jì)位置，并且隨后將其用來(lái)估計(jì)對(duì)象尺寸。下面提供確定沿著光軸的位置估計(jì)的ー個(gè)例子。在該例中，所述估計(jì)是基于在圖像中被檢測(cè)為對(duì)應(yīng)于被遮擋節(jié)段的圖像對(duì)象而確定的。具體來(lái)說(shuō)，位置處理器407可以施行圖像分段，并且選擇與所述被遮擋節(jié)段重疊或者包括所述被遮擋節(jié)段的一個(gè)或更多圖像節(jié)段。對(duì)應(yīng)于給定被遮擋節(jié)段的圖像對(duì)象或節(jié)段例如可以被確定為包括其特性滿足相對(duì)于被遮擋節(jié)段的像素的匹配標(biāo)準(zhǔn)的像素的區(qū)域。舉例來(lái)說(shuō)，可以使用具有基本上相同的顔色的像素區(qū)域。位置處理器407隨后基于所述圖像節(jié)段的特性確定位置估計(jì)。該圖像特性例如可以是所述圖像節(jié)段的尺寸或維度。實(shí)際上，在該具體實(shí)例中，所述圖像特性可以表明圖像對(duì)象在遠(yuǎn)離光學(xué)可識(shí)別元件的圖像方向上的延伸。所述圖像方向例如可以對(duì)應(yīng)于垂直圖像方向和/或沿著房間地板的方向。所述圖像屬性/特性可以表示圖像對(duì)象在基本上垂直的圖像方向上的延伸。因此，圖像對(duì)象在向下的方向上的延伸可以被測(cè)量并且被用來(lái)確定對(duì)象沿著Z軸的位置。如圖7中所示，最靠近攝影機(jī)的紙杯在圖像中比更加遠(yuǎn)離攝影機(jī)的紙杯向下延伸得更多。作為ー個(gè)具體實(shí)例，位置處理器407可以首先確定沿著膠帶(光學(xué)可識(shí)別元件103)的方向上(即ァ方向上)的圖像位置坐標(biāo)。該方向?qū)?yīng)于圖像中的^坐標(biāo)，并且可以簡(jiǎn)單地被確定為平均位置
V + V
，+<*j —つ。這樣就提供了對(duì)象在圖像中的位置，但是還沒(méi)有提供在地板上的位置。為了計(jì)算對(duì)象在地板上的位置，位置處理器407首先計(jì)算z坐標(biāo)，并且隨后計(jì)算ァ坐標(biāo)。圖9示出了將要解決的幾何結(jié)構(gòu)的圖示。所述方法是基于假設(shè)對(duì)應(yīng)于“針孔攝影機(jī)模型”的攝影機(jī)以及例如在D. A. Forsytt^PJ. Ponce 的“Computer Vision: A ModernApproach” (2003,Pearson Education, Inc. , ISBN 0-13-191193-7)中給出的透視投影等式。位置處理器407嘗試確定對(duì)象接觸地板的點(diǎn)的z坐標(biāo)。為了確定該坐標(biāo)，首先確定該點(diǎn)的垂直圖像坐標(biāo)坐標(biāo))。位置處理器407通過(guò)確定圖像中的對(duì)所述對(duì)象進(jìn)行映射的圖像區(qū)段與沒(méi)有對(duì)所述對(duì)象成像而是仍然對(duì)地板成像的圖像區(qū)段之間的節(jié)段邊界而實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。圖10示出了其中在圖像中僅僅存在兩個(gè)對(duì)象的一個(gè)實(shí)例(其對(duì)應(yīng)于圖6的實(shí)例)。所述兩個(gè)對(duì)象導(dǎo)致對(duì)應(yīng)于被遮擋節(jié)段的兩個(gè)圖像對(duì)象或節(jié)段1001、1003 (只考慮低于光學(xué)可識(shí)別元件103的部分)。這些圖像對(duì)象1001、100 3在對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103的線601下方延伸。首先，評(píng)估線601下方的圖像“條”，以便確定背景圖像的哪ー個(gè)部分由于對(duì)象的存在而發(fā)生了改變。該例的具體方法沒(méi)有假設(shè)背景具有特定顔色，而是假設(shè)在對(duì)象與背景之間存在一定顏色對(duì)比度。由于已經(jīng)基于光學(xué)可識(shí)別元件施行了對(duì)象檢測(cè)，因此對(duì)象與背景之間的對(duì)比度數(shù)量只對(duì)位置估計(jì)有影響，對(duì)于所述位置檢測(cè)步驟則沒(méi)有影響。此外，光學(xué)可識(shí)別元件的存在使得位置估計(jì)更加魯棒，這是因?yàn)槠浒盐恢霉烙?jì)從ニ維簡(jiǎn)化成一維搜索問(wèn)題。由于對(duì)象的圖像通常包含多個(gè)圖像列(其在圖像r方向中延伸)，因此在評(píng)估與預(yù)先計(jì)算的背景圖像的差異時(shí)可以應(yīng)用求平均操作。這樣就補(bǔ)償了可能存在于對(duì)象的圖像與背景圖像之間的較小對(duì)比度。因此，對(duì)于所述轉(zhuǎn)變(邊界)的所有可能位置確定上方條的平均誤差減去下方條的平均誤差之間的差異。隨后將所述邊界選擇成對(duì)應(yīng)于為之找到最大差異的位置。對(duì)應(yīng)于兩個(gè)平均誤差之間的最大差異的u坐標(biāo)相應(yīng)地被選擇為對(duì)象的u坐標(biāo)。因此，所述《坐標(biāo)代表對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103的線601與對(duì)應(yīng)于遮擋109、111的節(jié)段1001、1003的節(jié)段邊界之間的圖像距離。給定對(duì)象的u坐標(biāo)之后，位置處理器407隨后基于圖9中示出的幾何結(jié)構(gòu)計(jì)算對(duì)象的z坐標(biāo)，從而得到下面的等式
ZiM _ k
H - ^
其中，A是僅僅取決于攝影機(jī)參數(shù)的固定常數(shù)(關(guān)于背景參見(jiàn)D. A. Forsyth和J.Ponce 的‘‘Computer Vision: A Modern Approach2003,Pearson Education, Inc. , ISBN
0-13-191193-7)的標(biāo)題為“Geometric Camera Models”的第2章)，并且//是攝影機(jī)在地面上方的高度。所述等式是根據(jù)圖9的幾何結(jié)構(gòu)自動(dòng)得出的，這是因?yàn)槠浠旧蠈?duì)應(yīng)于以下要求從攝影機(jī)分別到"。w和的三角形是相似的(除了尺寸之外具有相同的幾何比例)?？梢詮臄z影機(jī)的規(guī)范獲知與攝影機(jī)有關(guān)的參數(shù)I但是可能不嚴(yán)格需要A的數(shù)值。實(shí)際上，從圖9和前面的等式可以看出
= 。由于-M是常數(shù)，因此《。ポ相應(yīng)地也是常數(shù)。
這就使得有可能在安裝了攝影機(jī)和光學(xué)可識(shí)別元件之后校準(zhǔn)所述系統(tǒng)?？梢园褜?duì)象放置在與攝影機(jī)101具有已知距離Aef (例如Im)的檢測(cè)區(qū)內(nèi)，并且可以測(cè)量相應(yīng)的 坐標(biāo)"μ。對(duì)于具有不同u坐標(biāo)的不同對(duì)象，可以如下確定相應(yīng)的ζ坐標(biāo)
其中，索引“ref”指代對(duì)于校準(zhǔn)對(duì)象獲得的數(shù)值。下面將描述從光學(xué)可識(shí)別元件103的遮擋確定沿著ζ軸的位置的ー個(gè)不同的例子。該具體實(shí)例使用第二攝影機(jī)1101，其如圖11中所示也耦合到處理設(shè)備113。第二攝影機(jī)1101可以位于與第一攝影機(jī)101相同的相對(duì)高度處，但是可以在ァ方向上有位移。在許多實(shí)施例中可以使用攝影機(jī)101、1101之間的相對(duì)較短的距離，比如不超過(guò)50cm或者甚至20cmo在該例中，檢測(cè)器403被設(shè)置成對(duì)來(lái)自第二攝影機(jī)1101的圖像施行與來(lái)自第一攝影機(jī)101的圖像相同的處理。因此，具體來(lái)說(shuō)，檢測(cè)器403可以識(shí)別圖像中的對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103的區(qū)域(具體來(lái)說(shuō)是線)。類(lèi)似地，遮擋處理器405施行相同的處理并且確定遮擋屬性，所述遮擋屬性舉例來(lái)說(shuō)可以識(shí)別出對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件103的圖像區(qū)域的被中間對(duì)象遮擋的各個(gè)部分。所識(shí)別出的被遮擋節(jié)段被饋送到位置處理器407。由于攝影機(jī)101、1101的不同放置，放置在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象在光學(xué)可識(shí)別元件103上的相對(duì)位移將取決于該對(duì)象與攝影機(jī)101、1101有多靠近。在圖11中示出了這一點(diǎn)，其中示出了兩個(gè)對(duì)象點(diǎn)1103、1105 (所述對(duì)象點(diǎn)例如可以被視為圖I的對(duì)象105、107上的點(diǎn)，或者例如可以被視為對(duì)應(yīng)于非常窄的對(duì)象)。由于攝影機(jī)101、1101的位移，對(duì)象1103、1105在圖像中將有位移，并且將出現(xiàn)在圖像中的不同位置處。此外，由于攝影機(jī)101、1101的位移，對(duì)象1103、1105將出現(xiàn)在相對(duì)于光學(xué)可識(shí)別元件103的不同位置處。此外，對(duì)象1103,1105在圖像中以及相對(duì)于光學(xué)可識(shí)別元件103的實(shí)際位移取決于對(duì)象沿著ζ軸的距離。實(shí)際上，所述位移會(huì)隨著從攝影機(jī)101、1101到對(duì)象的距離減小而増大。因此，在該實(shí)施例中，位置處理器407被設(shè)置成識(shí)別出對(duì)應(yīng)于同一對(duì)象的兩幅圖像中的被遮擋節(jié)段。這例如可以通過(guò)把彼此最靠近的被遮擋節(jié)段相匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，也可以使用更加復(fù)雜的算法，比如考慮所述設(shè)置的尺寸和/或幾何結(jié)構(gòu)。對(duì)于匹配的節(jié)段，可以確定ー個(gè)點(diǎn)在兩幅圖像中的位移(或者是圖像中的位移，或者是相對(duì)于光學(xué)可識(shí)別元件103的位移)。舉例來(lái)說(shuō)，可以確定所計(jì)算的平均位置的位置。該位移隨后可以被用來(lái)計(jì)算ζ方向上的位置。因此，位置估計(jì)是基于兩幅圖像中的被遮擋節(jié)段之間的相對(duì)圖像位置的差異來(lái)計(jì)算的。舉例來(lái)說(shuō)，參照?qǐng)D12，可以利用下面的等式從所述位移計(jì)算ζ方向上的位置。假設(shè)第二攝影機(jī)在相對(duì)于第一攝影機(jī)的負(fù)ァ方向上被放置在沿著ァ軸的距離ガ處。利用針孔攝影機(jī)模型對(duì)于第一攝影機(jī)得到
權(quán)利要求
1.ー種用于確定空間的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的對(duì)象的位置特性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 用于放置在檢測(cè)區(qū)域的地面上或其附近的光學(xué)可識(shí)別元件(103)，所述光學(xué)可識(shí)別元件(103)具有光學(xué)屬性； 用于放置在檢測(cè)區(qū)域?qū)γ骐x開(kāi)光學(xué)可識(shí)別元件(103)的攝影機(jī)(101)，所述攝影機(jī)(101)被設(shè)置成捕獲包括檢測(cè)區(qū)域和光學(xué)可識(shí)別元件(103)的圖像； 用于響應(yīng)于所述光學(xué)屬性檢測(cè)圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件(103)的檢測(cè)器(403)； 用于響應(yīng)于所述光學(xué)屬性確定光學(xué)可識(shí)別元件(103)在圖像中的至少ー處遮擋的遮擋屬性的遮擋處理器(405);以及 用于響應(yīng)于所述遮擋屬性確定深度位置的位置處理器(407)，所述深度位置表明對(duì)象沿著攝影機(jī)(101)的光軸的位置。
2.如權(quán)利要求I所述的用于確定對(duì)象的位置特性的系統(tǒng)，所述對(duì)象被設(shè)置在作為房間的空間內(nèi)，所述系統(tǒng)包括 用于放置在對(duì)應(yīng)于房間的檢測(cè)區(qū)域的背景表面上的光學(xué)可識(shí)別元件(103)，所述光學(xué)可識(shí)別元件(103)具有光學(xué)屬性； 用于放置在檢測(cè)區(qū)域?qū)γ骐x開(kāi)光學(xué)可識(shí)別元件(103)的攝影機(jī)(101)，所述攝影機(jī)(101)被設(shè)置成捕獲包括檢測(cè)區(qū)域和光學(xué)可識(shí)別元件(103)的圖像； 用于響應(yīng)于所述光學(xué)屬性檢測(cè)圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件(103)的檢測(cè)器(403)； 用于響應(yīng)于所述光學(xué)屬性確定光學(xué)可識(shí)別元件(103)在圖像中的至少ー處遮擋的遮擋屬性的遮擋處理器(405);以及 用于響應(yīng)于所述遮擋屬性確定深度位置的位置處理器(407)，所述深度位置表明對(duì)象沿著攝影機(jī)(101)的光軸的位置。
3.權(quán)利要求I或2的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)可識(shí)別元件(103)是被施加到墻壁上或者被用來(lái)形成人為邊界的細(xì)長(zhǎng)元件，并且在空間上被限制到墻壁的一半高度以下。
4.權(quán)利要求I或2的系統(tǒng)，其中，所述位置處理器(407)被設(shè)置成確定所述圖像的與光學(xué)可識(shí)別元件的被遮擋節(jié)段相關(guān)聯(lián)的圖像對(duì)象；以及響應(yīng)于所述圖像對(duì)象的圖像特性生成深度位置。
5.權(quán)利要求I或2的系統(tǒng)，其中，所述圖像特性表明圖像對(duì)象在遠(yuǎn)離光學(xué)可識(shí)別元件的圖像方向上的延伸。
6.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中，所述位置處理器(407)被設(shè)置成 檢測(cè)對(duì)應(yīng)于房間地板的另ー個(gè)圖像對(duì)象； 確定所述圖像對(duì)象與所述另ー個(gè)圖像對(duì)象之間的節(jié)段邊界；以及 響應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件與節(jié)段邊界之間的圖像距離確定深度位置。
7.權(quán)利要求I或2的系統(tǒng)，其還包括 用于放置在檢測(cè)區(qū)域?qū)γ骐x開(kāi)光學(xué)可識(shí)別元件的另ー個(gè)攝影機(jī)(1101 )，所述另ー個(gè)攝影機(jī)(1101)捕獲包括檢測(cè)區(qū)域和光學(xué)可識(shí)別元件(103)的另一幅圖像；并且其中 所述檢測(cè)器(403)還被設(shè)置成響應(yīng)于所述光學(xué)屬性檢測(cè)所述另一幅圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件(103)； 所述遮擋處理器(405)被設(shè)置成響應(yīng)于所述光學(xué)屬性確定光學(xué)可識(shí)別元件(103)在所述另一幅圖像中的至少ー處遮擋的另一項(xiàng)遮擋屬性；并且所述位置處理器(407)被設(shè)置成響應(yīng)于所述遮擋屬性和所述另ー項(xiàng)遮擋屬性確定深度位置。
8.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中，所述位置處理器(407)被設(shè)置成響應(yīng)于所述圖像和所述另一幅圖像中的被遮擋節(jié)段之間的相對(duì)圖像位置的差異確定深度位置。
9.權(quán)利要求I或2的系統(tǒng)，其還包括尺寸處理器(1401)，所述尺寸處理器(1401)被設(shè)置成響應(yīng)于深度位置和光學(xué)可識(shí)別元件的至少ー個(gè)被遮擋圖像節(jié)段的圖像尺寸來(lái)確定對(duì)于對(duì)象的尺寸估計(jì)。
10.權(quán)利要求I或2的系統(tǒng)，其中，所述對(duì)象是人類(lèi)或非人類(lèi)生物，并且所述系統(tǒng)還包括用于響應(yīng)于所述遮擋屬性檢測(cè)生物在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的存在的檢測(cè)處理器(1403)。
11.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)處理器(1403)被設(shè)置成響應(yīng)于圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件(103)的遮擋的動(dòng)態(tài)變化來(lái)檢測(cè)所述存在。
12.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)處理器(1403)還被設(shè)置成響應(yīng)于所述動(dòng)態(tài)變化確定生物和生物活動(dòng)的至少其中ー項(xiàng)的第一特性。
13.權(quán)利要求I或2的系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)器(403)被設(shè)置成響應(yīng)于檢測(cè)到具有與所述光學(xué)屬性匹配的圖像屬性的圖像區(qū)域來(lái)估計(jì)所述圖像的對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件(103)的幾何區(qū)域，并且所述遮擋處理器(407)被設(shè)置成識(shí)別出具有與所述光學(xué)屬性不匹配的圖像屬性的所述幾何區(qū)域的被遮擋節(jié)段。
14.權(quán)利要求I或I的系統(tǒng)，其還被設(shè)置成確定房間內(nèi)的光學(xué)可識(shí)別元件(103)的標(biāo)稱(chēng)被遮擋節(jié)段集合;并且其中所述位置處理器(409)被設(shè)置成對(duì)于所述標(biāo)稱(chēng)被遮擋節(jié)段補(bǔ)償遮擋屬性。
15.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其還被設(shè)置成在遮擋的持續(xù)時(shí)間超出閾值的情況下把光學(xué)可識(shí)別元件的被遮擋節(jié)段標(biāo)示為標(biāo)稱(chēng)被遮擋節(jié)段。
16.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其包括遮擋分析単元(1422)，所述遮擋分析単元(1422)用于分析至少一幅所捕獲圖像中的至少ー個(gè)空間區(qū)段的光學(xué)屬性，其中該空間區(qū)段的所有像素對(duì)應(yīng)于光學(xué)可識(shí)別元件和造成遮擋的對(duì)象的至少其中ー項(xiàng)。
17.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其包括攝影機(jī)包含單元(1622，1660，1605)，所述攝影機(jī)包含單元(1622，1660，1605)具有包含區(qū)段(1630)，從而允許把至少ー個(gè)便攜式攝影機(jī)或者至少一個(gè)帶有攝影機(jī)的便攜式設(shè)備合并在其中。
18.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其包括至少兩個(gè)帶有攝影機(jī)的便攜式設(shè)備以及用于在所述至少兩個(gè)帶有攝影機(jī)的便攜式設(shè)備之間進(jìn)行協(xié)調(diào)的軟件，其中所述協(xié)調(diào)至少涉及將來(lái)自所述至少兩個(gè)帶有攝影機(jī)的便攜式設(shè)備的所捕獲圖像進(jìn)行比較。
19.ー種確定空間內(nèi)的對(duì)象的位置特性的方法，所述方法包括 將光學(xué)可識(shí)別元件(103)放置在對(duì)應(yīng)于房間的檢測(cè)區(qū)域的地面上或其附近，所述光學(xué)可識(shí)別元件(103)具有光學(xué)屬性； 將攝影機(jī)(101)放置在檢測(cè)區(qū)域?qū)γ骐x開(kāi)光學(xué)可識(shí)別元件(103)，所述攝影機(jī)捕獲包括檢測(cè)區(qū)域和光學(xué)可識(shí)別元件(103)的圖像； 響應(yīng)于所述光學(xué)屬性檢測(cè)圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件(103); 響應(yīng)于所述光學(xué)屬性確定光學(xué)可識(shí)別元件(103)在圖像中的遮擋的遮擋屬性；以及 響應(yīng)于所述遮擋屬性確定深度位置，所述深度位置表明對(duì)象沿著攝影機(jī)(101)的光軸的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定房間內(nèi)的對(duì)象的位置特性的系統(tǒng)，其包括用于放置在對(duì)應(yīng)于房間的檢測(cè)區(qū)域的背景表面上的光學(xué)可識(shí)別元件(103)。將攝影機(jī)(101)放置在檢測(cè)區(qū)域?qū)γ骐x開(kāi)光學(xué)可識(shí)別元件(103)，并且攝影機(jī)(101)捕獲包括檢測(cè)區(qū)域和光學(xué)可識(shí)別元件(103)的圖像。檢測(cè)器(403)基于光學(xué)屬性檢測(cè)圖像中的光學(xué)可識(shí)別元件(103)。遮擋處理器(405)響應(yīng)于所述光學(xué)屬性確定光學(xué)可識(shí)別元件(103)在圖像中的遮擋的遮擋屬性。位置處理器(407)響應(yīng)于所述遮擋屬性確定深度位置，其中所述深度位置表明對(duì)象沿著攝影機(jī)(101)的光軸的位置。本發(fā)明例如可以允許對(duì)于房間內(nèi)的人的存在檢測(cè)和粗略定位。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102687174SQ201180005948
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者C.瓦雷坎普, M.J.W.梅坦斯, P.L.E.范德瓦勒 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司