續(xù)上述步驟。
[0065]本發(fā)明實(shí)施例中，確定該待定位室內(nèi)物體的朝向包括:
[0066]對(duì)于該待定位室內(nèi)物體的特征點(diǎn)集合來(lái)說(shuō)，排除已經(jīng)確定是主要特征點(diǎn)的5個(gè)點(diǎn)后，首先從剩下的點(diǎn)中隨機(jī)選取三個(gè)點(diǎn)，計(jì)算它們構(gòu)成的三角形的面積，如果面積小于預(yù)設(shè)值，就認(rèn)為這是指示朝向的三個(gè)點(diǎn)。在前述步驟11中已經(jīng)提到了，室內(nèi)物體上可以存在多個(gè)可旋轉(zhuǎn)部件，但是只有當(dāng)這三個(gè)點(diǎn)為同一可旋轉(zhuǎn)部件的特征點(diǎn)時(shí)才可以作為指示朝向的點(diǎn)；因此，需要計(jì)算這三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的三角形的面積，當(dāng)面積小于預(yù)設(shè)值則判定這三個(gè)點(diǎn)為同一可旋轉(zhuǎn)部件的特征點(diǎn)；否則，判定這三個(gè)點(diǎn)是不同的可旋轉(zhuǎn)部件的特征點(diǎn)。
[0067]然后，在這三個(gè)點(diǎn)中，每次選取一個(gè)點(diǎn)，分別計(jì)算它到剩下兩個(gè)點(diǎn)的距離之和，將和最小點(diǎn)作為指示朝向的點(diǎn)；
[0068]最后，根據(jù)待定位室內(nèi)物體中心與指示朝向的點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)向量，計(jì)算向量同室內(nèi)絕對(duì)坐標(biāo)的X軸的夾角，該夾角則表示待定位室內(nèi)物體的朝向。
[0069]本發(fā)明實(shí)施例的上述方案，不僅能夠同時(shí)監(jiān)控廣大的室內(nèi)范圍，同時(shí)避免了一般多攝像頭定位系統(tǒng)中的成像過(guò)程中不同步問(wèn)題；同時(shí)，通過(guò)利用人工添加的特征點(diǎn)進(jìn)行定位，具有精度高，速度快等特點(diǎn)；另外，通過(guò)單獨(dú)設(shè)置的方向特征點(diǎn)確定物體的朝向，可以在定位的時(shí)候同時(shí)確定物體上一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)部件的方向；最后，本發(fā)明可以處理當(dāng)物體較高時(shí)，遮擋了一個(gè)打在地面的特征點(diǎn)時(shí)的情況。
[0070]通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到上述實(shí)施例可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，上述實(shí)施例的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)(可以是CD-ROM，U盤，移動(dòng)硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。
[0071]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種室內(nèi)多攝像頭同步高精度定位方法，其特征在于，包括: 標(biāo)定每一室內(nèi)物體的特征點(diǎn)，并計(jì)算特征點(diǎn)和物體中心的物體相對(duì)坐標(biāo)； 利用多個(gè)室內(nèi)攝像頭同步采集圖像，獲得能夠覆蓋室內(nèi)區(qū)域的同步圖像； 根據(jù)預(yù)先建立的室內(nèi)坐標(biāo)高精度測(cè)量系統(tǒng)從同步圖像中獲取每個(gè)室內(nèi)物體的特征點(diǎn)及特征點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)，并逐一排除不同同步圖像中重復(fù)的特征點(diǎn)，最終獲得特征點(diǎn)集合；根據(jù)室內(nèi)物體在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前所估計(jì)的初始位置，判斷當(dāng)前時(shí)刻待定位室內(nèi)物體的位置是否發(fā)生變化，若是，則根據(jù)待定位室內(nèi)物體與其所標(biāo)定的特征點(diǎn)的相對(duì)距離為該待定位室內(nèi)物體重新分配特征點(diǎn)，基于重新分配特征點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)及其與該待定位室內(nèi)物體的相對(duì)距離確定該待定位室內(nèi)物體的絕對(duì)坐標(biāo)與朝向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用室內(nèi)多攝像頭同步采集圖像，獲得能夠覆蓋室內(nèi)區(qū)域的同步圖像包括: 將每一攝像頭的電平觸發(fā)輸入端連接到電平觸發(fā)板上，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制電平觸發(fā)板周期地升降電平，從而使多個(gè)攝像頭同步成像。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括:確定攝像頭的布置參數(shù)與數(shù)量，其包括如下: 根據(jù)所需的精度計(jì)算攝像頭參數(shù)以及攝像頭距離地面的距離；若所需的精度為毫米級(jí)，則攝像頭的視野范圍同攝像頭的像素必須滿足如下關(guān)系:攝像頭上一個(gè)像素對(duì)應(yīng)地面上0.5mm乘以0.5mm的區(qū)域； 根據(jù)攝像頭精度以及ccd面積確定攝像頭的焦距以及攝像頭距離地面的高度，需滿足如下關(guān)系:焦距比上ccd芯片的長(zhǎng)等于鏡頭到地面的距離比上視野范圍的長(zhǎng)； 根據(jù)視野范圍確定攝像頭的數(shù)目，確保兩個(gè)相鄰攝像頭的視野有百分之十重合的要求下讓攝像頭覆蓋整個(gè)待測(cè)量區(qū)域； 標(biāo)定各個(gè)攝像頭的參數(shù)，具體的:根據(jù)地面標(biāo)定點(diǎn)的坐標(biāo)以及標(biāo)準(zhǔn)棋盤格按照張正友平面標(biāo)定法標(biāo)定每個(gè)安裝好的攝像頭的參數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，建立室內(nèi)坐標(biāo)高精度測(cè)量系統(tǒng)的步驟包括:在室內(nèi)選擇多個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，并利用激光測(cè)距儀對(duì)室內(nèi)每個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定；之后，在天花板上平均布置多個(gè)鏡頭平行于水平面的攝像頭，利用標(biāo)定好的標(biāo)定點(diǎn)以及標(biāo)準(zhǔn)棋盤格對(duì)每個(gè)攝像頭進(jìn)行標(biāo)定，計(jì)算出攝像頭成像坐標(biāo)到室內(nèi)絕對(duì)坐標(biāo)的變換矩陣。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，標(biāo)定每一室內(nèi)物體的特征點(diǎn)的步驟包括: 每一室內(nèi)物體的特征點(diǎn)包括:5個(gè)主要特征點(diǎn)和3n個(gè)次要特征點(diǎn)，其中，η為可旋轉(zhuǎn)部件的數(shù)量；若物體上沒(méi)有可旋轉(zhuǎn)部件或者無(wú)需標(biāo)定物體上的可旋轉(zhuǎn)部件，則僅標(biāo)定與物體相關(guān)的主要特征點(diǎn)，若需要標(biāo)定物體上可旋轉(zhuǎn)部件，則標(biāo)定與物體相關(guān)的主要特征點(diǎn)以及標(biāo)記與可旋轉(zhuǎn)部件相關(guān)的次要特征點(diǎn)； 所標(biāo)定的5個(gè)主要特征點(diǎn)平均排布一個(gè)近似的圓周上，圓心為室內(nèi)物體的中心；所標(biāo)定的3η個(gè)次要特征點(diǎn)，對(duì)于每一可旋轉(zhuǎn)部件而言，3個(gè)次要特征點(diǎn)中的一個(gè)到物體中心的連線同室內(nèi)物體上可旋轉(zhuǎn)部件的朝向相同，其余兩個(gè)位于這個(gè)點(diǎn)兩側(cè)且三點(diǎn)處于一條直線上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，計(jì)算特征點(diǎn)和物體中心的物體相對(duì)坐標(biāo)包括: 通過(guò)測(cè)量工具測(cè)量每一室內(nèi)物體的主要特征點(diǎn)相對(duì)于以物體中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系的相對(duì)坐標(biāo)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)待定位室內(nèi)物體與其所標(biāo)定的特征點(diǎn)的相對(duì)距離為該待定位室內(nèi)物體重新分配特征點(diǎn)包括: 獲得的特征點(diǎn)集合記為集合X，基于對(duì)物體移動(dòng)的預(yù)測(cè)估計(jì)待定位室內(nèi)物體的位置，并根據(jù)特征點(diǎn)和室內(nèi)物體的相對(duì)距離從集合X中給每個(gè)待定位室內(nèi)物體分配相應(yīng)的特征點(diǎn)，組成待定位室內(nèi)物體的特征點(diǎn)集合。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，基于重新分配特征點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)及其與該待定位室內(nèi)物體的相對(duì)距離確定該待定位室內(nèi)物體的絕對(duì)坐標(biāo)與朝向包括: 確定主要特征點(diǎn)，根據(jù)主要特征點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)及其與該待定位室內(nèi)物體的相對(duì)距離確定該待定位室內(nèi)物體的絕對(duì)坐標(biāo)；確定主要特征點(diǎn)的步驟如下:從某一待定位室內(nèi)物體的特征點(diǎn)集合中隨機(jī)提取5個(gè)點(diǎn)，根據(jù)其絕對(duì)坐標(biāo)計(jì)算兩兩之間的相對(duì)位置，將其初始時(shí)所標(biāo)定的主要特征點(diǎn)相對(duì)坐標(biāo)之間的相對(duì)位置比較，如果相對(duì)位置一致則認(rèn)為這5個(gè)點(diǎn)是該待定位室內(nèi)物體的主要特征點(diǎn)； 對(duì)于該待定位室內(nèi)物體的特征點(diǎn)集合來(lái)說(shuō)，排除已經(jīng)確定是主要特征點(diǎn)的5個(gè)點(diǎn)后，首先從剩下的點(diǎn)中隨機(jī)選取三個(gè)點(diǎn)，計(jì)算它們構(gòu)成的三角形的面積，如果面積小于預(yù)設(shè)值，就認(rèn)為這是指示朝向的三個(gè)點(diǎn)； 然后，在這三個(gè)點(diǎn)中，每次選取一個(gè)點(diǎn)，分別計(jì)算它到剩下兩個(gè)點(diǎn)的距離之和，將和最小點(diǎn)作為指示朝向的點(diǎn)； 最后，根據(jù)待定位室內(nèi)物體中心與指示朝向的點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)向量，計(jì)算向量同室內(nèi)絕對(duì)坐標(biāo)的X軸的夾角，該夾角則表示待定位室內(nèi)物體的朝向。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種室內(nèi)多攝像頭同步高精度定位方法，該方法不僅能夠同時(shí)監(jiān)控廣大的室內(nèi)范圍，同時(shí)避免了一般多攝像頭定位系統(tǒng)中的成像過(guò)程中不同步問(wèn)題；同時(shí)，通過(guò)利用人工添加的特征點(diǎn)進(jìn)行定位，具有精度高，速度快等特點(diǎn)；另外，通過(guò)單獨(dú)設(shè)置的方向特征點(diǎn)確定物體的朝向，可以在定位的時(shí)候同時(shí)確定物體上一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)部件的方向。
【IPC分類】H04N7/18, G06T7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105184768
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510444286
【發(fā)明人】劉斌, 俞能海, 李衛(wèi)海, 莊連生, 湯聞易, 胡校成, 殷國(guó)君, 儲(chǔ)琪
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月23日