全局坐标系构建及应用方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了全局坐标系构建方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：基于第一图像数据计算相机阵列中每个相机的内参数以及相机阵列中两个相机之间的第一外参数，得到第一外参数集合，其中，第一图像数据是相机阵列中每个相机采集的第一标定物的图像数据，第一标定物沿着预定路线按照预定速度匀速运动，相机阵列包括至少两个相机；基于第二图像数据计算每个相机相对于第二标定物的第二外参数，得到第二外参数集合，其中，第二图像数据是相机阵列中每个相机采集的第二标定物的图像数据，第二标定物设置在地面，且相对于每个相机的位置是固定的；基于第一外参数集合和第二外参数集合，计算相机阵列的全局坐标系。其实现不同相机坐标的统一。

【技术实现步骤摘要】
全局坐标系构建及应用方法、装置、设备及存储介质
本申请一般涉及视觉测量
，具体涉及全局坐标系构建及应用方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
计算机视觉运用照相机和计算机来获取被拍摄目标对象的数据与信息，其期望计算机能够感知环境。计算机视觉的研究对象主要是映射到单幅或多幅图像上的三维场景，例如三维场景的重建。随着计算机视觉技术的发展，对于场景理解而言，其需求在日益增加，但是在实际应用过程中场景理解存在多种难以解决问题。例如，在机场中布置无缝摄像机监控系统，基于监控系统调取机场各位置视频流，并回溯一定时间范围内的录像，但是，目前的监控系统只能记录，并不理解这些场景发生的内容，理解或者分析工作还是需要人工参与。其次，对于场景的理解先对场景中的物体进行定位，以确定物体是否合适的出现在该出现的位置，是否出现在不该出现的位置，并给予相应的实时警报。在上述机场的无缝摄像机监控系统中，已经布设的相机组成的相机阵列对机场的全局进行定位，至少存在难点，例如相机阵列中相机之间的关系如何表征，如何将整个相机阵列中的相机都用统一的坐标系来解释等等。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种全局坐标系构建的技术方案，以及应用构建的全局坐标系来确定图像数据中目标物的位置的技术方案。第一方面，本申请实施例提供了一种全局坐标系构建方法，该方法包括：基于第一图像数据计算相机阵列中每个相机的内参数以及相机阵列中两个相机之间的第一外参数，得到第一外参数集合，其中，第一图像数据是相机阵列中每个相机采集的第一标定物的图像数据，第一标定物沿着预定路线按照预定速度匀速运动，相机阵列包括至少两个相机；基于第二图像数据计算每个相机相对于第二标定物的第二外参数，得到第二外参数集合，其中，第二图像数据是相机阵列中每个相机采集的第二标定物的图像数据，第二标定物设置在地面，且相对于每个相机的位置是固定的；基于第一外参数集合和第二外参数集合，计算相机阵列的全局坐标系。第二方面，本申请实施例提供了一种基于全局坐标系确定目标物的方法，该方法包括：获取实时采集的第三图像数据中目标物的二维坐标；将二维坐标转换到如如本申请实施例描述的全局坐标系中，得到与二维坐标对应的全局坐标。第三方面，本申请实施例提供了一种全局坐标系构建装置，该装置包括：第一计算模块，用于基于第一图像数据计算相机阵列中每个相机的内参数以及相机阵列中两个相机之间的第一外参数，得到第一外参数集合，其中，第一图像数据是相机阵列中每个相机采集的第一标定物的图像数据，第一标定物沿着预定路线按照预定速度匀速运动，相机阵列包括至少两个相机；第二计算模块，用于基于第二图像数据计算每个相机相对于第二标定物的第二外参数，得到第二外参数集合，其中，第二图像数据是相机阵列中每个相机采集的第二标定物的图像数据，第二标定物设置在地面，且相对于每个相机的位置是固定的；第三计算模块，用于基于第一外参数集合和第二外参数集合，计算相机阵列的全局坐标系。第四方面，本申请实施例提供了一种基于全局坐标系确定目标物的装置，该装置包括：坐标获取模块，用于获取实时采集的第三图像数据中目标物的二维坐标；坐标转换模块，将二维坐标转换到如本申请实施例描述的全局坐标系中，得到与二维坐标对应的全局坐标。第五方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该程序时实现如本申请实施例描述的方法。第六方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序用于：该计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例描述的方法。本申请实施例提供的建立相机阵列全局坐标系的技术方案，该技术方案通过匀速运动的第一标定物建立相机阵列中每个相机相对于其他相机的关系，并通过相机坐标系与第二标定物所在坐标系的坐标转换关系，建立全局坐标系。通过全局坐标系将所有的相机统一到相同的坐标系，从而将不同的相机拍摄的场景统一到一个场景中。进一步地，本申请实施例通过不同的相机相对于第一标定物的外参数计算，简化了标定流程。进一步地，本申请实施例还通过每个相机相对于第二标定物的外参数的失算，建立了相机阵列中的相机相对于地面的关系，实现了相机的坐标统一；进一步地，本申请实施例，通过公共区域的判定解决相机之间，因公共区域过于狭小导致无法求解外参数的问题；进一步地，本申请实施例通过第一外参数和第二外参数集合的对应求解关系，建立相机阵列的全局坐标系，降低了坐标系计算复杂度附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出了本申请实施例提供的全局坐标系构建方法的流程示意图；图2示出了本申请实施例中多个相机的地面坐标系之间的关系；图3示出了本申请实施例提供相邻两个相机在图像上没有预定条件的公共区域的场景示意图；图4示出了本申请实施例提供的另一全局坐标系构建方法的流程示意图；图5示出了本申请实施例提供的基于全局坐标系确定目标物的方法的流程示意图；图6示出了根据本申请实施例的全局坐标系构建装置600的示例性结构框图；图7示出了本申请实施例提供的另一全局坐标系构建装置的示例性结构框图；图8示出了本申请实施例提供的基于全局坐标系确定目标物的装置的示例性结构框图；图9示出了适于用来实现本申请实施例的计算机系统900的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。请参考图1，图1示出了本申请实施例提供的全局坐标系构建方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：步骤110，基于第一图像数据计算相机阵列中每个相机的内参数以及相机阵列中两个相机之间的第一外参数，得到第一外参数集合，其中，第一图像数据是相机阵列中每个相机采集的第一标定物的图像数据，第一标定物沿着预定路线按照预定速度匀速运动，相机阵列包括至少两个相机；步骤120，基于第二图像数据计算每个相机相对于第二标定物的第二外参数，得到第二外参数集合，其中，第二图像数据是相机阵列中每个相机采集的第二标定物的图像数据，该第二标定物设置在地面，且相对于每个相机的位置是固定的；步骤130，基于第一外参数集合和第二外参数集合，计算相机阵列的全局坐标系。在步骤110中，本申请实施例，在相机阵列中每个相机相对于标定物进行坐标转换，从而完成相机坐标系与标定物所在坐标系的转换。标定物，例如可以是按照预定尺寸设置的棋盘格图像，例如每个格子预定的宽度为3cm，5cm，或者其他尺寸。本申请实施例，利用匀速运动的标定物来辅助完成相机阵列中各个相机的图像数据的采集。其中，每个相机采集匀速运动的标定物的图像数据，然后基于采集的图像数据来计算相机阵列中两两相机之间的参数关系。匀速运动的标定物，例如第一标定物按照预定路线匀速运动。第一标定物例如可以是棋盘格图像，或者其他可以实现标定的图像。例如可以将第一标定物放置在拖头车上，或者可以采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全局坐标系构建方法，其特征在于，该方法包括：基于第一图像数据计算相机阵列中每个相机的内参数以及所述相机阵列中两个相机之间的第一外参数，得到第一外参数集合，其中，所述第一图像数据是所述相机阵列中每个相机采集的第一标定物的图像数据，所述第一标定物沿着预定路线按照预定速度匀速运动，所述相机阵列包括至少两个相机；基于第二图像数据计算所述每个相机相对于所述第二标定物的第二外参数，得到第二外参数集合，其中，所述第二图像数据是相机阵列中每个相机采集的第二标定物的图像数据，所述第二标定物设置在地面，且相对于所述每个相机的位置是固定的；基于所述第一外参数集合和所述第二外参数集合，计算所述相机阵列的全局坐标系。

【技术特征摘要】
1.一种全局坐标系构建方法，其特征在于，该方法包括：基于第一图像数据计算相机阵列中每个相机的内参数以及所述相机阵列中两个相机之间的第一外参数，得到第一外参数集合，其中，所述第一图像数据是所述相机阵列中每个相机采集的第一标定物的图像数据，所述第一标定物沿着预定路线按照预定速度匀速运动，所述相机阵列包括至少两个相机；基于第二图像数据计算所述每个相机相对于所述第二标定物的第二外参数，得到第二外参数集合，其中，所述第二图像数据是相机阵列中每个相机采集的第二标定物的图像数据，所述第二标定物设置在地面，且相对于所述每个相机的位置是固定的；基于所述第一外参数集合和所述第二外参数集合，计算所述相机阵列的全局坐标系。2.根据权利要求1所述的全局坐标系构建方法，其特征在于，计算所述相机阵列中两个相机之间的第一外参数包括：计算所述两个相机中第一相机相对于第一标定物所在坐标系的外参数R1和T1；计算所述两个相机中第二相机相对于第一标定物所在坐标系的外参数R2和T2；计算所述第一相机与所述第二相机的第一外参数R12和T12，其中，3.根据权利要求1所述的全局坐标系构建方法，其特征在于，所述基于所述第二图像数据计算所述每个相机相对于所述第二标定物的第二外参数，包括：计算所述相机阵列中原点相机相对于第二标定物所在坐标系的外参数Rf1和Tf1；计算与所述相机阵列中所述原点相机紧邻的其他相机相对于第二标定物所在坐标系的外参数Rf2和Tf2；计算所述原点相机与所述其他相机的第二外参数Rf12和Tf12，其中，所述原点相机为按序排列的相机阵列中位于第一位置的相机。4.根据权利要求1所述的全局坐标系构建方法，其特征在于，在所述采集相机阵列中每个相机拍摄的第一标定物体的第一图像数据之前，该方法还包括：确定相机阵列中任意两个相机之间是否存在预定条件的公共区域；如果不存在预定条件的所述公共区域，则通过球机辅助计算不存在预定条件的公共区域的两个相机的第一外参数。5.根据权利要求4所述的全局坐标系构建方法，其特征在于，所述通过球机辅助计算不存在预定条件的公共区域的两个相机的第一外参数，包括：计算所述两个相机中第一相机与所述球机之间的外参数，所述球机与所述两个相机中第二相机之间的外参数；基于所述第一相机与所述球机之间的外参数和所述球机与所述第二相机之间的外参数，计算所述第一相机与所述第二相机的第一外参数。6.根据权利要求1所述的全局坐标系构建方法，其特征在于，该方法还包括：基于所述第一外参数集合和所述第二外参数集合，计算所述相机阵列的全局坐标系，包括：按序选择所述第一外参数集合中的第一外参数；按序选择与所述第一外参数相关的第二外参数集合中的两个相应的第二外参数；基于所述第一外参数和所述两个相应的第二外参数，计算与所述第一外参数相关的两个相机转换到第二标定物所在坐标系的外参数；返回按序选择所述第一外参数集合中的第一外参数的步骤，依次计算与所述第一外参数集合中每一个第一外参数相关的两个相机转换到所述第二标定物所在坐标系的外参数，从而完成所述相机阵列的全局坐标系的计算。7.一种基于全局坐标系确定目标物的方法，其特征在于，该方法包括：获取实时采集的第三图像数据中目标物的二维坐标；将所述二维坐标转换到如权利要求1-7中任一项所述的全局坐标系中，得到与所述二维坐标对应的全局坐标。8.根据权利要求7所述的基于全局坐标系确定目标物的方法，其特征在于，所述将所述二维坐标转换到所述全局坐标系包括：确定所述第三图像数据的标识；基于所述标识获取与所述标识对应的相机的内参数；基于所述内参数以及与所述标识对应的相机的第三外参数，求解所述目标物在所述相机坐标系的三维坐标；根据与所述标识对应的相机与原点相机之间的关系，求解该目标物的三维坐标转换成所述全局坐标系中对应的坐标。9.根据权利要求8所述的基于全局坐标系确定目标物的方法，其特征在于，所述标识是所述相机阵列中每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小平，宋翔，胡志恒，
申请(专利权)人：顺丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44