一种基于双摄像头的实体定位方法技术

本发明专利技术公开一种基于双摄像头的实体定位方法，其利用一对近距离普通摄像头对定位对象进行被动式定位，不需要被定位的实体携带或配置任何设备，也不需要被定位实体主动要求定位。与传统定位方法相比，本发明专利技术具有如下优点：一、被动式定位。不需要为被定位实体配置任何设备即可以实现定位。二、只需要使用两个普通摄像头即可定位，具有部署方便成本低的特点。三、适用性广。使用摄像头定位不同于GPS等定位方式存在室内与室外的差别，本发明专利技术在任何场所皆可应用。四、误差小。从视频图像中得到的位置信息比基于无线信号等定位方法误差小、精度高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，其利用一对近距离普通摄像头对定位对象进行被动式定位，不需要被定位的实体携带或配置任何设备，也不需要被定位实体主动要求定位。与传统定位方法相比，本专利技术具有如下优点：一、被动式定位。不需要为被定位实体配置任何设备即可以实现定位。二、只需要使用两个普通摄像头即可定位，具有部署方便成本低的特点。三、适用性广。使用摄像头定位不同于GPS等定位方式存在室内与室外的差别，本专利技术在任何场所皆可应用。四、误差小。从视频图像中得到的位置信息比基于无线信号等定位方法误差小、精度高。【专利说明】
本专利技术涉及定位技术，尤其涉及。
技术介绍
随着智能移动设备的普及，以及定位技术的发展，位置信息在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，为用户提供各种各样的有意义的服务，例如定位与导航，用户可以使用GPS导航仪定位当前的位置，结合地图信息，可以给出到达目的地的路线；周边信息搜索与导航，用户可以根据当前的位置查询附近的车站、餐厅、银行、加油站等各类服务信息以及广告促销等信息，并给出到达相应位置的路线；基于位置的社交网络，帮助用户发现正在附近的好友或者兴趣相同的人，进行社交互动；基于位置的游戏，可以让用户以真实的地理位置在游戏中完成互动。另外，位置信息与安全问题密切相关，在安防中也会有重要应用，如对入侵人员的定位与追踪，对丢失物品的定位发现等。现有的定位技术一般主要是针对主动式的定位，即用户想要知道自己的位置才去定位。比如:全球定位系统(GPS)，用户一般要携带有GPS模块的手机或者导航仪，通过与卫星的通讯来进行定位；射频识别(RFID)定位则要求被定位的人或者物体有RFID标签；基于声音测距的定位一般要求使用可以发出声波和接收声波的设备；基于无线信号的定位技术(如基于WiFi指纹的定位技术)则要使用可以接收无线信号的设备(一般为智能手机)。这些定位技术都要求用户持有一些必要的设备，并且主动的想要知道位置，而在安防类应用中，比如公共场所的安全管理等应用，我们需要监控人的数量，人的位置，人流的流向等，这些情况下不一定每个人都携带定位设备，甚至人们并不希望自己被定位，这时候主动式的定位技术则不适用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过，来解决以上
技术介绍
部分提到的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案:，其包括如下步骤:A、校准:将参数相同的第一摄像头和第二摄像头部署于同一水平线上，并保持第一摄像头和第二摄像头的光心之间的距离固定为da，并利用校准图像对第一摄像头和第二摄像头进行校准；B、检测定位实体:分别在第一摄像头和第二摄像头中采用图像识别技术对被定位实体进行检测识别，确定每个识别实体的像素点集合；C、实体匹配:对第一摄像头和第二摄像头中被定位实体的像素点集合进行匹配，计算第一摄像头和第二摄像头中实体的对应关系；D、实体定位:逐一对每一个实体，基于其在第一摄像头和第二摄像头中的视觉差异，利用立体三角测量原理计算实体在空间的位置。特别地，所述步骤A中利用校准图像对第一摄像头和第二摄像头进行校准，具体包括:利用校准图像对第一摄像头和第二摄像头进行校准，获取每个摄像头的校准参数，该校准参数定义了从失真图像到准确图像的像素映射关系。特别地，所述步骤C中计算第一摄像头和第二摄像头中实体的对应关系，具体包括:对每一个实体的像素点集合，利用图像处理技术中通用的特征点检测和特征向量提取方法，获取每个实体的特征点及其特征向量，通过计算第一摄像头和第二摄像头图像中实体特征向量的相似度，配对第一摄像头和第二摄像头图像中的同一实体，并得到每个实体配对的特征点。特别地，所述步骤D中利用立体三角测量原理计算实体在空间的位置，具体包括:将第一摄像头的光心位置标定为坐标系原点0(0，O, O);从第一摄像头光心到第二摄像头光心的方向为X轴正方向，经过光心垂直成像平面的方向为Z轴正方向，与XZ轴垂直向下为Y轴正方向；第二摄像头的光心为(da，0，O)，第一摄像头和第二摄像头光轴和成像平面的交点为主点，令第一摄像头的主点坐标为O1 (ox，oy)，则对于被定为实体上的一个特征点P，其真实坐标为(X，Y，Z)，在第一摄像头和第二摄像头中的成像点在两个画面中的位置分；若第一摄像头和第二摄像头的焦距为f.，则P点在第一摄像头的成像满足如下关系:【权利要求】1.，其特征在于，包括如下步骤: A、校准:将参数相同的第一摄像头和第二摄像头部署于同一水平线上，并保持第一摄像头和第二摄像头的光心之间的距离固定为da，并利用校准图像对第一摄像头和第二摄像头进行校准； B、检测定位实体:分别在第一摄像头和第二摄像头中采用图像识别技术对被定位实体进行检测识别，确定每个识别实体的像素点集合； C、实体匹配:对第一摄像头和第二摄像头中被定位实体的像素点集合进行匹配，计算第一摄像头和第二摄像头中实体的对应关系； D、实体定位:逐一对每一个实体，基于其在第一摄像头和第二摄像头中的视觉差异，利用立体三角测量原理计算实体在空间的位置。2.根据权利要求1所述的基于双摄像头的实体定位方法，其特征在于，所述步骤A中利用校准图像对第一摄像头和第二摄像头进行校准，具体包括: 利用校准图像对第一摄像头和第二摄像头进行校准，获取每个摄像头的校准参数，该校准参数定义了从失真图像到准确图像的像素映射关系。3.根据权利要求1所述的基于双摄像头的实体定位方法，其特征在于，所述步骤C中计算第一摄像头和第二摄像头中实体的对应关系，具体包括: 对每一个实体的像素点集合，利用图像处理技术中通用的特征点检测和特征向量提取方法，获取每个实体的特征点及其特征向量，通过计算第一摄像头和第二摄像头图像中实体特征向量的相似度，配对第一摄像头和第二摄像头图像中的同一实体，并得到每个实体配对的特征点。4.根据权利要求1至3之一``所述的基于双摄像头的实体定位方法，其特征在于，所述步骤D中利用立体三角测量原理计算实体在空间的位置，具体包括: 将第一摄像头的光心位置标定为坐标系原点0(0，0，0);从第一摄像头光心到第二摄像头光心的方向为X轴正方向，经过光心垂直成像平面的方向为Z轴正方向，与XZ轴垂直向下为Y轴正方向；第二摄像头的光心为(da，0，0)，第一摄像头和第二摄像头光轴和成像平面的交点为主点，令第一摄像头的主点坐标为O1(C)x, oy)，则对于被定为实体上的一个特征点P，其真实坐标为(X，Y，Z)，在第一摄像头和第二摄像头中的成像点在两个画面中的位置分别为1\0^，1)，5(知，化)；若第一摄像头和第二摄像头的焦距为f，则P点在第一摄像头的成像满足如下关系: 【文档编号】G01C3/24GK103557834SQ201310589445【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日 【专利技术者】张兰, 毛续飞, 刘云浩 申请人:无锡儒安科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双摄像头的实体定位方法，其特征在于，包括如下步骤：A、校准：将参数相同的第一摄像头和第二摄像头部署于同一水平线上，并保持第一摄像头和第二摄像头的光心之间的距离固定为da，并利用校准图像对第一摄像头和第二摄像头进行校准；B、检测定位实体：分别在第一摄像头和第二摄像头中采用图像识别技术对被定位实体进行检测识别，确定每个识别实体的像素点集合；C、实体匹配：对第一摄像头和第二摄像头中被定位实体的像素点集合进行匹配，计算第一摄像头和第二摄像头中实体的对应关系；D、实体定位：逐一对每一个实体，基于其在第一摄像头和第二摄像头中的视觉差异，利用立体三角测量原理计算实体在空间的位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰，毛续飞，刘云浩，
申请(专利权)人：无锡儒安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：