用于贯穿场景跟踪一或多个物体的多相机系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于监视观察区的成像系统，其中所述成像系统包括具有不同焦距的多个相机，其中所述多个相机被布置成使得它们可以相同的地面采样距离来共同观察所述观察区中的任一点。在一些实施例中，所述相机中的每一者具有不同的有角度视野。在一些实施例中，所述相机被布置成使得各自监视所述观察区内的不同区，且使得每一相机的主光线穿过其监视的所述区的中心。在一些实施例中，所述多个相机布置成两个群组，在所述观察区的每侧上各一个。在一些实施例中，所述多个相机安装在穿越所述观察区的可移动平台上。

A multi camera system for tracking one or more objects through a scene

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于贯穿场景跟踪一或多个物体的多相机系统相关申请案的交叉参考本申请案主张2017年2月22申请的标题为“用于改进的疗程顺应性的模块化药品壳套(ModularMedicineCaseforImprovedRegimenCompliance)”的第62/462,204号(代理人案号：3005-006PR1)美国临时专利申请案的权益，所述专利申请案以引用的方式并入本文中。另外，以下文献也以引用的方式并入本文中：·第8,861,089号美国专利；·https://facebook360.fb.com/facebook-surround-360/；·第20170031138号美国专利公开案；·第CA2805079C号加拿大专利；·卡尔(Cull)等人的“具有阿格斯传感器阵列的三维成像(Threedimensionalimagingwiththeargussensorarray)”，国际光学工程学会会议记录，三维TV、视频和显示器，第4864卷，第211-222页(2002)；以及·马科斯(Marks)等人的“具有数码相机的锥形束断层重建(Cone-beamtomographywithadigitalcamera)”，应用光学，40(11)，1795-1805(2001)。如果在本申请案与已以引用方式并入的任何文献之间存在会影响对此案中的权利要求书的解译的语言矛盾或不一致，那么此案中的权利要求书应被解释为与此案中的语言一致。
一般来说，本公开涉及光学，且更明确地说，涉及用于对行进穿过场景的一或多个物体进行成像、跟踪和识别的阵列相机。
技术介绍
存在许多情境，其中期望在车辆、人和/或物体行进穿过场景(例如走廊(例如过道、道路等))时，跟踪所述车辆、人和/或物体。历史上，云台变焦(PTZ)相机常用于跟踪此类物体，其中相机使用云台系统来跟踪物体沿走廊的运动，从而调整光学焦点和变焦，以使移动物体保持对焦，且随着物体经过走廊，使物体在图像传感器上的标度保持大致恒定。令人遗憾的是，此类PTZ系统是机械的，且因此，随时间过去而经受疲乏和故障。另外，相机的物理运动通常可被物体检测到，这在保证秘密观察的情境中可能是不合意的。此外，PTZ系统在任何给定时间可仅跟踪一个物体。阵列相机系统的开发使得能够对大于单个相机的视野的场景进行成像，而无PTZ相机系统的一些缺点。多年来，阵列相机已在不同应用中找到了用途，其中包含全景成像、极高像素计数成像、数字超分辩率成像、可变分辨率成像和移动电话相机。最近，阵列相机已涉及监视和跟踪经过场景的物体，例如第CA2805079号加拿大专利申请案中所公开的系统。使用此系统，实时监视大面积场景，使用多个相机具有极少失真，所述相机中的每一者包含多个图像传感器。向图像传感器提供随机地设定大小的立体角度来监测，这使每一图像传感器能够扫描场景的不同区域。换句话说，每一图像传感器具有不同角度的视野，使得场景的不同部分相对于相机阵列在不同范围成像。令人遗憾的是，此类先前技术监测系统的复杂性导致相当大的成本，以及必须解决来使得能够形成场景的合成图像的数据连网问题。现有技术中仍有但尚未满足对能够同时跟踪多个物体的高度可靠系统的需要。
技术实现思路
本专利技术能够捕获类似于经由PTZ系统为经过走廊的一或多个物体获得的那些视频序列的视频序列，而不需要成像系统的机械运动。本专利技术的实施例使用阵列相机系统来在其相机跟踪沿走廊的一或多个物体时，对所述相机的状态空间中的点进行取样。本专利技术的实施例较适合在例如固定监测系统、移动监测系统、秘密监测系统、物体跟踪系统、自动驾驶车辆引导等应用程序中使用。本专利技术的说明性实施例包含布置成观察沿走廊的多个区的相机阵列，其中所述阵列的相机具有不同焦距，且每一相机的主光线被设定成穿过所述相机观察到的区的中心。在一些实施例中，互补相机阵列布置在走廊的两侧，从而使得能够收集所述物体的一组完整的视角。在一些实施例中，阵列相机安装在沿路径相对于走廊移动的可移动交通工具上，以捕获所述走廊的图像。适合用于此类实施例中的移动车辆包含(但不限于)自动车辆、无人操纵车辆、有人操纵车辆、无人驾驶飞行器(UAV)(例如无人机等)，及类似者。本专利技术的实施例是一种用于监视观察区的成像系统，所述成像系统包括第一多个相机，其中所述第一多个相机中的每一相机具有不同焦距，且其中所述第一多个相机被布置成使得其可以第一地面采样距离(GSD)观察所述观察区中的任一点。本专利技术的另一实施例是一种用于监视观察区的方法，所述方法包括：提供第一多个相机，其中所述第一多个相机中的每一相机具有不同焦距；以及布置所述第一多个相机，使得其可以第一地面采样距离(GSD)观察所述观察区中的任一点。附图说明图1A-B描绘用于分别在物体已在走廊中的两个位置之间移动之前和之后跟踪通过观察区的物体的先前技术成像系统的示意图。图2描绘根据根据本公开的说明性实施例的适合于在一或多个物体经过观察区时跟踪所述一或多个物体的成像系统的示意图。图3描绘根据所述说明性实施例的适合于检测和跟踪观察区中的一或多个物体的方法的操作。图4示出根据所述说明性实施例的能够跟踪通过走廊的整个范围的一或多个物体的七相机成像系统的定焦镜头的焦距的表。图5描绘系统200的主光线的估计。应注意，物体106相对于每一相机的主光线的定向随着物体行进通过走廊而改变。图6描绘根据根据本公开的替代实施例的适合于在一或多个物体经过观察区时跟踪所述一或多个物体的成像系统的示意图。图7描绘根据根据本公开的实施例的适合于观察静止走廊的成像系统的示意图。具体实施方式图1A-B描绘用于分别在物体已在走廊中的两个位置之间移动之前和之后跟踪通过观察区的物体的先前技术成像系统的示意图。成像系统100包含相机102，其经配置以在物体106行进走廊108的长度时，保存所述物体的观察结果。为简单起见，仅在二维中描绘系统100的操作。成像系统100设计成实现充足的分辨率来对位于走廊108中的可观察范围内的任一点的任何人执行面部辨识，其中所述可观察范围覆盖所述走廊的沿走廊的长度(即，沿z方向)从最小范围Rmin到最大范围Rmax的整个宽度。面部辨识通常需要所观察的空间内的任何地方的人的面部上大约2-5mm的地面采样距离(GSD)。出于本说明书的目的，包含所附权利要求书，术语“地面采样距离(GSD)”被定义为成像系统的最小分辨特征。GSD与相机102的焦距F以及其成像传感器的像素间距p有关，根据以下公式：其中z是物体相对于相机的范围(即，相机102与物体106之间的直线距离)。相机102是位于相对于走廊108的空间中的固定点处的常规PTZ相机，使得其视野(FOV)104可在所述走廊的整个所要观察区域上方扫掠。当物体106处于位置P1(图1A)处时，相机102相对于z轴以角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监视观察区的成像系统，所述成像系统包括第一多个相机，其中所述第一多个相机中的每一相机具有不同的焦距，且其中所述第一多个相机被布置成使得其可以第一地面采样距离GSD观察所述观察区中的任一点。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170303 US 62/466,8991.一种用于监视观察区的成像系统，所述成像系统包括第一多个相机，其中所述第一多个相机中的每一相机具有不同的焦距，且其中所述第一多个相机被布置成使得其可以第一地面采样距离GSD观察所述观察区中的任一点。


2.根据权利要求1所述的成像系统，其进一步包括处理器，所述处理器经配置以从所述第一多个相机接收第一多个图像，其中所述第一多个相机中的每一者提供所述第一多个图像中的不同图像。


3.根据权利要求2所述的成像系统，其中所述处理器进一步经配置以基于所述第一多个图像来重构所述观察区的至少一部分。


4.根据权利要求1所述的成像系统，其中第一多个相机被布置成使得每一相机在所述观察区内具有不同的视野。


5.根据权利要求4所述的成像系统，其中所述第一多个相机的邻近视野彼此部分重叠。


6.根据权利要求1所述的成像系统，其进一步包括可相对于所述观察区移动的平台，其中所述第一多个相机安装在所述平台上。


7.根据权利要求1所述的成像系统，其进一步包括第二多个相机，其中所述第一多个相机和所述第二多个相机中的每一者在所述观察区之外，且其中所述观察区位于所述第一多个相机与所述第二多个相机之间，且其中所述第二多个相机中的每一相机具有不同的焦距，且其中所述第二多个相机被布置成使得其可以所述第一GSD来观察所述观察区中的任一点。


8.根据权利要求1所述的成像系统，其中第一多个相机被布置成使得每一相机在所述观察区内具有不同的视野，且其中所述第一多个相机中的至少两个相机具有不同的有角度视野。


9.根据权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·布雷迪，
申请(专利权)人：安科迪有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US