一种可实时检测自身姿态的红外定位相机制造技术

本申请涉及一种可实时检测自身姿态的红外定位相机，涉及计算机视觉技术领域。所述方法包括：获取相机的IMU数据并进行数据预处理；对预处理后的数据，进行IMU姿态解算；进行IMU姿态校准，以标定姿态角；当不处于相机校准状态时，确定IMU姿态已校准；计算实时姿态角与标定姿态角的偏差；判断偏差大于预设阈值时，计算溢出比并记录最大偏差值；判断溢出比和最大偏差值满足阈值条件，确定不同的相机姿态状态。本申请在相机校准时记录IMU解算的相机姿态角，通过角度变化判断相机姿态改变，并判断追踪定位系统是否需要重新标定相机，克服现有追踪定位系统中，无法判断重新标定相机时机的问题，提高系统使用的便捷度，降低系统操作人员的专业要求。

An infrared positioning camera for real-time attitude detection

【技术实现步骤摘要】
一种可实时检测自身姿态的红外定位相机
本申请涉及计算机视觉
，尤其涉及可实时检测自身姿态的红外定位相机。
技术介绍
近年来，随着计算机的不断普及，依托于相机图像的计算机视觉技术也在不断发展。其中，获取空间三维物体的距离信息是三维成像、三维物体重建和计算机辅助设计中最基础的内容，有着广泛的实际应用价值。双目立体视觉（BinocularStereoVision）是机器视觉的一种重要形式，基于视差原理并由多幅图像获取物体三维几何信息的方法。在机器视觉系统中，双目视觉一般由双摄像机从不同角度同时获取周围景物的两幅数字图像，并基于视差原理即可恢复出物体三维几何信息，重建周围景物的三维形状与位置。视差需要通过相机的标定得到，相机标定后能精确地确定相机间的空间变换关系，即位置和姿态关系，由此可以计算两幅数字图像的视差。然而，一旦相机有轻微的位移或姿态变化，相机标定的视差就不再准确，从而导致三维重建误差较大或失败，需要重新标定相机。此外，相机的位姿发生轻微变化后，三维重建误差增大或失败的问题无法做出判断，何时需要重新标定相机，都需要人工根据实际计算的结果与实际对比后才能够判断，这极大程度地增加了系统的使用难度以及提高了对系统使用者的专业要求。因此，期望提供可实时检测自身姿态的红外定位相机的定位方法及系统，在相机校准时记录IMU解算的相机姿态角，通过角度变化判断相机姿态改变，进一步判断追踪定位系统是否需要重新标定相机，克服现有追踪定位系统中，无法判断重新标定相机时机的问题，提高系统使用的便捷度，降低系统操作人员的专业要求。
技术实现思路
根据本申请的一些实施例的第一方面，提供了一种可实时检测自身姿态的红外定位相机的定位方法，应用于终端（例如，电子设备等）中，所述方法可以包括：获取相机的IMU数据并进行数据预处理；对预处理后的数据，进行IMU姿态解算；进行IMU姿态校准，以标定姿态角；当不处于相机校准状态时，确定IMU姿态已校准；计算实时姿态角与标定姿态角的偏差；判断偏差大于预设阈值时，计算溢出比并记录最大偏差值；判断溢出比和最大偏差值满足阈值条件，确定不同的相机姿态状态。在一些实施例中，所述方法可以进一步包括：确定不同相机姿态的占比满足阈值条件，发送校准相机提示，并执行相机的重新标定。在一些实施例中，所述获取相机的IMU数据并进行数据预处理进一步包括：获取相机的IMU数据，包括加速度计和陀螺仪数据；对加速度计进行XY轴的零点校准，减去零漂；进行高通滤波。在一些实施例中，所述对预处理后的数据，进行IMU姿态解算进一步包括：利用6轴姿态Kalman滤波算法计算相机的偏航角、俯仰角和滚转角。在一些实施例中，所述进行IMU姿态校准，以标定姿态角进一步包括：当进行IMU姿态校准时，保存相机的姿态角，包括俯仰角和滚转角；当完成IMU姿态校准时，通过对所有的姿态角求平均，得到标定姿态角。在一些实施例中，当不处于相机校准状态时，所述方法可以进一步包括：确定IMU姿态已校准，包括姿态角已标定，确定不同的相机姿态状态；确定IMU姿态未校准，包括姿态角未标定，确定相机姿态状态为未知。在一些实施例中，所述方法可以进一步包括：获取实时姿态角与标定姿态角的偏差；判断偏差大于预设阈值时，记录溢出相机帧数并记录最大偏差值，包括俯仰角偏差和滚转角偏差；计算溢出相机帧数与总相机帧数的占比，得到溢出比。在一些实施例中，所述确定不同的相机姿态状态进一步包括：当溢出比不大于0.08且最大偏差值均不大于2°时，标记相机姿态状态为稳定；当溢出比不大于0.5，标记相机姿态状态为相对稳定；当不满足阈值条件时，标记相机姿态状态为不稳定。在一些实施例中，所述方法可以进一步包括：当稳定的相机数占总相机数的50%时，发送校准相机提示；当相对稳定的相机数占总相机数的80%时，发送校准相机提示；当不满足阈值条件时，结束本帧相机数据的计算，进入下一帧相机数据的计算。根据本申请的一些实施例的第二方面，提供了一个可实时检测自身姿态的红外定位相机，所述系统包括：一个存储器，被配置为存储数据及指令；一个与存储器建立通信的处理器，其中，当执行存储器中的指令时，所述处理器被配置为：获取相机的IMU数据并进行数据预处理；对预处理后的数据，进行IMU姿态解算；进行IMU姿态校准，以标定姿态角；当不处于相机校准状态时，确定IMU姿态已校准；计算实时姿态角与标定姿态角的偏差；判断偏差大于预设阈值时，计算溢出比并记录最大偏差值；判断溢出比和最大偏差值满足阈值条件，确定不同的相机姿态状态。因此，根据本申请的一些实施例的可实时检测自身姿态的红外定位相机，在相机校准时记录IMU解算的相机姿态角，通过角度变化判断相机姿态改变，进一步判断追踪定位系统是否需要重新标定相机，克服现有追踪定位系统中，无法判断重新标定相机时机的问题，提高系统使用的便捷度，降低系统操作人员的专业要求。附图说明为更好地理解并阐述本申请的一些实施例，以下将结合附图参考实施例的描述，在这些附图中，同样的数字编号在附图中指示相应的部分。图1是根据本申请的一些实施例提供的追踪定位系统的示例性示意图。图2是根据本申请的一些实施例提供的可实时检测自身姿态的红外定位相机的定位方法的示例性流程图。图3是根据本申请的一些实施例提供的确定姿态角是否标定的示例性流程图。图4是根据本申请的一些实施例提供的确定不同的相机姿态状态的示例性流程图。图5是根据本申请的一些实施例提供的发送校准相机提示的示例性流程图。具体实施方式以下参考附图的描述为便于综合理解由权利要求及其等效内容所定义的本申请的各种实施例。这些实施例包括各种特定细节以便于理解，但这些仅被视为示例性的。因此，本领域技术人员可以理解对在此描述的各种实施例进行各种变化和修改而不会脱离本申请的范围和精神。另外，为简要并清楚地描述本申请，本申请将省略对公知功能和结构的描述。在以下说明书和权利要求书中使用的术语和短语不限于字面含义，而是仅为能够清楚和一致地理解本申请。因此，对于本领域技术人员，可以理解，提供对本申请各种实施例的描述仅仅是为说明的目的，而不是限制所附权利要求及其等效定义的本申请。下面将结合本申请一些实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。需要说明的是，在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一”、“一个”、“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本申请中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相绑定的列出项目的任何或所有可能组合。表达“第一”、“第二”、“所述第一”和“所述第二”是用于修饰相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实时检测自身姿态的红外定位相机的定位方法，其特征在于，包括：/n获取相机的IMU数据并进行数据预处理；/n对预处理后的数据，进行IMU姿态解算；/n进行IMU姿态校准，以标定姿态角；/n当不处于相机校准状态时，确定IMU姿态已校准；/n计算实时姿态角与标定姿态角的偏差；/n判断偏差大于预设阈值时，计算溢出比并记录最大偏差值；/n判断溢出比和最大偏差值满足阈值条件，确定不同的相机姿态状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种可实时检测自身姿态的红外定位相机的定位方法，其特征在于，包括：
获取相机的IMU数据并进行数据预处理；
对预处理后的数据，进行IMU姿态解算；
进行IMU姿态校准，以标定姿态角；
当不处于相机校准状态时，确定IMU姿态已校准；
计算实时姿态角与标定姿态角的偏差；
判断偏差大于预设阈值时，计算溢出比并记录最大偏差值；
判断溢出比和最大偏差值满足阈值条件，确定不同的相机姿态状态。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
确定不同相机姿态的占比满足阈值条件，发送校准相机提示，并执行相机的重新标定。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取相机的IMU数据并进行数据预处理进一步包括：
获取相机的IMU数据，包括加速度计和陀螺仪数据；
对加速度计进行XY轴的零点校准，减去零漂；
进行高通滤波。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对预处理后的数据，进行IMU姿态解算进一步包括：
利用6轴姿态Kalman滤波算法计算相机的偏航角、俯仰角和滚转角。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述进行IMU姿态校准，以标定姿态角进一步包括：
当进行IMU姿态校准时，保存相机的姿态角，包括俯仰角和滚转角；
当完成IMU姿态校准时，通过对所有的姿态角求平均，得到标定姿态角。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当不处于相机校准状态时，进一步包括：
确定IMU姿态已校准，包括姿态角已标定，确定不同的相机姿态状态；
确定IMU姿态...

【专利技术属性】
技术研发人员：周清会，汤代理，毛佳红，
申请(专利权)人：上海曼恒数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31