一种基于图像像素点匹配的大范围行人体温精准检测方法技术

一种基于图像像素点匹配的大范围行人体温精准检测方法，其步骤是在行人经过的路径上部署具有光学镜头和热成像镜头的双目摄像机；基于摄像机获得的人像图像信息识别行人的体表温度.摄像机的光学镜头和热成像镜头的双镜头图像像素点匹配步骤为：矫正热成像镜头以及光学镜头的畸变；固定光学镜头和热成像镜头，变换标定板的位置获得到相应位置下的光学镜头和热成像镜头得到图像之间的仿射变换矩阵；对仿射变换矩阵中的每个元素进行最小二乘法拟合，得到在各个位置下的图片像素对应的仿射变换矩阵。本方案有效解决了在行人识别以及体温检测时的位置不匹配问题，保证行人识别准确以及体表温度的测量准确度以及效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像像素点匹配的大范围行人体温精准检测方法
本专利技术涉及行人体温精准检测技术，特别涉及一种采用光学镜头/热成像镜头的双目镜头摄像机进行图像采集的基于图像像素点匹配的大范围行人体温精准检测方法。
技术介绍
现代的行人检测方法不仅要获得行人的位置信息，更重要的是获得行人的体表温度，来为整个疫情防控系统提供技术支持。但是，传统使用单目热成像摄像头来检测行人温度，往往就会导致体温检测不准确，检测效果不佳。若采用体温枪和光学镜头的行人检测，又会使检测体温效率降低，给交通带来极大的压力。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术方案提出一种新的行人温度检测方法以及系统，具体为：一种基于图像像素点匹配的大范围行人体温精准检测方法，步骤是在行人经过的路径上部署具有光学镜头和热成像镜头的双目摄像机；基于摄像机获得的人像图像信息识别行人的体表温度。摄像机的光学镜头和热成像镜头的双镜头图像像素点匹配步骤包括：1)取相机和棋盘标定板，并固定二者的相对位置；相机分别采用光学镜头和热成像镜头拍摄棋盘标定板，分别记录棋盘标定板中的各个黑格中心点的位置；得到热成像镜头的内参矩阵，采用热成像镜头的内参矩阵矫正热成像镜头的畸变；矫正的方法包括步骤：1.1)将源图像像素坐标系通过内参矩阵转化为相机坐标系，通过畸变系数矫正图像的相机坐标；1.2)矫正后的相机坐标系通过内参矩阵转化为图像像素坐标系，并根据源图像坐标的像素赋值给新的图像坐标；2)相机采用光学镜头拍摄棋盘标定板，记录棋盘标定板的角点位置；得到光学镜头的内参矩阵，采用光学镜头的内参矩阵矫正光学镜头的畸变；矫正的方法与步骤1.1)～1.2)相同；3)固定光学镜头和热成像镜头；对处于位置d的棋盘标定板，依次对每一个电阻丝进行通电，获得得到该位置下的各个黑格中心点的光学坐标和红外坐标，得到仿射变换矩阵G；4)变换棋盘的位置分别为d1、d2，...dn，采用步骤3)的方法，获得到相应位置下的光学镜头和热成像镜头得到图像之间的仿射变换矩阵G1、G2，...Gn；5)对步骤4)得到的仿射变换矩阵中的每个元素进行最小二乘法拟合，得到在各个位置下的图片像素对应的仿射变换矩阵G′。本方案实现大范围检测的原理为：现有技术存在的问题一：传统的测温枪及测温门方案覆盖范围有限且需专人值守，效率较低。现有技术存在的问题二：对摄像机获取的可见光以及红外图像信息进行处理并获得相应温度信息，这个过程所用到的技术较为成熟。但光学镜头与红外镜头的像素点匹配是技术也是技术要点。原始图像是终端设备(如计算机等)处理数据的来源。如果原始图像信息较为准确，则处理过程所需系统资源较少，结果也更容易做到准确。现有技术中，使用光学镜头+红外镜头的部署方式可实现大范围多目标检测，通过光学镜头可检测出覆盖范围内人员目标及需测温位置(如额头)，通过红外镜头可得到覆盖范围内物体温度信息，通过光学镜头图像及红外镜头图像的像素点匹配可得到每个人员目标的体温。但光学镜头与红外镜头的像素点匹配是技术难点。本专利技术提出了的光学镜头与红外镜头的自动标定及像素点匹配方法解决了这一技术难点，光学镜头图像及红外镜头图像可通过仿射变换矩阵G′进行匹配，上述匹配，结合部署方案可实现宽度为5米以上大范围多目标精准测温。基于本检测方法的系统，包括后台系统、终端设备和具有热成像镜头的摄像机；摄像机获取的图像信息送入终端设备进行处理，处理结果送给后台系统；后台系统发出控制信息给终端设备，由终端设备发出控制指令给摄像机；摄像机布设在行人通道内，同时在检测范围的最远端部署温度校准黑体；摄像机的镜头安装高度H＝h+tanα×D，其中：D为监控距离，h为人头部以下的高度，α为镜头轴线的俯视角度；摄像机的光学镜头和热成像镜头需依照本方法进行双镜头图像像素点匹配。本系统中，摄像机获取的可见光以及红外图像信息送入终端设备进行处理，处理结果(根据图像信息得到的温度信息)送给后台系统；后台系统发出控制信息给终端设备，由终端设备发出控制指令给摄像机，这个过程所用到的技术较为成熟。但光学镜头与红外镜头的像素点匹配是技术也是技术要点。原始图像是终端设备(如计算机等)处理数据的来源。如果原始图像信息较为准确，则处理过程所需系统资源较少，结果也更容易做到准确。摄像机布设在行人通道内，同时在检测范围的最远端部署温度校准黑体，这亦是热成像摄像机的必备技术。固定校准黑体，便于校准的即时性以及及时性。附图说明图1是本方法中光学镜头和热成像镜头的双镜头图像像素点匹配过程示意图；图2是采用本方法的检测系统的部署示意图；图3是检测系统的摄像机安装高度H计算示意图；图4是检测系统的摄像机覆盖宽度W计算示意图；图5是标定辅助设备示意图。具体实施方式一种基于图像像素点匹配的大范围行人体温精准检测方法，步骤是在行人经过的路径上部署具有光学镜头和热成像镜头的双目摄像机；基于摄像机获得的人像红外图像识别行人的体表温度。下面以本方法在某行人体温精准检测系统中的应用为例，对本技术方案进行说明：在采用热成像镜头的摄像机的系统建设中，由于热成像镜头的特殊性，首先，要对摄像机的镜头进行标定，进而得到摄像机的成像仿射变换矩阵，从而有效解决了在行人识别以及体温检测时的位置不匹配问题，保证行人识别准确性以及保证行人的体表温度的测量准确度以及效率。该系统建设借助的设备有主要是镜头标定过程中用到的标定板移位装置。该装置采用七自由度机械臂连接标定板，通过棋盘格位置要求，按顺序通过机械臂将棋盘格移动到指定位置。棋盘格位置以其中心点坐标为准，由三维坐标d(x,y,z)确定，坐标原点为机械臂根部平面中心点。本系统建设的过程主要有：一、光学镜头和热成像镜头的标定：1、选取由光学玻璃制成的8×8棋盘标定板，棋盘表面上设置有黑格和白格，在黑格中心处有一圆孔放置电阻丝。2、在固定好光学相机并借助标定板移位装置把标定板定位，依次对每一个电阻丝进行通电并记录每个点的位置。记录完成后，将镜头换为热成像镜头，重复前面操作。此时，可分别得到光学镜头和红外镜头得到电阻丝所在黑格中心像素坐标点的位置(xg，yg)与(xi，yi)。3、将步骤2中得到的坐标点，进行标定，可以得到热成像镜头的内参矩阵K1。4、通过光学镜头拍摄标准8×8棋盘格，得到每个角点的位置，通过标定得到光学镜头的内参矩阵K2。摄像机内参反映的是摄像机坐标系到图像坐标系之间的投影关系。摄像机内参的标定是通过不同角度的拍摄棋盘格图像，得到摄像机的内参fx，fy，cx，cy,以及畸变系数[k1，k2，p1，p2，k3]等。通过热成像镜头的内参矩阵以及光学镜头的内参矩阵即可矫正镜头的畸变问题。二、光学镜头及热成像镜头图像像素点匹配1、通过标定板移位装置，固定光学镜头和热成像镜头的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像像素点匹配的大范围行人体温精准检测方法，步骤是在行人经过的路径上部署具有光学镜头和热成像镜头的双目摄像机；基于摄像机获得的人像图像信息识别行人的体表温度，其特征是摄像机的光学镜头和热成像镜头的双镜头图像像素点匹配步骤包括：/n1)取相机和棋盘标定板，并固定二者的相对位置；/n相机分别采用光学镜头和热成像镜头拍摄棋盘标定板，分别记录棋盘标定板中的各个黑格中心点的位置；得到热成像镜头的内参矩阵，采用热成像镜头的内参矩阵矫正热成像镜头的畸变；矫正的方法包括步骤：/n1.1)将源图像像素坐标系通过内参矩阵转化为相机坐标系，通过畸变系数矫正图像的相机坐标；/n1.2)矫正后的相机坐标系通过内参矩阵转化为图像像素坐标系，并根据源图像坐标的像素赋值给新的图像坐标；/n2)相机采用光学镜头拍摄棋盘标定板，记录棋盘标定板的角点位置；得到光学镜头的内参矩阵，采用光学镜头的内参矩阵矫正光学镜头的畸变；/n矫正的方法与步骤1.1)～1.2)相同；/n3)固定光学镜头和热成像镜头；对处于位置d的棋盘标定板，依次对每一个电阻丝进行通电，获得得到该位置下的各个黑格中心点的光学坐标和红外坐标，得到仿射变换矩阵G；/n4)变换棋盘的位置分别为d...

【技术特征摘要】
1.一种基于图像像素点匹配的大范围行人体温精准检测方法，步骤是在行人经过的路径上部署具有光学镜头和热成像镜头的双目摄像机；基于摄像机获得的人像图像信息识别行人的体表温度，其特征是摄像机的光学镜头和热成像镜头的双镜头图像像素点匹配步骤包括：
1)取相机和棋盘标定板，并固定二者的相对位置；
相机分别采用光学镜头和热成像镜头拍摄棋盘标定板，分别记录棋盘标定板中的各个黑格中心点的位置；得到热成像镜头的内参矩阵，采用热成像镜头的内参矩阵矫正热成像镜头的畸变；矫正的方法包括步骤：
1.1)将源图像像素坐标系通过内参矩阵转化为相机坐标系，通过畸变系数矫正图像的相机坐标；
1.2)矫正后的相机坐标系通过内参矩阵转化为图像像素坐标系，并根据源图像坐标的像素赋值给新的图像坐标；
2)相机采用光学镜头拍摄棋盘标定板，记录棋盘标定板的角点位置；得到光学镜头的内参矩阵，采用光学镜头的内参矩阵矫正光学镜头的畸变；
矫正的方法与步骤1.1)～1.2)相同；
3)固定光学镜头和热成像镜头；对处于位置d的棋盘标定板，依次对每一个电阻丝进行通电，获得得到该位置下的各个黑格中心点的光学坐标和红外坐标，得到仿射变换矩阵G；
4)变换棋盘的位置分别为d1、d2，...dn，采用步骤3)的方法，获得到相应位置下的光学镜头和热成像镜头得到图像之间的仿射变换矩阵G1、G2，...Gn；
5)对...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝淑贞，田青，张华，侯卫民，
申请(专利权)人：江苏集萃未来城市应用技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32