一种空间标定方法和系统技术方案

本申请提供了一种空间标定方法和系统。其中，该方法包括：获取至少一个图像，所述至少一个图像由设置于地理区域的固定位置的摄像机拍摄得到；根据标志点检测算法确定所述至少一个图像中的多个标志点的像素坐标；获取所述多个标志点对应的地理坐标；确定多个标志点匹配对有效，每个标志点匹配对包括一个标志点的地理坐标和所述一个标志点的像素坐标；根据所述有效的多个标志点匹配对，计算所述摄像机拍摄的图像与所述地理区域之间的标定关系。上述方法能够通过标志点检测算法计算标志点的像素坐标，提高空间标定的准确率和效率。提高空间标定的准确率和效率。提高空间标定的准确率和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种空间标定方法和系统


[0001]本申请涉及人工智能领域，尤其涉及一种空间标定方法和系统。

技术介绍

[0002]目前，城市中各个区域都部署了大量的视频监控相机进行实时监控。例如，在城市交通路口部署视频监控相机用于实时监控交通路口的车流、人流等交通信息，并且随着人工智能技术的发展，人脸识别、车牌识别、车型识别等技术已普遍应用于交通路口的自动化监控，极大的提升了交通监管效率，保障了城市交通的安全有序。为了实现对交通路口的交通状态进行监测和分析，例如对交通路口上的车辆和行人的位置、车辆的运行速度等进行监测，需要对交通路口进行空间标定，确定出地理区域对应的图片中的点的像素坐标与该点在地理区域的地理坐标之间的对应关系。在许多其他视频或图像的应用中，也需要确定点的像素坐标与地理坐标之间的对应关系，确定点在图像中的像素坐标与在地理区域中的地理坐标之间的对应关系的方法称为空间标定技术。
[0003]现有的空间标定技术方案需要在一个地理区域的空间中确定标志点，记录标志点的地理坐标，且需要手工标注出标志点在图像中的像素坐标。由于选取的标志点较多，手工确定图像中的标志点的像素坐标的工作量巨大，而且误差较大。此外，不同的人选取标志点的标准不一致，而且视频监控相机的成像分辨率有限，人工可能无法识别图像中的标志点，从而导致不能获取标志点的像素坐标或获取标志点的像素坐标的误差较大。如何实现对地理区域进行准确高效的空间标定是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种空间标定方法和系统，通过该方法可以自动计算标志点的像素坐标，避免人为识别并确定标志点的像素坐标，减少工作量，提高空间标定的准确率和效率。
[0005]第一方面，提供了一种空间标定方法，包括：空间标定系统获取至少一个图像，所述至少一个图像由设置于地理区域的固定位置的摄像机拍摄得到；该空间标定系统根据标志点检测算法确定所述至少一个图像中的多个标志点的像素坐标；该空间标定系统获取所述多个标志点对应的地理坐标；该空间标定系统确定多个标志点匹配对有效，每个标志点匹配对包括一个标志点的地理坐标和所述一个标志点的像素坐标；该空间标定系统根据所述有效的多个标志点匹配对，计算所述摄像机拍摄的图像与所述地理区域之间的标定关系。
[0006]在本申请提供的方案中，空间标定系统通过标志点检测算法确定图像中的多个标志点的像素坐标，不需要再人为从图像中确定标志点的像素坐标，减少了误差，减少了人为确定标志点的像素坐标的工作量。此外，空间标定系统获取标志点对应的地理坐标，并确定多个有效的标志点匹配对，根据多个有效的标志点匹配对计算摄像机拍摄的图像与地理区域之间的标定关系，可以保证计算得到的标定关系更加准确。
[0007]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，该空间标定系统输入所述至少一个图像中的每个图像至标志物检测模型，根据所述标志物检测模型获得所述每个图像中的标志物的像素坐标；空间标定系统根据所述至少一个图像中的每个图像中的标志物的像素坐标确定所述多个标志点的像素坐标。
[0008]在本申请提供的方案中，空间标定系统利用标志物检测模型首先确定每个图像中标志物的像素坐标，然后，根据标志物的像素坐标进一步确定多个标志点的像素坐标，不需要人为参与，有效的提高了获取标志点像素坐标的效率和精确性。可选的，所述标志点为所述标志物的几何中心。
[0009]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，空间标定系统利用多个样本图像对所述标志物检测模型进行训练，所述样本图像中包括所述标志物及所述标志物的标签。
[0010]在本申请提供的方案中，空间标定系统在确定标志点的像素坐标之前，需要对标志物检测模型进行训练，以使得在获取到摄像机拍摄得到的包含标志物的图像时，能够对标志物进行准确的识别，并确定标志物的像素坐标，从而准确的确定标志点的像素坐标。
[0011]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，空间标定系统获取多个测量点的地理坐标和所述摄像机的参数；根据所述多个测量点的地理坐标和所述摄像机的参数确定所述多个标志点对应的地理坐标，每个标志点对应的地理坐标为位于所述地理区域中的标志点在所述摄像机的拍摄角度下在地面上形成的投影点的地理坐标。
[0012]在本申请提供的方案中，空间标定系统不能直接获取到标志点的地理坐标，但标志点的地理坐标与测量点的地理坐标存在固定的位置关系，空间标定系统可以通过获取测量点的地理坐标以及摄像机的参数，间接确定标志点的地理坐标。
[0013]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述摄像机在所述地理区域中的位置距地面的垂直高度，所述摄像机在所述地面上的垂直投影点的地理坐标。
[0014]在本申请提供的方案中，空间标定系统利用获取获取到的摄像机在所述地理区域中的位置距地面的垂直高度，以及摄像机在所述地面上的垂直投影点的地理坐标和测量点的地理坐标，通过基本的几何原理，例如相似三角形原理，可以快速准确的确定标志点对应的地理坐标。
[0015]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，空间标定系统将所述多个标志点匹配对中所有标志点的地理坐标或像素坐标进行直线拟合，获得拟合直线；计算所述每个标志点的地理坐标或像素坐标到所述拟合直线的距离；若到所述拟合直线的距离小于第一阈值的标志点的地理坐标或像素坐标的个数不大于第二阈值，则确定所述多个标志点匹配对有效。
[0016]在本申请提供的方案中，空间标定系统通过将所有标志点的地理坐标或像素坐标进行直线拟合，并通过判断是否满足直线分布从而确定标志点匹配对是否有效，在标志点匹配对不满足直线分布，即标志点匹配对有效的情况下才用于计算标定关系，可以保证计算得到的标定关系的准确性。
[0017]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述位于地理区域中的标志物为球形标志物，所述位于地理区域中的标志物的标志点为所述球形标志物的球心。
[0018]在本申请提供的方案中，球形标志物在任何方向投影都是圆形，而且标志点即为
圆心，选用球形标志物可以避免球形标志物在摄像机拍摄的图像中变形导致选取的标志点存在误差的问题，且可以使标志物更加容易检测，提高了空间标定的准确率和效率。
[0019]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，空间标定系统发送所述标定关系至处理装置，以使得所述处理装置在获取所述摄像机拍摄的图像中的被检测目标的像素坐标后，根据所述标定关系和所述被检测目标的像素坐标，确定所述被检测目标在所述地理区域的地理坐标。或者，空间标定系统存储所述标定关系，当获取到所述摄像机拍摄的图像中的被检测目标的像素坐标后，获取所述标定关系，根据所述标定关系和所述被检测目标的像素坐标，确定所述被检测目标在所述地理区域的地理坐标。
[0020]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述地理区域为交通路口，所述被检测目标为所述摄像机拍摄的所述交通路口的车辆。
[0021]结合第一方面，在第一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间标定方法，其特征在于，包括：获取至少一个图像，所述至少一个图像由设置于地理区域的固定位置的摄像机拍摄得到；根据标志点检测算法确定所述至少一个图像中的多个标志点的像素坐标；获取所述多个标志点对应的地理坐标；确定多个标志点匹配对有效，每个标志点匹配对包括一个标志点的地理坐标和所述一个标志点的像素坐标；根据所述有效的多个标志点匹配对，计算所述摄像机拍摄的图像与所述地理区域之间的标定关系。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据标志点检测算法确定所述至少一个图像中的多个标志点的像素坐标，包括：输入所述至少一个图像中的每个图像至标志物检测模型，根据所述标志物检测模型获得所述每个图像中的标志物的像素坐标；根据所述至少一个图像中的每个图像中的标志物的像素坐标确定所述多个标志点的像素坐标。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标志物检测模型采用一种深度学习模型，所述标志物检测模型在用于对标志物进行检测之前，所述方法还包括：利用多个样本图像对所述标志物检测模型进行训练，所述样本图像中包括所述标志物及所述标志物的标签。4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述多个标志点对应的地理坐标，包括：获取多个测量点的地理坐标和所述摄像机的参数；根据所述多个测量点的地理坐标和所述摄像机的参数确定所述多个标志点对应的地理坐标，每个标志点对应的地理坐标为位于所述地理区域中的标志物的标志点在所述摄像机的拍摄角度下在地面上形成的投影点的地理坐标。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述摄像机的参数包括：所述摄像机在所述地理区域中的位置距地面的垂直高度，所述摄像机在所述地面上的垂直投影点的地理坐标。6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述确定多个标志点匹配对有效，具体包括：将所述多个标志点匹配对中所有标志点的地理坐标或像素坐标进行直线拟合，获得拟合直线；计算所述每个标志点的地理坐标或像素坐标到所述拟合直线的距离；若到所述拟合直线的距离小于第一阈值的标志点的地理坐标或像素坐标的个数不大于第二阈值，则确定所述多个标志点匹配对有效。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述位于地理区域中的标志物为球形标志物，所述位于地理区域中的标志物的标志点为所述球形标志物的球心。8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：发送所述标定关系至处理装置，以使得所述处理装置在获取所述摄像机拍摄的图像中
的被检测目标的像素坐标后，根据所述标定关系和所述被检测目标的像素坐标，确定所述被检测目标在所述地理区域的地理坐标；或者，存储所述标定关系；当获取到所述摄像机拍摄的图像中的被检测目标的像素坐标后，获取所述标定关系，根据所述标定关系和所述被检测目标的像素坐标，确定所述被检测目标在所述地理区域的地理坐标。9.一种空间标定系统，其特征在于，包括：获取单元，用于获取至少一个图像，所述至少一个图像由设置于地理区域的固定位置的摄像机拍摄得到；标志点检测单元，用于根据标志点检测算法确定所述至少一个图像中的多个标志点的像...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨少鹏，冷继南，杨阳，沈建强，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：