一种观察目标的方法和装置制造方法及图纸

一种用于观察目标的目标观察方法与装置，该装置包括：两台对准预定的观察位置的摄像机；在拍摄的每幅图像中提取特征部分的特征提取装置；将所提取的各幅图像的特征部分与图像对应的对应装置；坐标提取装置，提取该特征部分的三维坐标；存储目标的二维模式数据的存储装置；投影装置，将所提取的特征部分的三维坐标投影到所述虚拟垂直平面上；和比较装置，将所投影的结果与所述二维模式数据比较，它提高了观察精度。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Method and device for observing target

An apparatus and method for target observation target, the device comprises two cameras aligned predetermined viewing position; in each image captured in feature extraction feature extraction device; device will be on the extracted image features of each part and the corresponding image coordinate extraction device, extraction; three-dimensional coordinates of the feature; storage device two-dimensional pattern data storage target; projection device features part of the 3D coordinates of the extracted projection to the virtual vertical plane; and comparison device, comparing the results of projection data and the two-dimensional model, which improves the accuracy of observation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在预定观察点观察目标的方法和装置，更具体地说，涉及一种观察道路上的车辆的改进型交通流量测量装置，它用于根据测量的时间流逝结果来测量诸如通过的车辆数量、车速和车型之类的数据，(下面称为“交通流量数据”)，并且涉及一种用于观察停放在停车场内车辆的改进型停车场观察装置。为了测量交通流量数据，迄今已开发了一种装置，其中将摄像机安装在要在预定路段拍摄的道路上方，并根据所拍摄图象在时间上的变化来测量路上车辆的流量。在这种传统的装置中，事先将路上无目标的图像作为背景图像加以保存，提取来自摄像机的图像和所存背景图像之间的差别作为有关车辆的图像，并依次处理提取的结果来测量路上车辆的流量(日本电气协会技术报告，第512卷，第80-81页)。还提出了一种测量方法，即不事先存储这样的背景图像，而存储以前拍摄的图像，以从最新拍摄的图像中减去存储的以前的图像来只提取车辆位置的变化。最近，已经提出了一种用于测量交通流量数据的技术(DTT法)，该技术把摄像机每次拍摄的图像积累起来形成时空图像(日本电子情报通信学会志，第517-D-11卷第10期，第2019-2026页，1994)。根据该方法，按每个预定的时刻从图像中提取如车辆外形之类的特征量数据，并将提取的特征量数据投影在与车辆前进方向平行的方向轴上，以得到一维数据。再将这种一维数据依时间序列安排，以得到由方向轴和时间轴组成的二维图像(DDT图像)，于是DDT图像提取了在预定方向上运动的目标。为了判断停车场的每一个停车区是否有空位，可采用上述第一或第二方法。换句话说，可以根据在一个观察位置拍摄所得到的输入图像和背景图角之间的差别、或者根据输入图像和在它紧前面的图像之间的差别来查询停车场是否停有车辆。当利用输入图像和背景图像之间的差别来测量交通流量时，有必要根据不同的情况，例如白天和黑夜，晴天和雨天等来存储背景图像。在这种情况下，必要环境的设定或根据环境的变化对背景图像的修改都受到了限制，而且不可能高精度地提取车辆的图像数据。上述第一、第二和第三种方法都错误地把其它物体的运动(不是车辆的运动)探测为车辆的运动的缺点，例如，车辆的影子，被风吹动的树的影子，其它在路上运动的影子，夜间灯光的反射，在潮湿路面上反射的车辆等。当路上有大型车辆或者发生交通阻塞时，传统的方法就有不能精确地判别每一辆车的缺点，而且会将许多车辆错误地探测为一辆车。当大型车辆影子的图像达到它邻近的车道以覆盖大车后面的小车时，该小车就会被错误地探测为大车。这样，就不能精确地判别路上车辆的数量和车型。这些问题会在停止场的传统观测装置中出现，例如，由于观测点处亮度的变化引起的判别精度降低，和对相邻区域车辆的影子的错误探测。传统的方法需要一个用于存储各种背景图像和每个时间周期存储一幅图像的存储器，和一个用于如对每幅图像进行减法和累加操作的硬件，因此，传统装置的整个结构很大，而且它的制造成本高。因此，本专利技术的主要目的是提供一种改进的系统，用于在一个观察点用多台摄像机拍摄图像，在三维方向上测量每一幅所拍摄图像的特征部分，并根据高度数据来判别一个目标，以高度准确地测量作为目标的物体。本专利技术的另一个目的是提供一种改进系统，用于将各个摄像机所拍摄图像中的特征部分的三维坐标投影到与所述目标所接触的平面正交的虚拟垂直平面上，以提取目标的形状，用于精确判别待测量目标的存在、数量和类型。本专利技术的另一个目的是提供一种改进的系统，用于通过使用上述系统来观察道路和停车空间，以根据所观察的结果测量交通流量或对车辆进行判别。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于观察目标的目标观察方法，它包括第一步，由两台或多台对准预定的观察位置的摄像机同时拍摄图像，以提取各自拍摄的每一幅图像的特征部分，第二步，将图像中已提取的特征部分与图像对应，第三步，在三维坐标中测量已对应的特征部分，以提取它的三维坐标。第四步，将已提取的特征部分的三维坐标投影到与所述目标所接触的平面正交的虚拟垂直平面上，和第五步，将已投影的数据与预定的二维模式数据比较，以判别所述目标。根据本专利技术的第二方面，提供一种观察目标的方法，其中所述第四步中的投影是这样的一步，即根据所述目标所接触的平面上的位置关系将各个特征部分的所述三维坐标分成组，并为每组将组中的三维坐标投影到所述虚拟垂直平面上。根据本专利技术的第三方面，提供一种观察目标的方法，其中所述第五步中的比较是这样的一步，即设置含有通过上述第四步中的投影处理形成在所述虚拟垂直平面上的各个投影点的预定范围，并根据在所设置的范围内的各点与要与所述二维模式数据比较的所述投影点的位置关系将各点加权。根据本专利技术的第四方面，提供一种观察目标的方法，它包括第一步，与本专利技术第一方面的第一步相同，第二步，对于每幅图像中已提取的特征部分，确定有代表性特征的点，第三步，使所述确定的代表点与图像对应，第四步，在三维坐标中对每个已对应的代表点进行测量，以提取各代表点的三维坐标，第五步，将所提取的代表点的三维坐标投影到与目标所接触的平面正交的虚拟垂直平面上，和第六步，将已投影的数据与预定的二维模式数据对比，以判别所述目标。根据本专利技术的第五方面，按照与上述本专利技术的第二方面的相同方式执行上述投影过程。根据本专利技术的第六方面，按照与上述本专利技术的第三方面的相同方式执行上述比较过程。根据本专利技术的第七方面，提供一种用于观察目标的目标观察装置，它包括两台或多台对准预定的观察位置的摄像机，用于在由摄像机同时各自拍摄的每幅图像中提取特征部分的特征提取装置，用于将由特征提取装置提取的各幅图像的已提取特征部分与图像对应的对应装置，坐标提取装置，用于在三维方向上测量由所述对应装置对应的特征部分，以提取该特征部分的三维坐标，用于存储所述目标的二维模式数据的存储装置，投影装置，用于设置与所述目标所接触的平面正交的虚拟垂直平面，以将所述坐标提取装置所提取的特征部分的三维坐标投影到所述虚拟垂直平面上，和比较装置，用于将所述投影装置所投影的结果与存储在所述存储装置中的所述二维模式数据比较。根据本专利技术的第八方面，所述投影装置设计成可根据所述目标所接触的平面上的位置关系将坐标提取装置所提取的各个特征部分的三维坐标分成组，并为每组将含在组中的三维坐标投影到虚拟垂直平面上。根据本专利技术第九方面，所述比较装置设计成可设置含有通过投影装置的投影处理形成在虚拟垂直平面上的各个投影点的预定范围，并根据在设置的范围内的各个点与要与二维模式数据比较的投影点的位置关系将各个点加权。根据本专利技术的第十方面，提供一种观察目标的装置，它包括两台或多台摄像机及一个特征提取装置，它们与上述第七方面的装置相同，代表点确定装置，用于对于特征提取装置所提取的各幅图像的特征部分确定各自表示有代表性特征的点，对应装置，用于使代表点确定装置所确定的各个代表点与图像对应，坐标提取装置，用于在三维方向上测量对应装置所对应的每个代表点，以提取各个代表点的三维坐标，存储装置，用于存储所述目标的二维模式数据，投影装置，用于设置与所述目标所接触的平面正交的虚拟垂直平面，以将坐标提取装置所提取的代表点的三维坐标投影到虚拟垂直平面上，和比较装置，用于将抗影装置所投影的结果与存储在存储装置中的所述二维模式数据比较。根据本专利技术的第十一方面，提供了一种交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于观察目标的目标观察方法，包括：第一步，由两台或多台对准预定的观察位置的摄像机同时拍摄图像，以提取各自拍摄的每一幅图像中的特征部分，第二步，将所述的图像中提取的特征部分与图像对应，第三步，以三维坐标测量所述已对应的特征部分，以提取它的三维坐标，第四步，将所述已提取的特征部分的三维坐标投影到与所述目标接触的平面正交的虚拟垂直平面上，和第五步，将所述的投影数据与预定的二维模式数据比较，以判别所述目标。２、一种如权利要求１所述的观察目标的方法，其中所述第四步中的投影是这样的一步，即根据所述目标所接触的平面上的位置关系将每个特征部分的所述三维坐标分成组、并为每一组将含在组中的三维坐标投影到所述虚拟垂直平面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大桥胜己，来海雅俊，
申请(专利权)人：欧姆龙公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]