【技术实现步骤摘要】
一种基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法
[0001]本专利技术属于计算机视觉领域,涉及移动目标追踪方法
,具体涉及一种基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法。
技术介绍
[0002]视觉目标追踪是人类最基本的视觉功能之一,同时也是计算机视觉领域最基础也是最重要的研究方向之一,持续受到包括神经科学和计算机科学在内的多学科研究工作者重点关注。但是目前的视觉目标追踪方法大多集中在二维图像平面上的追踪,对三维轨迹的追踪较少。但仅在二维平面上对目标进行追踪极大地限制了目标追踪技术的应用场景。
[0003]目前对视觉目标的三维轨迹追踪主要采用立体视觉的方法来实现,通过双目相机或多个相机,深度相机以及激光雷达等设备来恢复相机投影过程中丢失的深度信息,这些方法都具有结构复杂,设备成本较高的缺点,其中深度相机和激光雷达还受到其本身量程较小的限制,无法追踪较远处的目标。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法。
[0005]基于上述目的,本专利技术采用如下技术方案:
[0006]一种基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法,包括如下步骤:
[0007]步骤1,在不同焦距下对电液可调焦镜头进行标定,获得调焦控制电流与相机内参的函数关系;
[0008]步骤2,建立电液可调焦镜头光学成像系统模型,获得电液可调焦镜头调焦控制电流与最优成像物距之间的函数关系;
[0009]步骤3,目标追踪算法初始化
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,在不同焦距下对电液可调焦镜头进行标定,获得调焦控制电流与相机内参的函数关系;步骤2,建立电液可调焦镜头光学成像系统模型,获得电液可调焦镜头调焦控制电流与最优成像物距之间的函数关系;步骤3,目标追踪算法初始化,生成追踪目标框,框选需追踪的目标;步骤4,进行自动对焦,记录对焦成功后的调焦控制电流,以及图像中追踪目标框的尺寸和去畸变后的中心点坐标;步骤5,通过相机投影模型,计算出目标的三维空间坐标并记录;步骤6,对同一追踪目标重复步骤4
‑
5,将所记录的目标三维空间坐标按顺序连成轨迹。2.根据权利要求1所述的基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法,其特征在于,在步骤1中,电液可调焦镜头调焦控制电流与相机内参的函数关系建立过程为:在多个调焦控制电流下对电液可调焦镜头进行标定,然后通过曲线拟合获得调焦控制电流与相机内参的函数关系(f
x
,f
y
)=H(I)
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(1)其中f
x
,f
y
为相机在像素平面x,y方向上的等效焦距,单位为像素;I为电液可调焦镜头的调焦控制电流;获取相机光心在像素平面上的坐标、相机感光元件横边与纵边之间的倾斜参数。3.根据权利要求2所述的基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法,其特征在于,在步骤2中,电液可调焦镜头调焦控制电流与最优成像物距的函数关系建立过程为:利用电液可调焦镜头光学成像系统模型,记录多个调焦控制电流下的最优成像物距,并对记录的数据进行曲线拟合,得到电液可调焦镜头的调焦控制电流与最优成像物距之间的关系:u=F(I)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中u为最优成像物距,I为电液可调焦镜头的调焦控制电流。4.根据权利要求3所述的基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法,其特征在于,在步骤4中,所述自动对焦包括第一次自动对焦和后续自动对焦,第一次自动对焦过程为:(1)以一定步长从初始调焦控制电流开始搜索,并同时对追踪目标框内部图像区域,计算追踪目标框内部图像区域的清晰度评价值,获得清晰度评价值最大时的调焦控制电流以及最大清晰度评价值,并设置清晰度评价阈值K=αD
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中α为预设的清晰度置信度,α<1;K为后续自动对焦时使用的清晰度评价阈值;D
max
为最大清晰度评价值;(2)对焦完成后记录图像中追踪目标框的尺寸和去畸变后的中心点坐标。5.根据权利要求4所述的基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法,其特征在于,后续自动对焦过程为:计算追踪目标框内部图像区域的清晰度评价值,记为D
i
;若D
i
≥K,则直接记录此时的调焦控制电流I
i
、图像中追踪目标框...
【专利技术属性】
技术研发人员:李恒宇,韩爽,刘靖逸,王曰英,谢少荣,罗均,
申请(专利权)人:上海大学,
类型:发明
国别省市:
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