三维空间定位方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开一种三维空间定位方法、系统及存储介质，应用于空间定位技术领域，能够实现高效的三维空间定位，提升定位精度。该方法包括：在预设定位空间设置若干个标识点；相机画面中心设置一个标识点；获取标识点的实地坐标数据并转化为世界坐标系下的坐标数据，得到第一世界坐标系数据；世界坐标系的坐标原点为相机画面中心设置的标识点；根据第一世界坐标系数据构建像素坐标系与世界坐标系的映射关系；根据映射关系计算目标检测点的相机坐标系数据以及旋转角；旋转角为将目标检测点调整至相机画面中心的相机旋转角度；根据相机坐标系数据和旋转角将目标检测点调整至相机画面中心；根据映射关系当前相机画面中目标像素点的第二世界坐标系数据。二世界坐标系数据。二世界坐标系数据。

【技术实现步骤摘要】
三维空间定位方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及空间定位
，尤其涉及一种三维空间定位方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]视频监控是通过获取监控目标的视频图像信息，对视频图像进行监视、记录、回溯，并根据视频图像信息人工或自动地做出相应动作，以达到对监控目标的监视、控制、安全防范和智能管理，已被广泛应用于军事、海关、公安、消防等众多公共场合。而视频监控也是智能监控的主要组成部分。如何从视频图像中获取精准的三维信息和准确定位，是智能监控中不可或缺的一部分。但相关技术中，常用的二维信息定位现实世界的三维信息方法包括双目相机和深度相机定位。而双目相机定位的方法需要两个相机，且受像素影响较大，导致测量精度有限。而深度相机通过红外结构光或Time
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Flight(ToF)原理，测出物体与相机之间的距离，这种方法存在测量范围窄、噪声大、视野小、易受日光干扰以及无法测量透射材质等诸多问题，导致在室外应用较为困难。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题的至少之一，本专利技术提出一种三维空间定位方法、系统及存储介质，能够实现较为高效的三维空间定位，且有效提升定位精度。
[0004]一方面，本专利技术实施例提供了一种三维空间定位方法，包括以下步骤：
[0005]在预设定位空间设置若干个标识点；其中，相机画面中心设置一个所述标识点；
[0006]获取所述若干个标识点的实地坐标数据；
[0007]将所述实地坐标数据转化为世界坐标系下的坐标数据，得到第一世界坐标系数据；其中，所述世界坐标系的坐标原点为所述相机画面中心设置的所述标识点；
[0008]根据所述第一世界坐标系数据构建像素坐标系与所述世界坐标系的映射关系；
[0009]根据所述映射关系计算目标检测点的相机坐标系数据以及旋转角；其中，所述旋转角为将所述目标检测点调整至所述相机画面中心的相机旋转角度；
[0010]根据所述相机坐标系数据和所述旋转角将所述目标检测点调整至所述相机画面中心；
[0011]根据所述映射关系计算当前相机画面中的目标像素点的第二世界坐标系数据。
[0012]根据本专利技术实施例的一种三维空间定位方法，至少具有如下有益效果：本实施例首先在预设定位空间设置若干个标识点，并且相机的画面中心设置有一个标识点，然后获取所布置的若干个标识点的实地坐标数据，并将各个标识点的实地坐标数据转换为以相机画面中心的标识点为坐标原点的世界坐标系下的坐标数据，得到相应的第一世界坐标系数据。接着，本实施例根据第一世界坐标系数据构建像素坐标系与世界坐标系的映射关系，以通过映射关系计算目标检测点的相机坐标系数据以及将目标检测点调整至相机画面中心所需调整的相机旋转角度，即旋转角。然后，本实施例通过计算得到的相机坐标系数据和旋
转角将目标检测点调整至相机画面中心，以调整三维空间定位的检测区域，从而不需要重新标定相机坐标系与世界坐标系的映射关系，并有效扩充了检测的视野范围。接着根据映射关系计算当前相机画面中的目标像素点的第二世界坐标系数据，从而实现对目标像素点的三维空间定位。本实施例通过将目标检测点调整至相机画面中心的方式，有效扩充了三维空间定位的视野范围，并且在相机调整姿态后不需要重新进行映射关系的标定，有效提高了三维空间定位的效率，实现较为高效的三维空间定位。同时，本实施例通过构建较为精确的相机坐标系与世界坐标系的映射关系，有效提高了三维空间定位的精度。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，在执行所述在预设定位空间设置若干个标识点这一步骤之前，所述方法还包括：
[0014]通过标定板标定相机内参；其中，所述相机内参包括所述相机的内参矩阵以及相机畸变。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述映射关系包括线性关系；
[0016]所述根据所述第一世界坐标系数据构建像素坐标系与所述世界坐标系的映射关系，包括：
[0017]根据所述第一世界坐标系数据通过PNP算法计算所述像素坐标系与所述世界坐标系的线性关系。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述映射关系计算当前相机画面中的目标像素点的第二世界坐标系数据，包括：
[0019]根据所述映射关系计算所述目标像素点的深度值；
[0020]根据所述深度值结合所述映射关系计算像素坐标数据对应的世界伪坐标数据；
[0021]根据所述世界伪坐标数据计算得到所述第二世界坐标系数据。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述深度值结合所述映射关系计算像素坐标数据对应的世界伪坐标数据，包括：
[0023]将所述深度值代入所述映射关系，计算所述相机坐标系与所述世界坐标系的平移向量；
[0024]将所述平移向量代入所述映射关系求解所述映射关系中的系数矩阵；
[0025]根据所述系数矩阵得到相应的伪逆矩阵；
[0026]根据所述伪逆矩阵和所述深度值计算得到所述世界伪坐标数据。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述实地坐标数据包括经纬度坐标数据和海拔坐标数据；
[0028]所述获取所述若干个标识点的实地坐标数据，包括：
[0029]实地测量每个所述标识点的所述经纬度坐标数据和所述海拔坐标数据。
[0030]根据本专利技术的一些实施例，所述若干个标识点包括第一标识点和第二标识点；其中，所述第一标识点为所述若干个标识点的其中之一，所述第二标识点为所述若干个标识点中除了所述第一标识点之外的其他标识点；
[0031]所述在预设定位空间设置若干个标识点，包括：
[0032]将所述第一标识点设置于所述相机画面中心；
[0033]将所述第二标识点随机地设置于所述预设定位空间中；其中，在同一平面中所述第二标识点的数量小于四个。
[0034]另一方面，本专利技术实施例还提供了一种三维空间定位系统，包括：
[0035]标识模块，用于在预设定位空间设置若干个标识点；其中，相机画面中心设置一个所述标识点；
[0036]获取模块，用于获取所述若干个标识点的实地坐标数据；
[0037]转化模块，用于将所述实地坐标数据转化为世界坐标系下的坐标数据，得到第一世界坐标系数据；其中，所述世界坐标系的坐标原点为所述相机画面中心设置的所述标识点；
[0038]映射模块，用于根据所述第一世界坐标系数据构建像素坐标系与所述世界坐标系的映射关系；
[0039]第一计算模块，用于根据所述映射关系计算目标检测点的相机坐标系数据以及旋转角；其中，所述旋转角为将所述目标检测点调整至所述相机画面中心的相机旋转角度；
[0040]调节模块，用于根据所述相机坐标系数据和所述旋转角将所述目标检测点调整至所述相机画面中心；
[0041]第二计算模块，用于根据所述映射关系计算当前相机画面中的目标像素点的第二世界坐标系数据。
[0042]另一方面，本专利技术实施例还提供了一种三维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维空间定位方法，其特征在于，包括以下步骤：在预设定位空间设置若干个标识点；其中，相机画面中心设置一个所述标识点；获取所述若干个标识点的实地坐标数据；将所述实地坐标数据转化为世界坐标系下的坐标数据，得到第一世界坐标系数据；其中，所述世界坐标系的坐标原点为所述相机画面中心设置的所述标识点；根据所述第一世界坐标系数据构建像素坐标系与所述世界坐标系的映射关系；根据所述映射关系计算目标检测点的相机坐标系数据以及旋转角；其中，所述旋转角为将所述目标检测点调整至所述相机画面中心的相机旋转角度；根据所述相机坐标系数据和所述旋转角将所述目标检测点调整至所述相机画面中心；根据所述映射关系计算当前相机画面中的目标像素点的第二世界坐标系数据。2.根据权利要求1所述的三维空间定位方法，其特征在于，在执行所述在预设定位空间设置若干个标识点这一步骤之前，所述方法还包括：通过标定板标定相机内参；其中，所述相机内参包括所述相机的内参矩阵以及相机畸变。3.根据权利要求1所述的三维空间定位方法，其特征在于，所述映射关系包括线性关系；所述根据所述第一世界坐标系数据构建像素坐标系与所述世界坐标系的映射关系，包括：根据所述第一世界坐标系数据通过PNP算法计算所述像素坐标系与所述世界坐标系的线性关系。4.根据权利要求1所述的三维空间定位方法，其特征在于，所述根据所述映射关系计算当前相机画面中的目标像素点的第二世界坐标系数据，包括：根据所述映射关系计算所述目标像素点的深度值；根据所述深度值结合所述映射关系计算像素坐标数据对应的世界伪坐标数据；根据所述世界伪坐标数据计算得到所述第二世界坐标系数据。5.根据权利要求4所述的三维空间定位方法，其特征在于，所述根据所述深度值结合所述映射关系计算像素坐标数据对应的世界伪坐标数据，包括：将所述深度值代入所述映射关系，计算所述相机坐标系与所述世界坐标系的平移向量；将所述平移向量代入所述映射关系求解所述映射关系中的系数矩阵；根据所述系数矩阵得到相应的伪逆矩阵；根据所述伪逆矩阵和所述深度值计算得到所述世界伪坐标数据。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：文奴，杨杰，马亮，凌政，
申请(专利权)人：忘平广东科技有限公司，
类型：发明
国别省市：