一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法，属于位置检测技术领域，包括如下步骤：确定坐标系、调节横向摄像头和纵向摄像头的位置、处理物体遮挡关系、确定物体三维坐标和目标运动的检测。本发明专利技术通过设置两个摄像头和激光测距仪，利用激光测距仪和横向摄像头以及纵向摄像头内部的计算模块，可以精确计算出物体的坐标，得到的坐标与之前的技术相比更为精确，同时当检测区域内部存在多个物体时，可以判断出物体之间的遮挡关系，同时利用背景相减法可以判断目标物体是否处于运动状态，具有多目标检测和追踪的功能，可以极大提高效率，更好的完成智能监控任务。更好的完成智能监控任务。更好的完成智能监控任务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法


[0001]本专利技术涉及位置检测
，尤其涉及一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法。

技术介绍

[0002]在各类智能视频监控中，随着监控场景复杂度的增加，基于二维图像的运动目标跟踪已不能满足连续可靠跟踪的需求，由于摄像机获取的每幅图像受到其位置和方向以及周围环境条件等多种因素的影响，即使对同一场景不同的摄像机获得的图像也不尽相同。
[0003]在进行多摄像机的目标匹配跟踪中最为可靠的特征就是它的三维空间坐标。因此，运动目标在三维空间的定位技术成为多摄像机系统中目标跟踪的关键技术之一，同时目标追踪和多目标检测也越发兴起，其研究正受到研究人员越来越广泛的关注，因此提出一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中基于二维图像的运动目标跟踪已不能满足连续可靠跟踪的需求的问题，而提出的一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法，包括如下步骤：
[0007]S1、确定坐标系：在横向位置设置横向摄像头、激光测距仪和调节电机设定方向为X轴同时设定激光测距仪与坐标系原点之间的距离为L1，在纵向位置设置纵向摄像头、激光测距仪和调节电机设定方向为Z轴同时设定激光测距仪与坐标系原点之间的距离为L2；
[0008]S2、调节横向摄像头和纵向摄像头的位置：当检测范围内部存在物体时，调节电机控制横向摄像头、纵向摄像头和激光测距仪左右摆动，激光测距仪测量出多组激光测距仪与物体之间的距离S1和S2并发送至比对模块进行比对，比对模块将最短的距离S1和S2反馈至单片机，单片机控制调节电机使得激光测距仪、横向摄像头和纵向摄像头转动至距离为S1和S2的位置处；
[0009]S3、处理物体遮挡关系：角度传感器根据调节电机带动乐高轴转动的圈数确定横向摄像头相对初始位置偏转的角度α以及纵向摄像头相对初始位置偏转的角度β，并将α传输至横向摄像头得出物体在xoy面的坐标(x，y1)，同时将β传输至纵向摄像头得出物体在zoy面的坐标(y2，z)，若y1
‑
y2差值为零，说明横向摄像头和纵向摄像头检测到的物体为同一个物体；
[0010]若检测区域内有两个物体，则横向摄像头得出物体A在xoy面的坐标(x1，y1)，物体B在xoy面的坐标(x2，y2)；纵向摄像头得出物体A在zoy面的坐标(y1，z1)，物体B在zoy面的坐标(y2，z2)，若x1＝x2，y1＝y2且z1>z2，说明在z轴方向，物体A将物体B遮挡；
[0011]若x1＝x2，y1>y2，且z1＝z2，说明在Y轴方向，物体A将物体B遮挡；若x1>x2，y1＝
y2，且z1＝z2，说明在X轴方向，物体A将物体B遮挡；
[0012]S4、确定物体三维坐标：若检测区域内只存在一个物体，则根据物体在xoy面的坐标(x，y)以及zoy面的坐标(y，z)，得到物体的三维坐标(x，y，z)；
[0013]S5、目标运动的检测：首先利用公式计算背景图像与当前图像的差，然后对差分图像进行二值化，并对二值化后的图像进行连通性分析，当某一连通区域的面积(像素数)大于一定的阈值，则认为检测到目标出现，并且认为这个连通的区域就为提取出的目标图像，横向摄像头和纵向摄像头采集的图像，分别进行背景相减运算，用来判断物体是否移动，如果其中横向摄像头或者纵向摄像头通过图像识别出物体移动，则判断这个物体在移动。
[0014]优选的，所述横向摄像头、纵向摄像头和激光测距仪的底端安装有旋转架，所述调节电机设置在旋转架下方，所述调节电机的输出端固定连接有乐高轴，所述乐高轴的外侧设置有角度传感器，所述乐高轴的顶端与旋转架固定连接。
[0015]优选的，所述旋转架上安装有控制盒，所述控制盒内安装有单片机、复位模块和对比模块。
[0016]优选的，所述角度传感器、激光测距仪、调节电机、横向摄像头和纵向摄像头电连接，所述横向摄像头和纵向摄像头内部设置有计算模块，所述计算模块、复位模块和对比模块与单片机建立信息传输连接，所述计算模块与对比模块建立信息传输连接。
[0017]优选的，所述计算模块包含物体坐标x、y1、y2和z坐标的计算公式，所述坐标x的计算公式：L1
‑
S1
×
cosα，所述坐标y1的计算公式：S1
×
Sinα，所述坐标y2的计算公式：S2
×
sinβ，所述坐标z的计算公式：L2
‑
S2
×
cosβ。
[0018]优选的，所述复位模块用于横向摄像头和纵向摄像头在完成检测作业后恢复至初始位置。
[0019]相比现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0020]1、本专利技术可以通过设置两个摄像头和激光测距仪，利用激光测距仪和横向摄像头以及纵向摄像头内部的计算模块，可以精确计算出物体的坐标，得到的坐标与之前的技术相比更为精确，同时当检测区域内部存在多个物体时，可以判断出物体之间的遮挡关系，同时利用背景相减法可以判断目标物体是否处于运动状态，具有多目标检测和追踪的功能，可以极大提高效率，更好的完成智能监控任务。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提出的一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法中坐标系的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术提出的一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法中单片机控制横向摄像头和纵向摄像头的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术提出的一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法中目标运动检测的结构框图；
[0024]图4为本专利技术提出的一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法中流程框图。
[0025]图中：1、调节电机；2、角度传感器；3、纵向摄像头；4、激光测距仪；5、横向摄像头。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]参照图1
‑
4，一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法，包括如下步骤：
[0028]S1、确定坐标系：在横向位置设置横向摄像头5、激光测距仪4和调节电机1设定方向为X轴同时设定激光测距仪4与坐标系原点之间的距离为L1，在纵向位置设置纵向摄像头3、激光测距仪4和调节电机1设定方向为Z轴同时设定激光测距仪4与坐标系原点之间的距离为L2；
[0029]S2、调节横向摄像头5和纵向摄像头3的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双摄像头和激光器的目标三维位置检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、确定坐标系：在横向位置设置横向摄像头(5)、激光测距仪(4)和调节电机(1)设定方向为X轴同时设定激光测距仪(4)与坐标系原点之间的距离为L1，在纵向位置设置纵向摄像头(3)、激光测距仪(4)和调节电机(1)设定方向为Z轴同时设定激光测距仪(4)与坐标系原点之间的距离为L2；S2、调节横向摄像头(5)和纵向摄像头(3)的位置：当检测范围内部存在物体时，调节电机(1)控制横向摄像头(5)、纵向摄像头(3)和激光测距仪(4)左右摆动，激光测距仪(4)测量出多组激光测距仪(4)与物体之间的距离S1和S2并发送至比对模块进行比对，比对模块将最短的距离S1和S2反馈至单片机，单片机控制调节电机(1)使得激光测距仪(4)、横向摄像头(5)和纵向摄像头(3)转动至距离为S1和S2的位置处；S3、处理物体遮挡关系：角度传感器(2)根据调节电机(1)带动乐高轴转动的圈数确定横向摄像头(5)相对初始位置偏转的角度α以及纵向摄像头(3)相对初始位置偏转的角度β，并将α传输至横向摄像头(5)得出物体在xoy面的坐标(x，y1)，同时将β传输至纵向摄像头(3)得出物体在zoy面的坐标(y2，z)，若y1
‑
y2差值为零，说明横向摄像头(5)和纵向摄像头(3)检测到的物体为同一个物体；若检测区域内有两个物体，则横向摄像头(5)得出物体A在xoy面的坐标(x1，y1)，物体B在xoy面的坐标(x2，y2)；纵向摄像头(3)得出物体A在zoy面的坐标(y1，z1)，物体B在zoy面的坐标(y2，z2)，若x1＝x2，y1＝y2且z1>z2，说明在z轴方向，物体A将物体B遮挡；若x1＝x2，y1>y2，且z1＝z2，说明在Y轴方向，物体A将物体B遮挡；若x1>x2，y1＝y2，且z1＝z2，说明在X轴方向，物体A将物体B遮挡；S4、确定物体三维坐标：若检测区域内只存在一个物体，则根据物体在xoy面的坐标(x，y)以及zoy面的坐标(y，z)，得到物体的三维坐标(x，y，z)；S5、目标运动的检测：首先利用公式计...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松，郭东亭，张谦，袁彬，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：