基于三点两线定位对象的方法及设备技术

本发明专利技术提供基于三点两线定位对象的方法及设备，其通过对第一位置点和第二位置点处的摄像机采集目标对象的视频图像转换成网格化图像，并进行网格交叉点坐标计算，得到网格交叉点相对于视频图像的真实坐标位置，进而识别目标对象的真实坐标位置；再基于目标对象的真实坐标位置，进行激光测距得到目标对象与第一位置点和第二位置点的实际距离，并结合摄像机标定的参数，得到目标对象的世界坐标，对目标对象进行视觉识别和激光测距结合来进行目标对象定位，通过对目标对象进行视频拍摄得到目标对象的真实坐标，以此对目标对象进行初步定位，再对目标对象进行激光投射，精确计算目标对象的世界坐标，实现高精度定位。实现高精度定位。实现高精度定位。

【技术实现步骤摘要】
基于三点两线定位对象的方法及设备


[0001]本专利技术涉及视觉和激光定位的
，特别涉及基于三点两线定位对象的方法及设备。

技术介绍

[0002]车联网、自动驾驶、智能制造、智慧物流、无人机等应用场景对定位实时性和准确性的要求较高，比如在车联网场景中，当主动避撞时要求定位精度达到30cm，并且还要求支持高度移动超低时延的定位能力；在无人机场景中，则要求定位精度达到10
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50cm。现有的定位方法主要包括视觉定位和激光扫描定位。其中，视觉定位是利用摄像机拍摄目标物的图像，再对图像进行分析，得到目标物的位置信息；激光扫描定位则是对目标物进行激光扫描投射，根据目标物对激光的反射，确定目标物的位置信息。无论视觉定位还是激光扫描定位，都只是采用单一方式对目标物进行定位，而视觉定位和激光扫描定位在实际操作中容易受到外界环境因素的影响，使得定位结果存在较大偏差，不能满足高精度定位的要求，无法适用于不同应用场景。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供基于三点两线定位对象的方法及设备，其通过对第一位置点和第二位置点处的摄像机采集目标对象的视频图像转换成网格化图像，并进行网格交叉点坐标计算，得到网格交叉点相对于视频图像的真实坐标位置，进而识别目标对象的真实坐标位置；再基于目标对象的真实坐标位置，进行激光测距得到目标对象与第一位置点和第二位置点的实际距离，并结合摄像机标定的参数，得到目标对象的世界坐标，对目标对象进行视觉识别和激光测距结合来进行目标对象定位，通过对目标对象进行视频拍摄得到目标对象的真实坐标，以此对目标对象进行初步定位，再对目标对象进行激光投射，确保激光准确地对准目标对象，从而对目标对象进行多方向的测距；再结合摄像机拍摄参数，精确计算目标对象的世界坐标，有效提高对外界环境因素的抗干扰性能和实现高精度定位。
[0004]本专利技术提供基于三点两线定位对象的方法，包括：
[0005]基于第一位置点和第二位置点处的摄像机采集目标对象的视频图像，对所述视频图像进行网格化处理，得到网格化图像；
[0006]对所述网格化图像中每个网格交叉点进行坐标计算，得到每一个网格交叉点相对于所述视频图像的真实坐标位置；
[0007]识别出所述目标对象的真实坐标位置，基于所述目标对象的真实坐标位置，进行激光测距，得到所述目标对象与所述第一位置点的第一实际距离，所述目标对象与所述第二位置点的第二实际距离，以及标定所述摄像机的参数；
[0008]基于所述第一实际距离、所述第二实际距离和标定的所述摄像机的参数，得到所述目标对象的世界坐标。
[0009]进一步，采集目标对象的视频图像之前，还包括：
[0010]在所述第一位置点和所述第二位置点均设置激光测距仪，通过所述激光测距仪获取所述第一位置点和所述第二位置点处的摄像机的地理坐标位置。
[0011]进一步，对所述视频图像进行网格化处理，得到网格化图像，包括：
[0012]将所述视频图像进行分帧处理，得到若干视频帧，并在主界面屏幕播放所述视频帧；
[0013]基于所述视频帧，所述第一位置点和所述第二位置点处的摄像机的地理坐标点位置，得到所述视频图像的图像画面与所述主界面屏幕的屏幕画面之间的坐标映射位置关系；
[0014]基于所述坐标映射位置关系，显示所述网格化图像。
[0015]进一步，基于所述目标对象的真实坐标位置，进行激光测距，得到所述目标对象与所述第一位置点的第一实际距离，所述目标对象与所述第二位置点的第二实际距离，以及标定所述摄像机的参数，包括：
[0016]基于所述目标对象的真实坐标位置，对所述第一位置点和所述第二位置点处的激光测距仪进行调整，使得所述第一位置点处的激光测距仪发出的激光与所述第二位置点处的激光测距仪发出的激光相交于所述目标对象，从而在所述目标对象形成光斑；
[0017]通过所述激光测距仪对所述光斑进行激光测距，得到所述目标对象与所述第一位置点的第一实际距离，所述目标对象与所述第二位置点的第二实际距离；
[0018]对所述摄像机进行拍摄方向调整后，标定所述摄像机的参数；其中，所述摄像机的参数包括所述摄像机的拍摄方向水平角和俯仰角。
[0019]进一步，还包括：通过所述激光测距仪对所述光斑进行多次激光测距，得到多个所述目标对象与所述第一位置点的第一实际距离，以及多个所述目标对象与所述第二位置点的第二实际距离，再基于多个第一实际距离和多个第二实际距离，得到最终确定的第一实际距离和第二实际距离，其过程为：
[0020]步骤S1，利用下面公式(1)，根据多个第一实际距离和多个第二实际距离，得到第一实际距离的平均浮动误差和最大浮动误差，以及第二实际距离的平均浮动误差和最大浮动误差，
[0021][0022]在上述公式(1)中，表示第一实际距离的平均浮动误差；ΔS1
max
表示第一实际距离的最大浮动误差；表示第二实际距离的平均浮动误差；ΔS2
max
表示第二实际距离的最大浮动误差；S1(a)表示测量得到的第a个第一实际距离；S1(i)表示测量得到的第i个第一实际距离；S2(a)表示测量得到的第a个第二实际距离；S2(i)表示测量得到的第i个第二实际距离；n表示测量得到的第一实际距离或第二实际距离的总个数；||表示求取绝对值；
表示在a≠i的条件下将a和i的值分别从1取值到n代入到括号内得到括号内的最大值；
[0023]步骤S2，利用下面公式(2)，根据第一实际距离的平均浮动误差和最大浮动误差以及第二实际距离的平均浮动误差和最大浮动误差，得到第一实际距离的二次筛选值和第二实际距离的二次筛选值，
[0024][0025]在上述公式(2)中，K1表示第一实际距离的二次筛选值；K2表示第二实际距离的二次筛选值；F()表示数值化函数，其用于将括号内的量去除单位仅保留数值；
[0026]步骤S3，利用下面公式(3)，根据第一实际距离和第二实际距离的二次筛选值对多次测量得到的多个第一实际距离和多个第二实际距离进行二次控制迭代筛选，得到最终确定的第一实际距离和第二实际距离，
[0027][0028]在上述公式(3)中，X'1(a)表示最终确定的第一实际距离；X'2(a)表示最终确定的第二实际距离；G[]表示判断函数，若括号内的算式成立，则判断函数的函数值为1，若括号内的算式不成立，则判断函数的函数值为0。
[0029]进一步，基于所述第一实际距离、所述第二实际距离和标定的所述摄像机的参数，得到所述目标对象的世界坐标，包括：
[0030]确定所述光斑相对于瞄准点在所述主界面屏幕的像素偏移量；其中，所述瞄准点为所述目标对象在所述网格化图像中所处网格的顶点；
[0031]基于所述像素偏移量和标定的所述摄像机的参数，得到所述第一位置点和所述第二位置点处的摄像机的光轴聚焦于所述光斑时的水平旋转角和水平倾斜角；
[0032]基于所述第一实际距离、所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于三点两线定位对象的方法，其特征在于，包括：基于第一位置点和第二位置点处的摄像机采集目标对象的视频图像，对所述视频图像进行网格化处理，得到网格化图像；对所述网格化图像中每个网格交叉点进行坐标计算，得到每一个网格交叉点相对于所述视频图像的真实坐标位置；识别出所述目标对象的真实坐标位置，基于所述目标对象的真实坐标位置，进行激光测距，得到所述目标对象与所述第一位置点的第一实际距离，所述目标对象与所述第二位置点的第二实际距离，以及标定所述摄像机的参数；基于所述第一实际距离、所述第二实际距离和标定的所述摄像机的参数，得到所述目标对象的世界坐标。2.如权利要求1所述的基于三点两线定位对象的方法，其特征在于：采集目标对象的视频图像之前，还包括：在所述第一位置点和所述第二位置点均设置激光测距仪，通过所述激光测距仪获取所述第一位置点和所述第二位置点处的摄像机的地理坐标位置。3.如权利要求2所述的基于三点两线定位对象的方法，其特征在于：对所述视频图像进行网格化处理，得到网格化图像，包括：将所述视频图像进行分帧处理，得到若干视频帧，并在主界面屏幕播放所述视频帧；基于所述视频帧，所述第一位置点和所述第二位置点处的摄像机的地理坐标点位置，得到所述视频图像的图像画面与所述主界面屏幕的屏幕画面之间的坐标映射位置关系；基于所述坐标映射位置关系，显示所述网格化图像。4.如权利要求3所述的基于三点两线定位对象的方法，其特征在于：基于所述目标对象的真实坐标位置，进行激光测距，得到所述目标对象与所述第一位置点的第一实际距离，所述目标对象与所述第二位置点的第二实际距离，以及标定所述摄像机的参数，包括：基于所述目标对象的真实坐标位置，对所述第一位置点和所述第二位置点处的激光测距仪进行调整，使得所述第一位置点处的激光测距仪发出的激光与所述第二位置点处的激光测距仪发出的激光相交于所述目标对象，从而在所述目标对象形成光斑；通过所述激光测距仪对所述光斑进行激光测距，得到所述目标对象与所述第一位置点的第一实际距离，所述目标对象与所述第二位置点的第二实际距离；对所述摄像机进行拍摄方向调整后，标定所述摄像机的参数；其中，所述摄像机的参数包括所述摄像机的拍摄方向水平角和俯仰角。5.如权利要求4所述的基于三点两线定位对象的方法，其特征在于：还包括：通过所述激光测距仪对所述光斑进行多次激光测距，得到多个所述目标对象与所述第一位置点的第一实际距离，以及多个所述目标对象与所述第二位置点的第二实际距离，再基于多个第一实际距离和多个第二实际距离，得到最终确定的第一实际距离和第二实际距离，其过程为：步骤S1，利用下面公式(1)，根据多个第一实际距离和多个第二实际距离，得到第一实际距离的平均浮动误差和最大浮动误差，以及第二实际距离的平均浮动误差和最大浮动误差，
在上述公式(1)中，表示第一实际距离的平均浮动误差；ΔS1
max
表示第一实际距离的最大浮动误差；表示第二实际距离的平均浮动误差；ΔS2
max

【专利技术属性】
技术研发人员：廖海洋，孙林，徐伟康，陈思晓，叶永彬，刘曙新，刘洪，王世洲，
申请(专利权)人：四川新链星科技有限公司上海旷通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：