【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于协同跟踪，具体涉及一种基于双摄像机协同的目标定位系统及方法。
技术介绍
1、随着海洋经济的蓬勃发展，人类的海上活动也越来越频繁，由于海上通航环境的错综复杂以及全球气候异常等因素的共同作用，海上突发事件的发生概率和复杂性也逐渐上升，对海上搜寻救助系统而言，在广阔海域中快速定位海面遇险目标是缩短搜寻时间，实施高效救助的首要条件。
2、现有技术(王挺.一种智能跟踪监控系统,cn202320177997.2.[p].2023-02-10)提出了一种智能跟踪监控系统，根据目标的移动情况计算使目标锁定于摄像机视场中心时，摄像机需要转动的水平转向角、垂直转向角以及镜头缩放数据。但该智能跟踪监控系统是传统的单摄像机目标定位跟踪系统，由一个固定的摄像机对复杂的大视场场景进行观测，当目标距离较远时，该系统难以获得高质量的目标信息，当摄像机对远处目标聚焦时，整个观测的视场会变小，从而失去了观测大视场场景的能力，难以同时满足大视场目标搜索和获取高清晰度目标图像的双重要求。
3、现有技术(张朋云,李会力,吴黎明,et al.基于多摄像机的智能跟踪方法及系统，cn202010383225.5.[p].2020-05-08)提出了一种基于多摄像机的智能跟踪系统及方法；结合双目立体视觉原理和最大似然估计算法计算目标的精确空间位置，根据目标的空间位置信息控制摄像机跟踪目标，但该方法需要事先获得摄像机视场中心与待跟踪目标之间的距离信息，在很多情况下，尤其是远距离海域目标搜索，该系统无法获取目标距离信息或目标距离不断变化时，该方
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术提出一种基于双摄像机协同的目标定位系统及方法。
2、采用的目标定位系统包括图像采集模块和中心控制模块。目标定位方法的步骤包括：大视场摄像机实时采集并传输全景图像，中心控制模块根据待定位目标在图像上的位置信息，基于黄金分割点的搜索策略计算待定位目标相对于特写摄像机的水平方位角和垂直方位角，并控制特写摄像机对待定位目标进行特写定位。
3、本专利技术解决其技术问题具体采用的技术方案是：
4、一种基于双摄像机协同的目标定位系统，包括图像采集模块和中心控制模块；
5、所述图像采集模块包括大视场摄像机和特写摄像机；所述特写摄像机的视场范围小于大视场摄像机，二者放置在同一水平线上，其中特写摄像机安装在舵机云台上，通过偏航轴舵机和俯仰轴舵机的运动改变特写摄像机的水平方位角和垂直方位角，当特写摄像机的水平方位角和垂直方位角均为零时，特写摄像机的视场指向大视场摄像机视野范围的正中心；
6、以特写摄像机为原点，建立相机坐标系oxyz，面对特写摄像机镜头，以水平向右为y轴正方向，沿摄像机光轴指向镜头前的目标为x轴正方向，以竖直向上为z轴正方向，设特写摄像机与待定位目标之间的实际距离为l，大视场摄像机与特写摄像机之间的水平距离为d；通过大视场摄像机实时采集图像，将实时采集的全景图像传输至中心控制模块；
7、所述中心控制模块用于接收图像采集模块所采集信息，将接收到的图像作为当前帧图像，以当前帧图像中心为原点建立图像坐标系oxy，其中水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，判断当前帧图像是否包含待定位的目标：
8、若不包含待定位的目标，则重新接收图像；若包含待定位目标，则框出待定位目标在当前帧图像中所在的矩形框，将该矩形框的中心点作为待定位目标中心点，计算待定位目标相对于特写摄像机的水平方位角和垂直方位角，从而控制特写摄像机对目标进行定位。
9、以及基于以上系统的一种基于双摄像机协同的目标定位方法：
10、通过计算待定位目标相对于特写摄像机的水平方位角和垂直方位角，对目标进行定位，包括以下步骤：
11、步骤s1：利用大视场摄像机进行全景摄像，获取目标的图像信息；
12、步骤s2：将大视场摄像机视场划分为大小均匀的n×n区域，根据待定位目标的像素坐标计算待定位目标相对于特写摄像机的水平方位角和垂直方位角，并且水平方位角与垂直方位角与l有关；
13、步骤s3：基于黄金分割点的搜索策略查找l；
14、步骤s4：根据待定位目标相对于特写摄像机的水平方位角和垂直方位角，控制特写摄像机对目标进行定位。
15、进一步地，步骤s2中，根据待定位目标的像素坐标计算待定位目标相对于特写摄像机的水平方位角和垂直方位角的具体过程为：
16、将大视场摄像机视场划分为大小均匀的n×n型区域，将这些区域从左到右、从上到下依次编号为(1-1)～(j-k)，(j-k)表示该区域位于第j行、第k列；在图像坐标系oxy中，对关于x轴对称的两块区域来说，特写摄像机需要调整的水平方位角的大小和方向完全相同，需要调整的垂直方位角的大小相同，方向相反；对关于y轴对称的两块区域来说，当l远大于d时，d忽略不计，在特写摄像机分别对这两块区域进行特写时，特写摄像机需要调整的垂直方位角的大小和方向完全相同，需要调整的水平方位角的大小相同，方向相反。
17、进一步地，根据以下公式，计算位于第二象限内的区域(j-k)的待定位目标相对于特写摄像机的水平方位角α和垂直方位角β大小：
18、
19、其中，arctan是反正切操作，l为特写摄像机与待定位目标之间的实际距离；d为两个摄像机之间的距离；h1、h2为大视场摄像机视野范围的长度和宽度，n表示将视场划分为大小均匀的n×n型区域，n为奇数；(j-k)表示待定位目标位于第j行、第k列的区域。
20、进一步地，步骤s3中，设l∈[0,x]，基于黄金分割点的搜索策略查找l的具体过程为：
21、步骤s31：取li＝0.618·x，i＝1，转步骤s32；
22、步骤s32：根据待定位目标所处的区域，通过对应的公式计算得到水平方位角α和垂直方位角β，转步骤s33；
23、步骤s33：如果待定位目标出现在特写摄像机范围内，流程结束，否则，转步骤s34；
24、步骤s34：如果特写摄像机视场中心与待定位目标中心点之间的距离δs减小，取li+1＝li-0.618i+1·x；如果特写摄像机视场中心与待定位目标中心点之间的距离δs增大，取li+1＝li+0.618i+1·x；转步骤s35；
25、步骤s35：更新i＝i+1，转步骤s32。
26、进一步地，步骤s4中，所述中心控制模块对接收到的水平方位角信息和垂直方位角信息进行处理，输出脉冲宽度调制信号控制舵机云台偏航轴舵机和俯仰轴舵机的运动，从而控制特写摄像机对目标进行定位。
27、相比于现有技术，本专利技术及其优选方案至少具有以下有益效果：
28、1.基于双摄像机协同的目标定位系统能够兼顾大视场搜索和获取高清晰度目标定位图像的双重要求，具有集成度高、响应迅速等优点。
29、2.在求解待定位目标相对于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双摄像机协同的目标定位系统，其特征在于，包括图像采集模块和中心控制模块；
2.一种基于双摄像机协同的目标定位方法，基于如权利要求1所述的基于双摄像机协同的目标定位系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于双摄像机协同的目标定位方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种基于双摄像机协同的目标定位方法，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的一种基于双摄像机协同的目标定位方法，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的一种基于双摄像机协同的目标定位方法，其特征在于：步骤S4中，所述中心控制模块对接收到的水平方位角信息和垂直方位角信息进行处理，输出脉冲宽度调制信号控制舵机云台偏航轴舵机和俯仰轴舵机的运动，从而控制特写摄像机对目标进行定位。
【技术特征摘要】
1.一种基于双摄像机协同的目标定位系统，其特征在于，包括图像采集模块和中心控制模块；
2.一种基于双摄像机协同的目标定位方法，基于如权利要求1所述的基于双摄像机协同的目标定位系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于双摄像机协同的目标定位方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种基于双摄像机协同的目标定位方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄峰，刘锦春，罗树荣，陈潇炜，杨洪，林逢庆，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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