[发明专利]用于监测空间体积的方法和设备以及标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于监测包含多个相机的空间体积的方法和设备，其 中，这些相机关于待监测空间体积这样成对布置，使得可以在各种情 况下通过将一对相机的相机图像叠加来产生三维空间图像。

背景技术

从US 2005/0249382 A1中，事先已知一种相应方法。上述美国专 利涉及一种包含外门和内门的过道隔间。在该过道隔间内，在这两个 门的区域中分别设有一个待监测区域，其中各所述区域被一对相机监 测。每个所述相机对具有在视野中被其监测的区域，并进一步能够计 算待监测区域的三维模型。为了监测从过道隔间经过，首先，检查是 否有人位于外门前部的待监测区域中。一旦发生这种情况，同时检查 是否有人又逗留在内门前部的待监测区域中。相应地，在进入行为中， 假如没有人位于待监测区域中，那么接着仅外门被打开，而在只有一 个人位于待监测区域中的情况下，接着仅通往待保护区域的内门才会 打开。

借助于相机对分别产生待监测区域的两个二维图像，借助这些二 维图像，可以通过确定三维空间点来确定位于该区域中的元素。随后， 通过将以这种方式确定的三维元素与事先存储的模型进行比较，来确 定是否有一个人位于待监测区域中。

上面描述的方法本质上基于以下构思：借助于三维空间图像检测 系统来监测两个分离的区域，并能够根据适当的数据来控制以这种方 式实现的过道隔间的门。该方法的本质意义主要是，避免在过道隔间 的被保护侧在已为一个人打开后，实际上同时进入数个人。基于已创 建的各区域的三维图像，预先辨识与第一人“背负式”进入的第二人。 为此目的，各相机对的布置设在过道隔间的门的上方，以使例如站在 第一人后方的第二人可以被该相机对同时检测到。

然而，尽管有这个有利布置，但是第一人后方的阴影区域中仍有 空间点不能被各相机对看到。同样的元素仍可逗留在这个区域，该元 素应该能够被该监测系统以有利方式检测到。

此外，由一个相机对的多个二维图像叠加而成的三维模型的计算， 对为此目的而设的计算机硬件提出很高的要求，而且，对于以这种方 式实现的过道隔间的建立，这提出实质性的费用问题。

针对这个背景，本发明的任务是，实现一种用于监测空间体积的 方法和设备以及教授一种用于标定所用相机对的方法，借此空间体积 的监测得到进一步改进并且在改进效果的同时得到技术上的简化。

发明内容

这个任务借助根据主权利要求的特征的用于监测空间体积的设 备，以及根据补充权利要求17的特征的用于监测空间体积的方法，和 根据补充权利要求10的特征的用于标定相机对的方法来实现。设备和 方法的其他实施方案可以分别从从属权利要求中得出。

根据本发明，至少两对相机被布置在待监测空间体积的上方，每 对所述相机的视线区域至少尽可能上覆盖待监测空间区域。从而实现 就此而论，可以将这两个相机对布置为彼此相对，使得即使在对象被 引入之后或一个人进入之后以及投下了由此产生的视阴影之后，仍可 以最大可能程度地看到待监测空间区域。相应地，例如布置三个或四 个相机对布置用于监测空间区域也是可能的，其中特别地这些相机对 的均匀分布看来是完全合理的。每个相机都提供产生一个单独的相机 图像，其中各相机对的图像可以被这样组合成一个立体图像，使得产 生三维空间图像。借助于各个所述三维图像，可以建立待监测空间区 域的高度轮廓，其中图像上的因所投下的阴影而不能被辨识的点可以 被其他相机对的视线区域中的点补充。基于不同空间图像的这个叠加， 产生待监测区域的尽可能完全的高度轮廓，继而来自模型库的模型可 以借助于与该高度轮廓与来自模型库的模型进行比较。在能将一个模 型插入该已产生的高度轮廓之后，接着尝试将其他模型插入该轮廓的 任意剩余区域。只要高度轮廓一旦尽可能完全填充，辨识过程就完成 了。基于所用的模型，现在可以由此得出结论，有多少个人和/或对象 存在于待监测区域中。

有利的是，相机对布置在待监测空间体积的上方或至少在其上部 区域，以使得存在于待监测空间区域中的任何对象以尽可能远的距离 被相机对检测。此外，从升高的位置向下可以得到更合适的视角，待 监测空间区域可能包含在该视角中。