[发明专利]物体定位方法和装置、最优摄像机对确定方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体地涉及图像处理，更具体地涉及通过多摄像机调度来进行物体定位的方法和装置、以及最优摄像机对确定方法和装置。

背景技术

目前已知一些通过对摄像机拍摄的图像或者视频流进行图像处理，来对物体进行定位或跟踪的方法。根据所使用的摄像机的数目，可以分为单摄像机定位跟踪和多摄像机定位跟踪。

在单摄像机定位跟踪方法中，使用单个摄像机通过图像处理进行跟踪，比如光流或者粒子滤波。这类跟踪方法基于二维信息，所以常常因为物体的快速移动和光线变化而失败。

在多摄像机定位跟踪方法中，一种已知基础方法是机器视觉中的定位方法，其中通过两个相机，可以通过若干步骤得到目标的距离或深度信息。但是，两个相机的摆放有许多限制，比如要平行放置等等。

在专利文献US6359647B1中，提出了一种使用多摄像机系统进行的物体跟踪的方法。具体的，当物体出现在所选中的摄像机的视角边界时，系统自动选择另一部摄像机；另外，系统根据预测的物体下一时刻位置选择和调整另一部摄像机。该方法本质上仍然是在各个时刻通过处理单个摄像机的图像来实现物体定位跟踪，因此精度不高。

在专利文献US20100231723A1中，提出了一种通过跟踪装置推断多摄像机网络拓扑结构的方法。具体的，该方法从所有摄像机所获得的各图像中提取运动对象，根据所提取的运动对象推断各个摄像机的特性，从而综合推断出多个摄像机间的拓扑结构以及摄像机间的距离；进而，利用所有摄像机跟踪运动对象。该方法中所有摄像机同时工作，分析所有摄像机拍摄的图像，因而对资源占用和消耗较大。

在专利文献US7623676B2中，提出一种使用多立体相机网络进行对象跟踪的装置。具体的，多个双目相机平行布置，且在各自的固定区域内跟踪物体，毗邻的双目相机之间视角稍微重叠，以及通过将各个区域跟踪的结果综合为全局跟踪。该方法中，双目相机布置固定，即平行布置，每个双目相机负责区域固定，另外处理的是由双目相机获得的深度图，这些方面限制了该方法的应用。

因此，需要对多摄像机的放置要求不高，且可以快速且准确地对物体进行定位和跟踪的方法和装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种即使在随意放置多个摄像机的情况下，也可以准确对物体进行定位和跟踪的方法和装置。

本发明的另一个目的是提供一种物体定位和跟踪的方法和装置，在使用随意布置的多个摄像机的情况下，也可以快速和准确地对物体进行定位和跟踪。

本发明的再一个目的是提供一种确定在预定空间中布置的多个摄像机之中的最优摄像机对的最优摄像机对确定方法和装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种物体定位方法，用于利用针对预定空间布置的多个摄像机，来对该预定空间中的物体进行定位，可以包括：对物体进行粗略定位；根据粗略定位获得的位置，从最优摄像机对查找表中检索第一最优摄像机对，来作为选取的摄像机对，其中在最优摄像机对查找表中相关联地存储预定空间中的位置信息和对应的该多个摄像机中的最优摄像机对，表示对于该位置信息对应的位置，该最优摄像机对的定位精度比该多个摄像机中的任何其它摄像机对都高；以及利用选取的摄像机对，对物体进行精细定位。

根据本发明的另一方面，提供了一种最优摄像机对确定方法，用于针对预定空间中的位置的定位，确定在预定空间中布置的多个摄像机之中的最优摄像机对，可以包括：获得该多个摄像机的位置和朝向；获得两个摄像机的定位误差分布曲线，两个摄像机的定位误差分布曲线表示定位误差与两个摄像机间的距离以及物体距两个摄像机的距离之间的关系；计算在预定空间中该位置处、以多个摄像机中的任意摄像机对来进行定位的误差；以及确定定位误差最小的摄像机对。

根据本发明的再一方面，提供了一种物体定位方法，用于利用针对预定空间布置的多个摄像机，来对该预定空间中的物体进行定位，可以包括：对物体进行粗略定位；基于预定空间的大小、该多个摄像机的位置和朝向、以及两个摄像机的定位误差分布曲线，计算在粗略定位获得的位置处，以多个摄像机中的覆盖该位置的摄像机中的任意摄像机对的组合来对物体进行定位的误差；确定定位误差最小的摄像机对；以及利用该摄像机对来对物体进行精细定位。