[发明专利]一种光学照片对物体的空间定位系统及方法

权利要求书

1.一种光学照片对物体的空间定位方法，其特征在于，建立空间直角坐标系，所述空间直角坐标系以B为原点，BC为x轴，BA为y轴，B’B为z轴，建立长方体结构的监控空间ABCD-A’B’C’D’，在x轴、y轴和z轴平面上分别设置摄像头，通过两个摄像头分别确定质点在照片上的横坐标对应的两条竖线MQ和M’Q’，两条所述竖线在空间中分别对应竖直平面PQMN和P’Q’M’N’，根据两个所述竖直平面的交线SS’得到S点的坐标，分别选取三个摄像头对应照片中质点在所述空间直角坐标系中的竖直平面，通过三个竖直平面两两相交的直线将质点的坐标从空间直角坐标系转换到平面坐标系中，得到所述质点在x、y、z轴的坐标，对物体进行空间定位得到实际位置；

所述质点在所述交线SS’上，且与水平面垂直，所述质点为所述摄像头的光轴与所述监控空间的交点，所述光轴垂直于所述监控空间的一个边界面；

在投影平面ABCD中，P1、P2点为摄像头，P1点与M重合，P2点与M’重合，给定AB边长为a、BC边长为b，M和M’分别在BC和AB的中点，所述S点的坐标具体为：

其中，a为BA的边长，b为BC的边长；

利用摄像头P2和摄像头P3的关系，重复上述过程得到z轴的坐标，利用x和z的关系在ABB'A'面和ABCD面安装摄像头获取x和z的关系，z的表达式为：

其中，c为AA’的长度，n，m和m'是另外一组照片的数据，m为照片中质点的位置与照片左边界的距离，n为照片宽度，m'为摄像头p3所拍照片中质点距照片左边界的距离，不同于在计算x，y坐标时的值，为摄像机横向视角的顶角。

2.根据权利要求1所述的一种光学照片对物体的空间定位方法，其特征在于，将所述照片放入每个所述摄像头的横向视场中，得到所述竖直平面与视场中心竖直平面的夹角θ为：

其中，m为照片中质点的位置与照片左边界的距离，n为照片宽度，为摄像机横向视角的顶角。

3.一种利用权利要求1或2所述光学照片对物体空间定位方法的系统，其特征在于，包括多个监控摄像头和采用MATLAB图像处理的计算单元，所述监控摄像头分别设置在监控空间上与所述计算单元连接，所述计算单元根据物体在每个所述监控摄像头的监控图像中的位置通过函数计算得到物体的空间位置。

4.根据权利要求3所述的一种光学照片对物体的空间定位系统，其特征在于，所述监控摄像头至少包括三个。