[发明专利]一种光学照片对物体的空间定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种光学照片对物体的空间定位方法，建立空间直角坐标系，在x轴、y轴和z轴平面上分别设置摄像头，根据物体的灰度值变化确定像素对应物体的质点，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。本发明采用MATLAB图像处理功能，将图片处理成矩阵的形式输出图片中每个像素的灰度值，当物体的颜色于场景有明显差异时，可以轻易地通过灰度值的变化确定那些像素对应的是物体的像，从而得到物体的像在照片中的位置，即可得到物体的实际位置。

【技术领域】

本发明属于光学定位技术领域，具体涉及一种光学照片对物体的空间定位系统及方法。

【背景技术】

当前的监控系统多采用二维平面监控，通过监视器将各摄像装置采集的视频图像信号独立进行显示。这种监控方式存在着很多不足，例如直观性不强、整体性以及交互性不足等等。对于诸如机场、生产基地或其它大型设施等场所，由于建筑内部不同位置的相似性很大，在两个监控地点背景相似的情况下，很难立刻分析出监控的地点；二维平面监控系统各自独立的显示使其缺乏交互性，视频图像只能由监视器直接输出，缺乏编辑功能，不能进行功能扩展；摄像装置数量过多导致无法迅速定位等。以上问题表明，监控系统应该向着智能化、交互性强、立体性、功能可扩展性方向发展。

因此，现有实时监控采用的影视监控，画面并不清晰，不能从中准确的得出所要监控物体的准确位置，影响用户及时处置等弊端。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光学照片对物体的空间定位系统及方法，能够直接计算得出物体的具体位置，方便用户及时处置。

本发明采用以下技术方案：

一种光学照片对物体的空间定位方法，建立空间直角坐标系，在x轴、y轴和z轴平面上分别设置摄像头，根据物体的灰度值变化确定像素对应物体的质点，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。

进一步的，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’，通过两个摄像头分别确定所述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。

进一步的，其特征在于，所述S点的坐标具体为：

其中，θ为竖直平面与水平面的夹角，a为BA的边长，b为BC的边长。

进一步的，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。

进一步的，所述质点在所述交线SS’上，且与水平面垂直。

进一步的，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。

一种光学照片对物体空间定位方法的系统，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。

进一步的，所述监控摄像头至少包括三个。