[发明专利]基于多目视觉的目标定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于多目视觉的目标定位方法及系统，该目标定位方法包括：在待测目标区域覆盖至少四个视觉测量单元，每个视觉测量单元包括至少一个相机和至少一个激光测距仪；确定视觉测量单元之间的相对位置关系；标定视觉测量单元中相机与激光测距仪之间的相对位姿关系；利用相机采集包括目标区域的图像，确定目标在图像中的位置和目标在相机坐标系下的方向；调整激光测距仪，使激光测距仪对准目标，测量目标到激光测距仪的距离；利用至少四个视觉测量单元获取的距离信息，计算目标的位置。本发明的基于多目视觉的目标定位方法及系统能够实现户外大范围场景下的目标定位，硬件要求低、定位精度高，适用场景更广泛。

技术领域

本发明涉及视觉定位技术领域，具体涉及一种基于多目视觉的目标定位方法及系统。

背景技术

现有目标定位方法主要通过对极几何理论和多个相机之间极线约束来求解目标的位置信息。为了完成目标位置估计，既要对单个相机标定内参数，又要标定多个相机之间的外参数，整个求解过程繁琐耗时，通常用于解决室内或者户外小范围场景下的目标定位问题。当用于户外大范围场景下的目标定位时，现有目标定位方法存在如下问题：难以设计合适标定板，标定模式检测精度低；相机之间的基线太长，距离太远，场景中难以找到多个相机之间可视标定图像；若采用全站仪确定标志点，则过程非常复杂，相机运动时需要重新标定。因此，采用传统的方法难以解决户外大范围场景下目标定位问题。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于多目视觉的目标定位方法及系统。

第一方面，本发明公开了一种基于多目视觉的目标定位方法，包括：

在待测目标区域覆盖至少四个视觉测量单元，每个视觉测量单元包括至少一个相机和至少一个激光测距仪；

确定视觉测量单元之间的相对位置关系；

标定视觉测量单元中相机与激光测距仪之间的相对位姿关系；

利用相机采集包括目标区域的图像，确定目标在图像中的位置和目标在相机坐标系下的方向；

调整激光测距仪，使激光测距仪对准目标，测量目标到激光测距仪的距离；

利用至少四个视觉测量单元获取的距离信息，计算目标的位置。

在一些可选的实施方式中，视觉测量单元安装在可调节云台上。

在一些可选的实施方式中，标定视觉测量单元中相机与激光测距仪之间的相对位姿关系，包括步骤S31-S32：

S31，标定相机内参；

S32，确定相机坐标系下的激光测距仪的光轴向量和激光测距仪原点在相机坐标系下的坐标。

在一些可选的实施方式中，当激光测距仪的激光光斑可见时，确定相机坐标系下的激光测距仪的光轴向量和激光测距仪原点在相机坐标系下的坐标，包括步骤S3201-S3210：

S3201，设定激光测距仪光轴的三维向量为^Cn＝[n_x,n_y,n_z]^T，激光测距仪原点在相机坐标系下的坐标为^Ct＝[t_x,t_y,t_z]^T；

S3202，利用激光测距仪测量相机坐标系下任意一点^Cp_i＝[^Cx_i,^Cy_i,^Cz_i]^T，并得到反馈距离l_i；