一種基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，包括：在攝像機畫面場景中，選取多個特征位置點，標定多個特征位置點在場景中的圖像坐標，并標定多個特征位置點的經(jīng)緯度坐標；對目標進行檢測跟蹤并獲取目標在場景中出現(xiàn)的時間信息和圖像坐標；根據(jù)攝像機的拓撲關(guān)系和目標的特征對多個攝像機中的目標進行關(guān)聯(lián)；基于目標的圖像坐標以及最靠近目標的至少三個特征位置點的圖像坐標和經(jīng)緯度坐標，根據(jù)插值算法計算得到目標的經(jīng)緯度坐標；根據(jù)目標的關(guān)聯(lián)結(jié)果和目標的經(jīng)緯度坐標對目標的位置進行定位。本發(fā)明中，不僅能對目標的局部運動進行跟蹤，而且能實時獲得目標的經(jīng)緯度坐標。
【專利說明】一種基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及目標定位【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于場景標定結(jié)合插值的目標定位 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 當前，"智慧城市"是人們關(guān)注的熱點話題之一，它體現(xiàn)"人"的主導地位，通過城市 信息化更好地把握城市系統(tǒng)的運動狀態(tài)和規(guī)律，對城市人地關(guān)系進行調(diào)控，從而實現(xiàn)系統(tǒng) 優(yōu)化。其中，如何讓我們生活的場所更加安全，運用科學、先進的技防手段構(gòu)建一個強大的 安防網(wǎng)絡(luò)來保證整個城市的安全是最為行之有效的。
[0003] 視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為現(xiàn)代化管理以及安全防范中極為有效的手段，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用 于銀行、車站、辦公樓等各種公共場所，是主要的安全技術(shù)防范系統(tǒng)之一。近些年來，隨著公 共安全防范的迫切需求以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控正在從傳統(tǒng)模式向智能化監(jiān) 控的方向轉(zhuǎn)變。
[0004] 但是，目前鮮有視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有在離線地圖上標記目標出現(xiàn)的真實地理位置 (指地理坐標系下的經(jīng)緯度坐標）的功能。由于在城市視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中攝像機數(shù)量越來越 龐大、所覆蓋的地域越來越廣，因此，如果不在地圖上定位出目標的真實地理位置，則只能 對目標的局部運動進行跟蹤，而無法獲得目標在地圖上的整個運動過程。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基本【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于場景標定結(jié)合插值的目標 定位方法，不僅能對目標的局部運動進行跟蹤，而且能實時獲得目標的經(jīng)緯度坐標。
[0006] 本發(fā)明提出的一種基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，應(yīng)用在包括多個攝像 機的目標定位系統(tǒng)中，所述目標定位方法包括：
[0007] 在攝像機畫面場景中，選取多個特征位置點，標定多個特征位置點在場景中的圖 像坐標，并標定多個特征位置點的經(jīng)緯度坐標；
[0008] 對目標進行檢測跟蹤并獲取目標在場景中出現(xiàn)的時間信息和圖像坐標；
[0009] 根據(jù)攝像機的拓撲關(guān)系和目標的特征對多個攝像機中的目標進行關(guān)聯(lián)；
[0010] 基于目標的圖像坐標以及最靠近目標的至少三個特征位置點的圖像坐標和經(jīng)緯 度坐標，根據(jù)插值算法計算得到目標的經(jīng)緯度坐標；
[0011] 根據(jù)目標的關(guān)聯(lián)結(jié)果和目標的經(jīng)緯度坐標對目標的位置進行定位。
[0012] 優(yōu)選地，所述標定多個特征位置點的經(jīng)緯度坐標具體為：通過GPS定位裝置對特 征位置點的經(jīng)緯度坐標進行標定，或者，根據(jù)特征位置點與攝像機之間的位置關(guān)系以及攝 像機的經(jīng)緯度坐標對特征位置點的經(jīng)緯度坐標進行標定。
[0013] 優(yōu)選地，所述對目標進行檢測跟蹤并獲取目標在場景中出現(xiàn)的時間信息和圖像坐 標具體為：采用背景減除法進行目標檢測，采用連通區(qū)域跟蹤算法結(jié)合Mean Sift粒子濾 波算法進行目標跟蹤，以獲取目標在場景中的中心圖像坐標以及目標在場景中出現(xiàn)的時間 信息。
[0014] 優(yōu)選地，所述對目標進行檢測跟蹤之后還包括：根據(jù)目標檢測跟蹤結(jié)果提取目標 的特征。
[0015] 優(yōu)選地，所述目標的特征為目標的Appearance特征；優(yōu)選地，所述目標的特征為 目標的顏色特征、目標的形狀特征、目標的紋理特征、目標的SIFT特征中的一個或多個。
[0016] 優(yōu)選地，所述根據(jù)攝像機的拓撲關(guān)系和目標的特征對多個攝像機中的目標進行關(guān) 聯(lián)具體為：根據(jù)上一個攝像機中目標的特征，結(jié)合攝像機的拓撲關(guān)系并基于貝葉斯目標關(guān) 聯(lián)算法求解下一個攝像機中的關(guān)聯(lián)目標，從而對多個攝像機中的目標進行關(guān)聯(lián)。
[0017] 優(yōu)選地，所述對多個攝像機中的目標進行關(guān)聯(lián)還包括：根據(jù)時間信息獲取目標經(jīng) 過不同攝像機的時間順序。
[0018] 優(yōu)選地，所述根據(jù)插值算法計算得到目標的經(jīng)緯度坐標具體為：
[0019] 定義目標的圖像坐標為（zx，zy)，最靠近目標的三個特征位置點的圖像坐標分別為 (X。，y Q)、（x^ y)、（x2, y2),其經(jīng)緯度坐標分別對應(yīng)為（lxQ, lyQ)、（lxp lyj、（lx2, ly2)，根據(jù)三 點二次插值算法計算目標的經(jīng)緯度坐標（lx，ly)，計算公式如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，應(yīng)用在包括多個攝像機的目標定位系 統(tǒng)中，其特征在于，所述目標定位方法包括： 在攝像機畫面場景中，選取多個特征位置點，標定多個特征位置點在場景中的圖像坐 標，并標定多個特征位置點的經(jīng)緯度坐標； 對目標進行檢測跟蹤并獲取目標在場景中出現(xiàn)的時間信息和圖像坐標； 根據(jù)攝像機的拓撲關(guān)系和目標的特征對多個攝像機中的目標進行關(guān)聯(lián)； 基于目標的圖像坐標以及最靠近目標的至少三個特征位置點的圖像坐標和經(jīng)緯度坐 標，根據(jù)插值算法計算得到目標的經(jīng)緯度坐標； 根據(jù)目標的關(guān)聯(lián)結(jié)果和目標的經(jīng)緯度坐標對目標的位置進行定位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，其特征在于，所述 標定多個特征位置點的經(jīng)緯度坐標具體為：通過GPS定位裝置對特征位置點的經(jīng)緯度坐標 進行標定，或者，根據(jù)特征位置點與攝像機之間的位置關(guān)系以及攝像機的經(jīng)緯度坐標對特 征位置點的經(jīng)緯度坐標進行標定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，其特征在于，所 述對目標進行檢測跟蹤并獲取目標在場景中出現(xiàn)的時間信息和圖像坐標具體為：采用背景 減除法進行目標檢測，采用連通區(qū)域跟蹤算法結(jié)合Mean Sift粒子濾波算法進行目標跟蹤， 以獲取目標在場景中的中心圖像坐標以及目標在場景中出現(xiàn)的時間信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，其特征 在于，所述對目標進行檢測跟蹤之后還包括：根據(jù)目標檢測跟蹤結(jié)果提取目標的特征。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，其特征 在于，所述目標的特征為目標的Appearance特征；優(yōu)選地，所述目標的特征為目標的顏色 特征、目標的SIFT特征、目標的HOG特征、目標的紋理特征中的一個或多個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，其特征 在于，所述根據(jù)攝像機的拓撲關(guān)系和目標的特征對多個攝像機中的目標進行關(guān)聯(lián)具體為： 根據(jù)上一個攝像機中目標的特征，結(jié)合攝像機的拓撲關(guān)系并基于貝葉斯目標關(guān)聯(lián)算法求解 下一個攝像機中的關(guān)聯(lián)目標，從而對多個攝像機中的目標進行關(guān)聯(lián)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，其特征 在于，所述對多個攝像機中的目標進行關(guān)聯(lián)還包括：根據(jù)時間信息獲取目標經(jīng)過不同攝像 機的時間順序。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，其特征 在于，所述根據(jù)插值算法計算得到目標的經(jīng)緯度坐標具體為： 定義目標的圖像坐標為（zx，zy)，最靠近目標的三個特征位置點的圖像坐標分別為 (X。，yQ)、（x^ y)、（x2, y2),其經(jīng)緯度坐標分別對應(yīng)為（lxQ, lyQ)、（lxp lyj、（lx2, ly2)，根據(jù)三 點二次插值算法計算目標的經(jīng)緯度坐標（lx，ly)，計算公式如下： "^0 SQ = det y0 yx y2 , 1 1 1 & A A S^det zy V! y2 , 1 1 1 X0 Zx X2 S2 = det y0 zJ;少2 ， 1 1 1 A Zx = det Jo Jl ^， 1 1 1 ?=〔XJxfy。+〔 *X)x/λ+〔 *X)x/j； 2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的基于場景標定結(jié)合插值的目標定位方法，其特征 在于，所述根據(jù)目標的關(guān)聯(lián)結(jié)果和目標的經(jīng)緯度坐標對目標的位置進行定位具體為：根據(jù) 目標關(guān)聯(lián)結(jié)果、目標的經(jīng)緯度坐標在地圖上標出目標的位置，并根據(jù)時間信息的順序關(guān)系 得到目標的運動軌跡。
【文檔編號】G06T7/20GK104299236SQ201410557287
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】張陳斌, 林名強, 彭耀, 李文, 溫明杰, 陳宗海 申請人:中國科學技術(shù)大學先進技術(shù)研究院, 安徽象形信息科技有限公司