坐标循环逼进式对偶型正交摄像机系统视频定位方法及系统

摘要

本发明公布了一种坐标循环逼进式对偶型正交摄像机系统视频定位方法及系统，本发明使四个以上平面摄像机光轴与正交坐标系坐标轴重合，且至少在某一轴上有一对彼此对视的摄像机。在此基础上，在视觉空间定位中提出了坐标循环逼近的方法，构造迭代算法，且具有优良的收敛性，使得粗糙的初始值很快收敛到准确值，算法简单，从而可实现对目标的快速精确定位。

主权项

一种坐标循环逼进式对偶型正交摄像机系统视频定位方法，其特征在于，X轴上有一对彼此对视的摄像机，Y轴、Z轴上各有一台摄像机，坐标原点位于三个摄像机光轴交点，可得到目标成像平面位置U、目标距相机光心距离L、目标与光轴的垂直距离H以及摄像机对应焦距F间存在如下比值关系：L/F＝H/U    (1)所述方法包括如下步骤：第一步，初始化：给定目标的位置初值(x0，y0，z0)，其中x0，y0，z0分别为目标在X轴、Y轴、Z轴上的空间坐标值；第二步，对应于X轴上的一个摄像机S1，根据x0坐标，求出目标沿此摄像机光轴的距离L1＝|P1-x0|，按(1)式可求出目标与此摄像机光轴相对于Y轴和Z轴的两个垂直距离H值，也即目标在Y轴上的坐标值y1和Z轴上的坐标值z1；对应于X轴上的另一个摄像机S4，根据x0坐标，求出目标沿此摄像机光轴的距离L4＝|P4-x0|，按(1)式可求出目标与此摄像机光轴相对于Y轴和Z轴的两个垂直距离H值，也即目标在Y轴上的坐标值y4和Z轴上的坐标值z4；求出这两个摄像机计算出的坐标平均值，即y14＝(y1+y4)/2，z14＝(z1+z4)/2。第三步，对应于Y轴上的摄像机S2，根据第二步中计算得到的目标坐标值y14，求出目标沿此摄像机光轴的距离L2＝|P2-y14|，按(1)式可求出目标与此摄像机光轴相对于X轴和Z轴的两个垂直距离H值，也即目标在X轴上的坐标值x2和Z轴上的坐标值z2；第四步，对应于Z轴上的摄像机S3，根据步骤3中计算得到的z2坐标，可求出目标沿此摄像机光轴距离的L3＝|P3-z2|，按(1)式可求出目标与此摄像机光轴相对于X轴和Y轴的两个垂直距离H值，也即目标在X轴上的坐标值x3和Y轴上的坐标值y3；第五步，对第二步至第四步骤所获的目标在X轴、Y轴、Z轴上的坐标值求平均值，即x＝(x2+x3)/2，y＝(y14+y3)/2，z＝(z14+z2)/2；第六步，收敛判断：若第五步计算的坐标值平均值x，y，z与迭代开始的初值x0，y0，z0收敛到给定精度ε，则x，y，z作为最终目标位置值，迭代结束；否则将x，y，z作为位置初值，即令x0＝x，y0＝y，z0＝z转第二步。