The invention provides a space positioning method and device. The method includes: obtaining the first image when infrared emitter filmed by the first camera of the stereo camera module, and determining the first pixel coordinates of the infrared emitter in the first image, and obtaining second of the stereoscopic camera module. The infrared emitter filmed by the camera launches the second image of the infrared, and determines the second pixel coordinates of the infrared emitter in the second image; the calibration function of the spatial coordinate system corresponding to the stereoscopic camera model group according to the first pixel coordinates, the second pixel coordinates and the pre determined coordinates of the stereoscopic camera model group. The spatial coordinates of the infrared emitter are obtained. The scheme of the invention does not involve the camera internal reference and the external reference, which is easy to standardize, and solves the space positioning method of the existing technology because of the use of the internal reference and the external reference of the camera, so that the positioning accuracy is difficult to control.
【技術實現步驟摘要】
一種空間定位方法及裝置
本專利技術涉及空間定位
，尤其涉及一種空間定位方法及裝置。
技術介紹
利用圖像傳感器(攝像頭)結合圖形圖像算法進行空間定位是一個有效的空間定位方案。此外，空間定位技術是一個應用很廣輔助控制手段，該技術提供了一個用戶不直接接觸產品而對產品進行有效的反饋的方案，讓產品在空間中產生的作用域更寬廣，也讓產品更人性化更智能。其中，現有技術包括如下兩種空間定位方案：第一種，主動空間定位：利用計算機視覺對空間場景進行分析，即利用計算機視覺的相關算法分析出特征點，進而通過對攝像頭內參和外參的標定，利用攝像頭的內參和外參，配合視覺圖像算法，對特征點進行追蹤定位。第二種，輔助空間定位：通過在場景中安裝外部發射器，利用攝像頭捕捉發射器，即通過捕捉發射器的圖像，利用攝像頭內參和外參，配合算法實現空間定位。然而，現有技術的上述兩種方案都要使用到攝像頭的內參和外參，其中，內參表示相機內部參數，例如焦距、視場角、分辨率、畸變系數等，外參表示相機的相對位置及朝向等信息，例如平移矩陣旋轉矩陣等。而內參和外參通常需要很復雜的數學體系進行運算，不易標定且標定準確度較難控制。此外，由于內參和外參標定標準不統一，標定方式多種，例如標定次數、標定用圖片數量等等，所以空間定位結果受標定方式的影響也較大。而且，對于利用攝像頭進行空間定位從而提供服務的產品來講，出廠前是需要將攝像頭內外參標定好的，但攝像頭內參和外參標定較難標準化且較難量化，因此，現有定位方法并不適應產品的量產要求。綜上所述，現有技術的空間定位方法由于利用了攝像頭的內參和外參，使得定位精確度較難把控。專利技術內...
【技術保護點】
1.一種空間定位方法，其特征在于，包括：獲取立體攝像頭模組的第一攝像頭拍攝的紅外發射器發射紅外線時的第一圖像，并確定所述紅外發射器在所述第一圖像中的第一像素坐標；獲取所述立體攝像頭模組的第二攝像頭拍攝的所述紅外發射器發射紅外線時的第二圖像，并確定所述紅外發射器在所述第二圖像中的第二像素坐標；根據所述第一像素坐標、所述第二像素坐標和預先確定的與所述立體攝像頭模組對應的空間坐標系的標定函數，獲得所述紅外發射器的空間坐標。
【技術特征摘要】
1.一種空間定位方法，其特征在于，包括：獲取立體攝像頭模組的第一攝像頭拍攝的紅外發射器發射紅外線時的第一圖像，并確定所述紅外發射器在所述第一圖像中的第一像素坐標；獲取所述立體攝像頭模組的第二攝像頭拍攝的所述紅外發射器發射紅外線時的第二圖像，并確定所述紅外發射器在所述第二圖像中的第二像素坐標；根據所述第一像素坐標、所述第二像素坐標和預先確定的與所述立體攝像頭模組對應的空間坐標系的標定函數，獲得所述紅外發射器的空間坐標。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述紅外發射器在所述第一圖像中的第一像素坐標的步驟，包括：獲取所述第一圖像中的紅外點的像素坐標；若所述第一圖像中存在多個紅外點，則將多個所述紅外點在所述第一圖像中的像素坐標的平均值作為所述紅外發射器在所述第一圖像中的第一像素坐標；若所述第一圖像中存在定位紅外點，則將所述定位紅外點在所述第一圖像中的像素坐標作為所述紅外發射器在所述第一圖像中的第一像素坐標；和/或所述確定所述紅外發射器在所述第二圖像中的第二像素坐標的步驟，包括：獲取所述第二圖像中的紅外點的像素坐標；若所述第二圖像中存在多個紅外點，則將多個所述紅外點在所述第二圖像中的像素坐標的平均值作為所述紅外發射器在所述第二圖像中的第二像素坐標；若所述第二圖像中存在定位紅外點，則將所述定位紅外點在所述第二圖像中的像素坐標作為所述紅外發射器在所述第二圖像中的第二像素坐標。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述空間坐標系的標定函數包括空間Z坐標的標定函數、空間X坐標的標定函數和空間Y坐標的標定函數；所述根據所述第一像素坐標、所述第二像素坐標和預先確定的與所述立體攝像頭模組對應的空間坐標系的標定函數，獲得所述紅外發射器的空間坐標的步驟，包括：獲得所述第一像素坐標的橫坐標與所述第二像素坐標的橫坐標之差的絕對值，并作為目標視差；將所述目標視差代入到空間Z坐標的標定函數中，獲得所述紅外發射器的空間Z坐標；將所述第一像素坐標的橫坐標以及所述空間Z坐標代入空間X坐標的標定函數中，獲得所述紅外發射器的空間X坐標；將所述第一像素坐標的縱坐標以及所述空間Z坐標代入空間Y坐標的標定函數中，獲得所述紅外發射器的空間Y坐標。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述獲取立體攝像頭模組的第一攝像頭拍攝的紅外發射器發射紅外線時的第一圖像的步驟之前，所述方法還包括：將所述立體攝像頭模組設置在預定拍攝位置，并利用所述第一攝像頭分別拍攝標定物設置在所述標定平臺上的各個預設位置時的第三圖像、利用所述第二攝像頭拍攝標定物設置在所述標定平臺上的各個預設位置時的第四圖像，其中，所述標定物上設置有位于第一直線上的多個第一標注點、位于與所述第一直線垂直且相交的第二直線上的多個第二標注點以及位于所述第一直線和所述第二直線的交點處的目標標注點，所述預設位置位于第三直線上，且當所述標定物設置在所述標定平臺上的任意預設位置時，所述第三直線與所述第一直線和所述第二直線均垂直，且所述拍攝位置使得所述第一攝像頭和所述第二攝像頭之間的中點與所述目標標注點之間的連線與所述第三直線平行；分別獲取所述第一攝像頭拍攝的第三圖像和所述第二攝像頭拍攝的第四圖像；根據與各個所述預設位置對應的所述第三圖像和所述第四圖像中的所述第一標注點、所述第二標注點和所述目標標注點的像素坐標，確定與所述立體攝像頭模組對應的空間坐標系的標定函數。5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述空間坐標系的原點為所述第一攝像頭和所述第二攝像頭之間的中點，所述空間坐標系的Z方向軸為所述原點與所述目標標注點所在的直線，所述空間坐標系的X方向軸為經過所述原點并與所述第一直線平行的直線，所述空間坐標系的Y方向軸為經過所述原點并與所述第二直線平行的直線。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據與各個所述預設位置對應的所述第三圖像和所述第四圖像中的所述第一標注點、所述第二標注點和所述目標標注點的像素坐標，確定與所述立體攝像頭模組對應的空間坐標系的標定函數的步驟，包括：根據與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述第一標注點的像素坐標，確定空間X坐標的標定函數；根據與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述第二標注點的像素坐標，確定空間Y坐標的標定函數；根據與各個所述預設位置對應的所述第三圖像和所述第四圖像中的所述目標標注點的像素坐標，確定空間Z坐標的標定函數。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述第一標注點的像素坐標，確定空間X坐標的標定函數的步驟，包括：獲取與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述第一標注點的像素橫坐標；根據第一預設公式確定與各個所述預設位置對應的空間X方向上空間距離與像素距離之比，其中，KjX表示與第j個預設位置對應的空間X方向上空間距離與像素距離之比，pipi+1表示第i個第一標注點與第i+1個第一標注點的空間距離，表示與第j個預設位置對應的所述第三圖像中的第i個第一標注點的像素橫坐標，表示與第j個預設位置對應的所述第三圖像中的第i+1個第一標注點的像素橫坐標，n表示所述第一標注點的總數量，且n大于1；根據各個所述預設位置的空間Z坐標，以及與各個所述預設位置對應的空間X方向上空間距離與像素距離之比，進行函數擬合，獲得空間X方向的空間距離與像素距離之比與空間Z坐標的第一函數關系式f1(spaceZ)；根據所述第一函數關系式f1(spaceZ)，獲得空間X坐標的標定函數spaceX＝x*f1(spaceZ)，其中，x為所述第一攝像頭拍攝的目標對象的像素橫坐標，spaceX表示空間X坐標，spaceZ表示空間Z坐標。8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一函數關系式為：f1(spaceZ)＝a1*spaceZ2+b1*spaceZ+c1，其中，a1、b1、c1均為常量。9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述第一標注點的像素坐標，確定空間X坐標的標定函數的步驟，包括：獲取與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述第一標注點的像素橫坐標；根據第一預設公式確定與各個所述預設位置對應的空間X方向上空間距離與像素距離之比，其中，KjX表示與第j個預設位置對應的空間X方向上空間距離與像素距離之比，pipi+1表示第i個第一標注點與第i+1個第一標注點的空間距離，表示與第j個預設位置對應的所述第三圖像中的第i個第一標注點的像素橫坐標，表示與第j個預設位置對應的所述第三圖像中的第i+1個第一標注點的像素橫坐標，n表示所述第一標注點的總數量，且n大于1；根據各個所述預設位置的空間Z坐標，以及與各個所述預設位置對應的空間X方向上空間距離與像素距離之比，進行函數擬合，獲得空間X方向的空間距離與像素距離之比與空間Z坐標的第二函數關系式f2(spaceZ)；獲取與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述目標標注點的像素橫坐標；根據第二預設公式獲得與各個所述預設位置對應的所述目標標注點的空間X坐標，其中，Xdj表示與第j個預設位置對應的所述目標標注點的空間X坐標，表示與第j個預設位置對應的所述第三圖像中的所述目標標注點的像素橫坐標；根據各個所述預設位置的空間Z坐標，以及與各個所述預設位置對應的所述目標標注點的空間X坐標，進行函數擬合，獲得空間X坐標偏差與空間Z坐標的第三函數關系式f3(spaceZ)；根據所述第二函數關系式f2(spaceZ)和所述第三函數關系式f3(spaceZ)獲得空間X坐標的標定函數spaceX＝x*f2(spaceZ)-f3(spaceZ)，其中，x為所述第一攝像頭拍攝的目標對象的像素橫坐標，spaceX表示空間X坐標，spaceZ表示空間Z坐標。10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二函數關系式為：f2(spaceZ)＝a2*spaceZ2+b2*spaceZ+c2，所述第三函數關系式為：f3(spaceZ)＝a3*spaceZ2+b3*spaceZ+c3，其中，a2、b2、c2、a3、b3、c3均為常量。11.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述第二標注點的像素坐標，確定空間Y坐標的標定函數的步驟，包括：獲取與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述第二標注點的像素縱坐標；根據第四預設公式確定與各個所述預設位置對應的空間Y方向上空間距離與像素距離之比，其中，KjY表示與第j個預設位置對應的空間Y方向上空間距離與像素距離之比，qiqi+1表示第i個第二標注點與第i+1個第二標注點的空間距離，表示與第j個預設位置對應的所述第三圖像中的第i個第二標注點的像素縱坐標，表示與第j個預設位置對應的所述第三圖像中的第i+1個第二標注點的像素縱坐標，m表示所述第二標注點的總數量，且m大于1；根據各個所述預設位置的空間Z坐標，以及與各個所述預設位置對應的空間Y方向上空間距離與像素距離之比，進行函數擬合，獲得空間Y方向的空間距離與像素距離之比與空間Z坐標的第四函數關系式f4(spaceZ)；根據所述第四函數關系式f4(spaceZ)，獲得空間Y坐標的標定函數spaceY＝y*f4(spaceZ)，其中，y為所述第一攝像頭拍攝的目標對象的像素縱坐標，spaceY表示空間Y坐標，spaceZ表示空間Z坐標。12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述第四函數關系式為：f4(spaceZ)＝a4*spaceZ2+b4*spaceZ+c4，其中，a4、b4、c4均為常量。13.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述第二標注點的像素坐標，確定空間Y坐標的標定函數的步驟，包括：獲取與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述第二標注點的像素縱坐標；根據第四預設公式確定與各個所述預設位置對應的空間Y方向上空間距離與像素距離之比，其中，KjY表示與第j個預設位置對應的空間Y方向上空間距離與像素距離之比，qiqi+1表示第i個第二標注點與第i+1個第二標注點的空間距離，表示與第j個預設位置對應的所述第三圖像中的第i個第二標注點的像素縱坐標，表示與第j個預設位置對應的所述第三圖像中的第i+1個第二標注點的像素縱坐標，m表示所述第二標注點的總數量，且m大于1；根據各個所述預設位置的空間Z坐標，以及與各個所述預設位置對應的空間Y方向上空間距離與像素距離之比，進行函數擬合，獲得空間Y方向的空間距離與像素距離之比與空間Z坐標的第五函數關系式f5(spaceZ)；獲取與各個所述預設位置對應的所述第三圖像中的所述目標標注點的像素縱坐標；根據第五預設公式獲得與各個所述預設位置對應的所述目標標注點的空間Y坐標，其中，Ydj表示與第j個預設位置對應的所述目標標注點的空間Y坐標，表示與第j個預設位置對應的所述第三圖像中的所述目標標注點的像素縱坐標；根據各個所述預設位置的空間Z坐標，以及與各個所述預設位置對應的所述目標標注點的空間Y坐標，進行函數擬合，獲得空間Y坐標偏差與空間Z坐標的第六函數關系式f6(spaceZ)；根據所述第五函數關系式f5(spaceZ)和所述第六函數關系式f6(spaceZ)，獲得空間Y坐標的標定函數，spaceY＝y*f5(spaceZ)-f6(spaceZ)，其中，y為所述第一攝像頭拍攝的目標對象的像素縱坐標，spaceY表示空間Y坐標，spaceZ表示空間Z坐標。14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第五函數關系式為：f5(spaceZ)＝a5*spaceZ2+b5*spaceZ+c5，所述第六函數關系式為：f6(spaceZ)＝a6*spaceZ2+b6*spaceZ+c6，其中，a5、b5、c5、a6、b6、c6均為常量。15.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據與各個所述預設位置對應的所述第三圖像和所述第四圖像中的所述目標標注點的像素坐標，確定空間Z坐標的標定函數的步驟，包括：獲取所述標定物位于各個所述預設位置上時，所述目標標注點在所述第三圖像中的像素橫坐標與在所述第四圖像中的像素橫坐標之差的絕對值，并作為所述目標標注點的視差；根據各個所述預設位置的空間Z坐標，以及與各個所述預設位置對應的所述目標標注點的視差，進行函數擬合，獲得空間Z坐標與視差的第七函數關系式，并確定為空間Z坐標的標定函數spaceZ＝f(sx)，其中，sx表示視差，spaceZ表示空間Z坐標。16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述空間Z坐標的標定函數為：f(sx)＝a7*sx2+b7*sx+c7，其中，a7、b7、c7均為常量。17.一種空間定位裝置，其特征在于，包括：第一像素坐標確定模塊，用于獲取立體攝...
【專利技術屬性】
技術研發人員：韓周迎，李統福，喬夢陽，
申請(專利權)人：深圳超多維光電子有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44
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