专利名称：用于物体跟踪和识别的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及物体跟踪和识别系统。具体而言，本发明涉及采用RFID和视频设备进行物体识别和跟踪的方法和装置。
背景技术：
云计算的概念能够使用户在并未看到计算机或其他电子设备的情况下对其进行使用。用户无需发出明确的指令，而是通过自然的活动就可以操控应用程序的执行。建立云计算平台的第一项任务就是进行物体跟踪和识别以获取用户的活动状态。例如，在数字家庭环境下，上述的活动状态可以是与用户的位置、运动、姿势、声音或者面部表情相关的任何信息。通过对用户的活动状态进行探测和分析，系统可以进行相应的操作，无需用户在家庭设备上进行任何明确的操作。下面对一个简单的应用场景进行介绍。I)无论用户进出具有一台电视的起居室，该电视机都处于关闭状态。2) —旦用户表现出观看电视的意愿，例如坐在沙发上或者在电视机前站立不动，则电视机发出闪烁(好像在眨眼)。3)当用户朝着电视机挥手数次时，电视机开机。4)用户可以继续通过手势和声音指令操纵电视机。5)当用户走出起居室时，电视节目暂停；当用户回来时，电视节目继续播放。现有技术中，已经采用无线射频识别技术(RFID)的位置识别系统来进行用户位置探测。但是，在探测过程中还存在困难，因为在多路室内环境下接收到的信号强度有时不稳定。另外，现有技术中也将摄像机用于跟踪物体。根据一台或多台摄像机的视场中的物体的外观确定该物体的图像信息(例如位置，包括物体的“现实”坐标、物体的“物理”位置和物体的“三维”坐标)以及运动和姿势等。下面说明一个简单的混合式位置探测和物体识别方法。每个家庭用户佩戴有有源RFID标签，该标签能向家庭内的接收器发射无线电信号。一个简单的设置是在需要控制的家用电器(例如电视机)顶部放置一个RFID接收器。所述标签可以附着在用户的鞋子或者衣服上。另外，在电视机的顶部或房间内的具体设置上设置多个视频设备，例如摄像机和视频跟踪设备。
发明内容
本发明涉及一种物体跟踪和识别系统，包括:视频设备，用于在所述物体跟踪和识别系统的探测范围内获取物体的图像信息；和RFID设备，用于探测所述物体的RF标签的信号强度，其中在探测到的信号强度达到预定信号强度阈值时使所述视频设备开机以获取所述物体的图像信息。本发明还涉及一种用于物体跟踪和识别系统的方法，包括:通过视频设备在所述物体跟踪和识别系统的探测范围内获取物体的图像信息；和通过RFID设备探测所述物体的RF标签的信号强度，其中在探测到的信号强度达到预定信号强度阈值时开机所述视频设备以获取所述物体的图像信息。
下面结合附图对本发明的示例性实施方式进行说明，其中:图1是根据本发明实施方式的混合式物体探测和识别系统的示意图；图2是根据本发明实施方式的RF信号强度分布的示意图；图3是根据本发明实施方式的线性矩阵模型的表格；图4是根据本发明实施方式的利用线性矩阵模型的方法的示意图；图5是根据本发明实施方式的视频设备的探测范围的示意图；和图6是根据本发明实施方式的用于物体探测和识别的方法的流程图。
具体实施例方式图1是根据本发明实施方式的混合式物体探测和识别系统100的示意图。系统100包括视频设备110，视频设备110可以是设置在电子设备(例如显示设备)上的一台或多台摄像机，用于获取出现在视场内的物体或用户的图像信息。视频设备110连接至或包括图像信息发生器120，图像信息发生器120将视场内的物体的位置映射至显示设备前的坐标，或者获取图像信息，例如运动、姿势、声音或表情。所述坐标可以是真坐标，例如经度、维度和高度。或者所述坐标可以是相对于特定区域或者人为设定的参考域的坐标。所述坐标用于识别物体在系统100的探测范围内的实际位置并显示物体与显示设备之间的距离。一般而言，可以基于坐标和一个图像模型150获取所述坐标和其他图像信息，图像模型150可以包括平面模型(floor plan model)和具有维度线和经度线的全局模型(global model)以及图像数据库。利用视频设备110和图像信息发生器120获取物体的坐标或其他图像信息的技术对于本领域普通技术人员而言是已知的，在此不再详述。系统100还包括RFID设备130，其包括设置在显示设备上的一个或多个RFID接收器，用于探测附着在物体或用户上并发射RF能量的RFID标签(未示出)的信号强度。RFID设备130连接至或包括坐标发生器140以基于坐标和图像模型150获得物体的位置，并探测用户与显示设备之间的距离。利用RFID设备130和坐标发生器140以获取坐标和物体的距离的技术对于本领域普通技术人员而言是已知的，在此不再详述。已知的是，相对RFID设备而目，视频设备能够获得物体更精确的图像彳目息。但是，考虑到用户的隐私以及能耗，最好能在必要时才让视频设备开机，特别是当无线摄像机用作所述视频设备时。因此，根据本发明的实施方式，采用中央处理器160控制视频设备110和RFID设备130，从而当RF信号强度大于预定阈值时(表示物体或用户靠近显示设备，例如电视机)，才开机所述视频设备。当物体或用户远离电视机时，RF信号强度较低，此时关闭视频设备。所述预定阈值是物体位于特定位置或与显示设备具有特定距离(例如6米)时的信号强度。所述阈值可以表示其产生时的环境。如果环境变化，所述阈值可能是无效的，在这种情况下，上述的特定位置或距离可能是错误的。根据本发明的实施方式，创建一个关系模型来描述系统100的探测范围内的两点之间的信号强度关系，从而利用该两点估计和动态更新所述信号强度的阈值。图2是根据本发明实施方式的RF信号强度分布的示意图。图中示出了相应的RSS等高线。图2右侧的条码代表无线信号强度RSS (dB)，x轴和y轴限定了物体识别系统100的探测范围的坐标，这里是基于系统中采用的摄像机而设定。所述摄像机具有某个视场(FoV)和景深(DoV)Jf场和景深分别是摄像机传感器可以获取精确图像/视频的角度和距离。在此图中，探测范围可以分为数个网格(例如R1-R9以及DR1-DR3)，其中DRl — DR3是阈值网格，其中相应的信号强度是用于使所述显示设备开机的预定阈值。每个网格的位置可以由其中心点代表，这表示每个网格的无线信号强度可以由其中心点的无线信号代表。网格(Rl - R9以及DRl — DR3)中的两个网格之间的信号强度关系可以由下面的线性模型来建模:
权利要求
1.一种物体跟踪和识别系统(100)，包括: 视频设备(110)，用于在所述物体跟踪和识别系统(100)的探测范围内获取物体的图像息；和 RFID设备(130)，用于探测所述物体的RF标签的信号强度， 其中所述视频设备(110)用于在探测到的信号强度达到预定信号强度阈值时开机以获取所述物体的图像信息。
2.根据权利要求1所述物体跟踪和识别系统(100)，还包括中央处理器(160)，用于采用所述探测范围内的信号强度的关系模型更新所述预定阈值。
3.根据权利要求1或2所述物体跟踪和识别系统(100)，其中所述关系模型是所述探测范围的区域之间的信号强度的线性矩阵模型。
4.根据上述权利要求中任一所述物体跟踪和识别系统(100)，其中所述预定阈值对应于所述物体与RFID (130)之间的距离。
5.根据上述权利要求中任一所述物体跟踪和识别系统(100)，其中通过基于所述关系模型的单点或多点估计方法更新所述预定阈值。
6.根据上述权利要求中任一所述物体跟踪和识别系统(100)，还包括图像坐标或图像模型(150)，用于为所述视频设备(110)和RFID设备(130)提供坐标模型。
7.根据上述权利要求中任一所述物体跟踪和识别系统(100)，其中所述物体跟踪和识别系统(100)用于设置在电子设备上以根据由所述视频设备(110)和所述RFID设备(130)探测的图像信息使所述电子设备开机/关闭。
8.一种用于物体跟踪和识别系统(100)的方法，包括: 通过视频设备(110)在所述物体跟踪和识别系统的探测范围内获取物体的图像信息；和 通过RFID设备(130)探测所述物体的RF标签的信号强度， 其中在探测到的信号强度达到预定信号强度阈值时使所述视频设备(110)开机以获取所述物体的图像信息。
9.一种用于上述权利要求2 - 7所述物体跟踪和识别系统的方法。
全文摘要
本发明涉及一种物体跟踪和识别系统，包括视频设备，用于在所述物体跟踪和识别系统的探测范围内获取物体的图像信息；和RFID设备，用于探测所述物体的RF标签的信号强度，其中在探测到的信号强度达到预定信号强度阈值时使所述视频设备开机以获取所述物体的图像信息。
文档编号G05B13/00GK103109244SQ201080067904
公开日2013年5月15日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者周伟, 李钧, 马小骏 申请人:汤姆森特许公司