标上,每个待定位的目标上设置一个标记装置,该标记装置包 括发光标记;不同待定位的目标上的标记装置的发光标记的个数和分布不同。该发光标记, 可以为红外发光二极管或可见光发光二极管,也可以为其他发光标记,在此不作限制。通过 不同的个数和分布的发光标记区分目标,较仅通过几何标记区分目标,标记的制作和设计 要求均较低。
[0035] 步骤103,至少一个标记装置分别接收同步装置发送的同步信号,并根据曝光周期 Τ分时点亮内置的发光标记,该点亮维持时间t后熄灭。
[0036] 在本实施例中,步骤103中根据曝光周期T分时点亮内置的发光标记,可以使一次 曝光中只点亮一个标记装置的发光标记,从而实现多目标检测;该过程可以包括:至少一 个标记装置分别获取自身的预设编号;每个标记装置根据自身的预设编号获取点亮时间; 至少一个标记装置根据对应的点亮时间分时点亮内置的发光标记。其中,点亮时间与预设 编号的关系可以为:mT,m为编号,te〈t〈T,点亮时间的初始值为0,从接收到同步信号起计 时;te为所述图像采集装置一次曝光所需的时间。
[0037] 在本实施例中,至少一个标记装置可以通过内置的接收器接收同步装置发送的同 步信号;以同步信号为红外同步信号为例,至少一个标记装置包括对应频率的红外接收器。
[0038] 步骤104,图像采集装置根据曝光周期进行曝光,得到每次曝光后的图像,并向预 先连接的图像处理装置发送该图像。
[0039] 步骤105,图像处理装置接收图像采集装置发送的图像,对图像进行处理,从图像 中提取发光标记对应的特征。
[0040] 在本实施例中,步骤105从图像上提取发光标记对应的特征,包括:将该图像与前 一帧或后一帧图像进行差分处理,得到差分图像;图像处理装置获取差分图像中,像素值大 于预设阈值的连通域;图像处理装置获取差分图像的连通域的中心;图像处理装置根据差 分图像的连通域的中心确定对应的特征。其中,将图像域前一帧或后一帧图像进行差分处 理,可以为将图像与前一帧图像进行前向差分处理,或将图像与后一帧图像进行后向差分 处理;以前向差分处理为例,包括:当前帧图像减去前一帧图像,将像素大于〇的数据保留, 小于0的数据过滤,从而消除背景变化不大的区域,突出发光标记的成像区域;进行后向差 分处理时,需要将当前帧图像减去后一帧图像,无论是前向差分处理还是后向差分处理,提 取的特征均为当前帧图像中发光标记对应的特征。使用差分处理,能够去除背景,提高特征 提取的稳定性。
[0041] 步骤106,图像处理装置根据图像中发光标记对应的特征,区分待定位的目标。
[0042] 在本实施例中,步骤106可以通过将图像中发光标记对应的特征与待定位目标上 的标记装置的特征进行匹配,区分待定位的目标。
[0043] 本发明具有如下有益效果:图像采集装置通过同步装置向至少一个标记装置发送 同步信号,使至少一个标记装置分时点亮内置的发光标记;由于至少一个标记装置根据曝 光时间T分时点亮,使图像采集装置的一次曝光中只有一个发光标记出现在图像采集装置 的视野里,从而能够通过发光标记实现运动目标的区分,提高了运动目标的检测精度。本发 明实施例提供的技术方案解决了现有技术中,当几个运动目标上的几何标记相互靠近甚至 重叠时,难以区分相应的运动目标,运动目标的检测精度较低的问题。此外,该方案通过发 光标记对待定位的目标进行区分,使图像处理装置仅需处理发光标记对应的图像即可,算 法的复杂度较低,能够提高系统的实时性和鲁棒性。
[0044] 实施例2
[0045] 如图2所示,本发明实施例提供的运动目标的检测方法,该方法与图1所示的相 似,区别在于,还包括:
[0046] 步骤107,图像处理装置根据图像中发光标记对应的特征,获取该发光标记在三维 物体坐标系下的坐标和在图像坐标系下的坐标。
[0047] 在本实施例中,三维物体坐标系和图像坐标系均为预先设置的。
[0048] 步骤108,图像处理装置根据每帧图像中发光标记在物体坐标下的坐标和在图像 坐标系下的坐标,获取三维物体坐标系在三维相机坐标系下的旋转和平移。
[0049] 步骤109,图像处理装置根据该旋转和平移获取图像中的发光标记对应的目标的 位姿。
[0050] 在本实施例中,三维物体坐标系的三维点Po经R和Η变换至三维相机坐标系,即L =R*Po+H;三维相机坐标系的三维坐标经内参数Μ变换至图像坐标系,即Pc=M*L;其中, Μ为图像采集装置的内参数,R为三维物体坐标系在图像坐标系下的旋转,Η为三维物体坐 标系在相机坐标系下的平移。
[0051] 在本实施例中,以4个发光标记在三维物体坐标系下的坐标为(ΧΑ,ΥΑ,ΖΑ)、 (ΧΒ,ΥΒ,ΖΒ)、(XDYr,Zr)和(XD,YD,ZD),在图像坐标系下的坐标为(UA,VA)、(UB,VB)、(UDVc) 和(UD,Vt
,从三维物体坐标系坐标到图像坐标系坐标的关系为P。
=Μ(IM^+H),由于 ,'而Η= [xHyHzH]T,其中, - c(x|y|z) =cos(Θ(x|y|z)),s(x|y|z) =sin(Θ(x|y|z));即,为了获取R和H,可以通过最优化 方法寻找一组(θχ,Θy,Θz,xH,yH,ζΗ)傾
;通过上述过程确 定(θχ,Θy,Θz,xH,yH,zH)后,g卩可代入上式获取R和Η后,根据R和Η表示目标的位姿。
[0052] 进一步的,如图3所示,本实施例提供的运动目标的检测方法,还包括:
[0053] 步骤110,图像处理装置根据曝光得到的所有图像中发光标记对应的特征,将特征 相同的图像进行分组,得到至少一组图像。
[0054] 步骤111,图像处理装置从所有图像中的发光标记对应的目标的位姿中,分别获取 每组图像的至少一帧图像中发光标记对应的目标的位姿。
[0055] 步骤112,图像处理装置根据每组图像中发光标记对应的目标的位姿,获取该目标 的运动轨迹。
[0056] 在本实施例中,通过步骤108至步骤112根据特征相同的图像中发光标记对应的 目标的位姿,以及图像的拍摄顺序,做连线即可获取该目标的运动轨迹。
[0057] 本发明具有如下有益效果:图像采集装置通过同步装置向至少一个标记装置发送 同步信号,使至少一个标记装置分时点亮内置的发光标记;由于至少一个标记装置根据曝 光时间Τ分时点亮,使图像采集装置的一次曝光中只有一个发光标记出现在图像采集装置 的视野里,从而能够通过发光标记实现运动目标的区分,提高了运动目标的检测精度。本发 明实施例提供的技术方案解决了现有技术中,当几个运动目标上的几何标记相互靠近甚至 重叠时,难以区分相应的运动目标,运动目标的检测精度较低的问题。此外,该方案通过发 光标记对待定位的目标进行区分,使图像处理装置仅需处理发光标记对应的图像即可,算 法的复杂度较低,能够提高系统的实时性和鲁棒性。
[0058] 实施例3
[0059]如图4所示,本发明实施例提供的运动目标的检测系统,包括:图像采集装置401、 同步装置402、至少一个标记装置403、以及图像处理装置404。其中,图像采集装置分别与 同步装置和图像处理装置相连,同步装置分别与至少一个标记装置相连;图像采集装置,用 于根据预设曝光周期T进行曝光之前,向同步装置发送帧信号;并根据曝光周期T进行曝 光,得到每次曝光后的图像,并向图像处理装置发送该图像,τ>0 ;同步装置,用于接收图像 采集装置发送的帧信号,对帧信号进行计数,并在帧信号的个数为xn时,向至少一个标记 装置发送同步信号;η为待定位的目标的个数,X为正整数;至少一个标记装置分别设置在 待定位的目标上;至少一个标记装置,用于分别接收同步装置发送的同步信号,并根据曝光 周期Τ分时点亮内置的发光标记,点亮维持时间t后熄灭,0〈t〈T;图像处理装置,用于接收 图像采集装置发送的图像,分别对图像进行处理,从图像中提取发光标记对应的特征;根据 图像中发光标记对应的特征,区分待定位的目标。
[0060]在本实施例中,通过图像采集装置401、同步装置402、至少一个标记装置403、以 及图像处理装置404实现运动目标的检测的过程,与本发明实施例1提供的过程相似,在此 不再一一赘述。
[0061]进一步的,本实施例提供的运动目标的检测系统中,图像处理装置,还用于根据图 像中发光标记对应的特征,获取图像中发光标记在三维物体坐标系下的坐标和在图像坐标 系下的坐标;根据图像中发光标记在三维物体坐标系下的坐标和在图像坐标系下的坐标, 获取三维物体坐标系在三维相机坐标系下的旋转和平移;根据旋转和平移获取每帧图像中 的发光标记对应