[发明专利]基于USB摄像头的测量定位方法及测量运动物体的运动轨迹的方法

权利要求书

1.基于USB摄像头的测量定位方法，它的具体过程如下：

步骤一、采用USB摄像头(1)和矩形标定纸板(5)对被测物体(9)所在二维平面进行标定，获得 标定信息，所述标定信息是指标定纸板(5)的图像与所述二维平面实际平面坐标系的对应关 系；所述的标定信息包括坐标校正信息和坐标转换关系；

步骤二、将被测物体(9)放置到标定后的二维平面中；

步骤三、采用USB摄像头(1)采集被测物体(9)的图像信息，获得单帧图像；

步骤四、对单帧图像进行分析，并结合标定信息获得单帧图像中被测物体(9)的实际位置信 息；

其特征在于步骤一中“采用USB摄像头(1)和矩形标定纸板(5)对被测物体(9)的二维运动平面 进行标定，获得标定信息”的具体过程如下：

步骤一一、调节USB摄像头(1)，使USB摄像头(1)的主光轴与标定纸板(5)垂直，采用USB 摄像头(1)采集标定纸板(5)的图像；

步骤一二、采用四点校正算法对步骤一一采集的图像进行校正，获得坐标校正信息(Δx， Δy)，具体过程为；

提取标定纸板(5)所成梯形图像的四个角点坐标，计算标定纸板(5)内任意点P分别在X、Y 方向上的畸变量，任意点P在X方向上的畸变以线性变化近似求解，对于标定纸板(5)所在 的标定区域内的任意点P，假设P点从E点移动到F点，则认为它在X方向上的畸变是线 性增大的，即从中线E点线性增大到畸变边缘F点的最大畸变量x₁；任意点P在X方向的 畸变量表示为：

Δx=EPEFFG]]>

其中，EP表示任意点P与校正后矩形中线的距离，EF表示校正后矩形中线E点与畸变边缘 F点的距离，FG表示畸变边缘F点与校正后矩形的边缘G点的距离；

任意点P在Y方向上的畸变也以线性变化近似求解，对于标定区域内的任意点P，假设P点 从E’点移动到F’点，则认为它在Y方向上的畸变是线性增大的，即从未发生畸变的边缘 E’点线性增大到畸变边缘F’点的最大畸变量y₁，任意点P在Y方向的畸变量表示为：

Δy=E′PE′F′F′G′]]>

其中，E’P表示任意点P与未发生畸变的边缘E’点的距离，E’F’表示未发生畸变的边 缘E’点与畸变边缘F’点的距离，F’G’表示畸变边缘F’点与校正后矩形的边缘G’点 的距离；

步骤一三、矩形标定纸板(5)的长为m、宽为n，测量校正后的标定纸板(5)的图像的长度l和 宽度w，图像平面内每个像素所对应的实际目标场景的宽度Wx＝n/w，长度Ly＝m/l；获得 标定纸板(5)的图像与空间实际平面坐标转换关系。