[发明专利]一种视角无关的体感摄像机网标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种摄像机标定方法，尤其是涉及一种视角无关的体感摄像机网标定方法。

背景技术

相机的标定可分为两类：一类是单相机的标定；另一类是多相机的全局标定。单相机的标定指的是求解每台相机内外参数以及相机之间的关系参数。常用的方法是Zhengyou Zhang提出的棋盘标定法和Tsai提出的RAC两部标定法。其中，Zhang提出的棋盘标定法，借助由人为标记棋盘黑白棋格的顶点作为标记点，标定精度高，已成为一种主流的方法。多相机的全局标定是指将所有相机的数据统一到总体的基准坐标系中，即求出相机间的相对坐标，也就是相机坐标系之间的平移向量T和旋转矩阵R。主要思想是找出相机间共同侦测到的3D标记点来计算出相机间的空间关系。目前采用kinect侦测到的点云为标记点，借助ICP方法来计算的。上述方法的主要缺点是计算量大，需要额外的辅助参考物。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单、实时性强的视角无关的体感摄像机网标定方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种视角无关的体感摄像机网标定方法，该方法包括以下步骤：

1)在安装的多台摄像机选定一台摄像机所在的坐标系为基准坐标系，其余为非基准坐标系；

2)多台摄像机同时获取同一个人的骨架位置信息并显示；

3)建立人体骨架坐标系，多台摄像机分别根据侦测得的骨架位置信息计算各摄像机相对人体骨架坐标系的旋转矩阵和平移向量；

4)根据步骤3)获得的旋转矩阵和平移向量，计算各非基准坐标系相对基准坐标系的旋转矩阵和平移向量；

5)根据步骤4)获得的旋转矩阵和平移向量，将非基准坐标系所在摄像机侦测的骨架位置信息映射到基准坐标系中，并显示，完成标定。

所述的步骤3)中，以人体左肩、右肩和质心的位置信息为基础构建人体骨架坐标系，具体为：

以左肩到右肩的方向为X轴方向，以质心到左右肩的中心点为Y轴方向，通过右手定则来确定Z轴方向。

所述的步骤3)中，计算各摄像机相对人体骨架坐标系的旋转矩阵和平移向量具体为：

获得骨架中左肩、右肩、质心在摄像机S所在坐标系中的向量及其在人体骨架坐标系中的向量，根据以下公式计算摄像机S相对人体骨架坐标系的旋转矩阵和平移向量

^sP为点P在摄像机S所在坐标系中对应的表示向量，^人P为同一点P在人体骨架坐标系中对应的表示向量，表示人体骨架坐标系相对摄像机S所在坐标系的旋转矩阵，表示人体骨架坐标系相对摄像机S所在坐标系的平移向量。

所述的步骤4)中，计算各非基准坐标系相对基准坐标系的旋转矩阵和平移向量具体为：

点P在人体骨架坐标系中对应的表示向量^人P为表示为：

^基P为点P在基准摄像机所在坐标系中对应的表示向量，表示基准摄像机相对人体骨架坐标系的旋转矩阵，表示表示基准摄像机相对于人体骨架坐标系的平移向量，^非P为点P在非基准摄像机所在坐标系中对应的表示向量，表示非基准摄像机相对人体骨架坐标系的旋转矩阵，表示表示非基准摄像机相对于人体骨架坐标系的平移向量，则

则非基准坐标系相对基准坐标系的旋转矩阵非基准坐标系相对基准坐标系的平移向量

与现有技术相比，本发明采用人体的稳定关节点为参考点构建针对人体骨架的视角无关的坐标系，操作简单、实时性强、不需特意准备其他的辅助标记物，且与各摄像机的视角无关。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为深度摄像机侦测出的人体骨架图；

图3为以稳健关节点为基础构建的人体骨架坐标系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种视角无关的体感摄像机网标定方法，以快速稳健的标定体感摄像机网为目标，提出以人体稳健的骨架关节点为参考点，构建视角无关的人体骨架坐标系，并采用基于坐标系转换的方法来实现。该方法包括以下步骤：