[发明专利]一种手机摄像头拍照跟踪装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术应用领域，特别涉及一种手机摄像头拍照跟踪装置和方法。

背景技术

目标定位技术分为二维和三维定位技术。智能监控中，随着监控场景复杂度的增加，基于二维图像的目标跟踪已不能满足可靠跟踪的需求。而目标匹配跟踪中最为可靠的特征就是它的三维空间坐标。计算机视觉中对如何从图像点得到与其相对应的空间点在实际坐标系中的坐标，称为三维重构问题，它是三维计算机视觉中的核心问题。

目前利用图像对目标进行空间定位的方法主要有：至少两台以上的摄像设备对目标在不同的方位进行拍摄成像，实现空间定位；将目标物体转化为长方体模型，通过相对深度算法计算出目标物体特征点的三维坐标；对目标平面上已知的参考特征点与其在二维图像上的投影进行匹配训练，得到目标的空间位置。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

需要至少两台以上摄像设备，携带不便，需要对目标在不同的方位进行拍摄成像，定位过程复杂；将目标物体转化为模型并进行计算，处理过程复杂且不能保证准确率；需要已知的参考特征点，不适用于复杂和未知的环境，适用范围小。

发明内容

本发明针对目标跟踪使用的设备携带不便，计算过程复杂且准确率不高、适用范围小的问题，提供了一种手机摄像头拍照跟踪装置和方法。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

本发明提供了一种手机摄像头拍照跟踪装置，所述装置包括：

摄像头模组，嵌于手机背部，用于接收景物的透射光线并将所述透射光线强弱信号转换成电信号再转换成数字图像信号；

图像处理模组，连接所述摄像头模组，用于接收并处理所述数字图像信号，生成显示信号，并根据所述显示信号进行计算，得到所述景物相对于所述摄像头模组的空间角度，生成并发送角度信息给控制模块；

显示模块，连接所述图像处理模组，用于根据显示信号将景物显示在手机屏幕上；

手持云台模块，连接所述图像处理模组，用于根据角度信息调节所述摄像头模组的姿态。

根据上述装置，所述摄像头模组包括：

光圈模块，用于控制所述景物的曝光量，所述曝光量是指所述景物入射光线的强弱；

透镜组模块，连接所述光圈模块，用于控制所述景物的成像大小；

感光芯片，连接所述透镜组模块，用于接收所述景物的透射光线，并将所述透射光线的强弱信号转换成电信号；

信号处理模块，连接所述感光芯片，用于将所述电信号转换成数字图像信号。

根据上述装置，所述图像处理模组包括：

设置模块，连接所述信号处理模块，用于接收并根据所述数字图像信号设置图像存储尺寸和存储格式；

尺寸变换模块，连接所述信号处理模块，用于接收并对所述数字图像信号进行线性变化，生成显示信号并传输给变焦模块、计算模块和所述显示模块；

变焦模块，连接所述尺寸变换模块，用于在需要变焦时，根据所述显示信号修复拉伸后的聚焦区域的分辨率，并将修复的所述显示信号传输给所述显示模块。

根据上述装置，所述图像处理模组还包括：

计算模块，连接所述尺寸变换模块，用于根据所述显示信号计算所述摄像头模组与景物之间的空间角度；

调节模块，连接所述计算模块，用于根据所述摄像头模组与景物之间的空间角度发送角度信息给控制模块；

对所述显示信号的计算是通过成像点的位置来计算景物相对于摄像头模组的空间角度，采用如下公式分别计算水平方向角θ_W和竖直方向角θ_H：

其中，表示景物点A在感光芯片上的接收点A'与接收点A'在y轴上的投影A₂之间的距离，f表示感光芯片与透镜之间的距离，m表示感光芯片水平方向上的像素距离，ppi₁表示感光芯片上每个感光点占据的长度，n表示手机屏幕水平方向上的像素距离，W_sensor表示感光芯片的像素宽度，W_screen表示手机屏幕的像素宽度；

表示景物点A在感光芯片上的接收点A'与接收点A'在x轴上的投影A₁之间的距离，m_H表示感光芯片竖直方向上的像素距离，n_H表示手机屏幕竖直方向上的像素距离。

根据上述装置，所述透镜组模块包含至少一个透镜；将所述透镜组模块包含的所有透镜等效为一个凸透镜，所述感光芯片通过所述等效凸透镜接收所述景物的透射光线。