[发明专利]一种双目可运动摄像机的地平面区域检测方法

说明书

本发明公开了一种双目可运动摄像机的地平面区域检测方法，包括步骤：一、确定双目可运动摄像机初始静止时刻地平面区域对应点的约束矩阵；二、获取双目可运动摄像机初始静止时刻的参数矩阵；三、双目可运动摄像机监控转动时图像采集与发送；四、获取双目可运动摄像机监控转动时刻与初始静止时刻地平面区域对应点的约束矩阵；五、监控拍摄图像中地平面区域的初步检测；六、构建目标能量函数实现地平面区域的最终检测。本发明利用两个可运动摄像机地平面区域对应点的约束矩阵，实现对地平面区域的初步检测，然后构建目标能量函数实现地平面区域的最终检测，实现了对监控区域图像中地平面区域的准确检测。

技术领域

本发明属于地平面区域检测技术领域，具体涉及一种双目可运动摄像机的地平面区域检测方法。

背景技术

基于视觉传感器的地平面区域检测方法通常包括有监督和无监督两种。有监督的地平面区域检测方法通常使用预先训练好的分类器，将视觉传感器当前拍摄图像分割成地平面区域和非地平面区域两部分。此类方法由于需要预先标注海量样本和训练分类模型，因此限制了其在实际场景中的工程应用。无监督的地平面区域检测是当前的主流方法，且当前研究均针对静止相机拍摄的视频序列。静止相机在任何时刻拍摄场景均固定，因此可以采用人工方式手动标注出地平面区域。除此之外，还有很多针对静止相机的地平面区域自动检测方法，主要可以分为基于单目视觉的方法、基于双目视觉的方法两种。基于单目视觉的方法基于单个静止相机，通常根据地平面区域的先验颜色信息、颜色信息的一致性以及部分边缘特征来进行检测，然而该种方法只能适用于一些简单的拍摄场景，对一些较为复杂的场景效果较差。基于双目视觉的方法基于两个静止相机，通常利用立体视觉技术获取的视差或深度信息来检测地平面区域。

但是，随着成像和机械控制技术的发展，可运动摄像机越来越多的应用于图像处理技术领域，并且正在逐渐取代传统的静止相机。常见的可运动摄像机包括云台摄像机、PTZ摄像机等，它们通常具有水平转动、竖直转动和焦距变化三个控制参数。通过调整这些参数，可运动摄像机不但可以改变焦距，从而获得拍摄场景中目标或区域的不同分辨率信息，并且可以改变角度，从而获得拍摄场景中目标或区域的不同视角信息。可运动摄像机在不同时刻拍摄场景有可能各不相同，若采用静止相机的地平面区域检测方法，将会导致在每次可运动摄像机改变拍摄场景后，都需要在拍摄图像中重新手动标注或自动检测出地平面区域，将会非常繁琐且不利用实际应用。此外，在静止相机的地平面区域检测方法中，基于双目视觉的方法效果较好、应用较广泛，但该方法基于立体视觉技术获取的视差信息，而对于双目可运动摄像机而言，两个相机的分辨率有可能差异较大，从而使得立体匹配、视差估计精度严重下降，导致不利用地平面区域的自动检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种双目可运动摄像机的地平面区域检测方法，利用双目可运动摄像机对地平面区域进行检测，先利用两个可运动摄像机地平面区域对应点的约束矩阵，实现对监控区域图像中地平面区域的初步检测，然后构建目标能量函数实现监控区域图像中地平面区域的最终检测，实现了对监控区域图像中地平面区域的准确检测，提高了地平面区域检测的准确性，解决现有静止相机的地平面区域检测方法无法应用到可运动摄像机的问题，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双目可运动摄像机的地平面区域检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、确定双目可运动摄像机初始静止时刻地平面区域对应点的约束矩阵：

步骤101、双目可运动摄像机包含左摄像机和右摄像机，左摄像机和右摄像机初始时刻均静止，左摄像机对监控区域拍摄初始序列图像并发送至计算机，计算机得到左初始序列图像；同时右摄像机对监控区域拍摄初始序列图像并发送至计算机，计算机得到右初始序列图像；