[发明专利]基于深度摄像的地铁乘客身高自动检测方法和系统

说明书

本发明提供一种基于深度摄像的地铁乘客身高自动检测方法和系统，解决了乘车环境中人流复杂、难以分离人体脚部、地面识别困难导致的身高检测失败问题。包括RGB图像物体实际高度标定单元，选取固定竖直截面安装距离已知的标识点作为标识截面，获取深度摄像头RGB图像中标识点的像素坐标，对应标识点空间坐标构建“图像‑空间”透射投影转换关系，获取标识截面RGB图中物体的高度测量标尺；深度图像采集单元，抽取深度摄像头监控运行到达标识截面的人体深度图像、标记人体头顶位置；图像处理单元，识别标识截面RGB图中的人体头顶像素坐标，利用已标定好的高度测量标尺计算人体身高值。本发明成本低，身高检测方法准确度高，抗干扰能力强。

技术领域

本发明涉及监控视频处理技术领域，特别是涉及一种基于深度摄像的地铁乘客身高自动检测方法和系统。

背景技术

身高检测在乘车环境中应用十分广泛，主要源于乘车优惠政策主要根据身高来划分。得益于监控摄像头的广泛应用，基于视频监控、图像识别方法来检测身高是一种比较经济的选择。比如，有研究者利用摄像头采集人体头部图像和头部长度或通过识别人体关键骨骼点位置，从而进一步计算拟合得到人体身高，这类曲线拟合方法适用普遍情形、忽略了特殊情形，结果可能存在误差；也可利用双目视觉技术识别人体头顶坐标、深度信息从而计算世界坐标系中的实际身高，该方法需要构造最小化问题求解相机安装角度；或利用深度摄像检测地面并构建地面方程和空间坐标系，识别人体头顶位置坐标后计算其与地面方程的距离即为人体身高，该方法还需要增加重力传感器以感知重力方向。乘车环境中身高检测作为购票优惠条件必须准确，通过曲线拟合计算身高的方法实际应用时准确度易遭到挑战，当前这些利用深度摄像识别人体高度的方法容易受大人流的遮挡、人体识别误差干扰而影响检测精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于深度摄像的地铁乘客身高自动检测方法和系统，该方法基于深度图像物体高度测量标尺计算经过标识截面人体身高值，系统实现了简易、准确、快速、排除复杂情况干扰的地铁乘客身高快速自动检测。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种基于深度摄像的地铁乘客身高自动检测方法和系统。

为了实现上述发明目的，系统具体包括RGB图像物体实际高度标定单元、深度图像采集单元、图像处理单元，具体采取了以下技术方案：

RGB图像物体实际高度标定单元，用于标定RGB图中标识截面中物体的空间实际高度；

所述标识截面选择进出闸机瞬间的横截面，在标识截面内的闸机竖直面上安装4个高度标识点，测量标识点两两之间的实际距离。高度标识点可使用与闸机颜色对比度高的彩色贴纸。

优选地，基于kinect2.0摄像机采集所述RGB图像，摄像机对着进出站闸机安装在站厅顶部，调整倾斜角使其最佳有效视距位于乘客进出闸机区域。

进一步地，提取深度摄像机获取的RGB图像，F0是图像中心，F(x,y)是RGB图像中的像素坐标，α为摄像机的倾斜角，ψ为摄像机的旋转角；识别其中4个高度标识点A、B、C、D的像素位置，4个高度标识点的像素位置与其空间实际位置一一对应，形成透视投影转换关系；像素坐标(x,y)通过透视变换矩阵计算得到实际空间坐标(X,Y,Z)。以地面所在的平面为XY平面，实际空间坐标可用下述公式计算：

上述公式中像素坐标(x,y)是二维平面坐标，所以a₃₃＝1，该方程中包含8个未知参数，已知4个标定点的空间坐标和对应图像坐标，即可反算透视变换矩阵H的各元素。矩阵H即标识截面RGB图中物体的高度测量标尺。

优选地，当人体位于该标定过高度标尺的RGB截面图中时，可根据上述公示和人体头顶像素坐标计算出人体身高值，因此地面即XY平面，所以Y值即人体实际空间高度。