[发明专利]一种双目异构相机与RFID的双重目标定位与身份辨识方法

说明书

本发明公开了一种双目异构相机与RFID的双重目标定位与身份辨识方法，该方法通过将RFID定位信息与双目相机立体视觉定位信息相结合的基础上，将目标的位置信息、身份信息与图像信息建立联系，从而在采集目标图像的同时能够得到目标的位置与身份信息。弥补了单靠视觉不能准确识别该畜禽身份的不足，同时弥补了单靠电子标签定位精度低且不能得到视频图像的不足。

技术领域

本发明属于目标定位与身份辨识技术领域，具体涉及一种双目异构相机与RFID的双重目标定位与身份辨识方法。

背景技术

目标定位与身份辨识技术有着广泛的应用价值，尤其是应用于畜禽养殖行业。由于畜禽个体运动规律不确定，又需要人为对其进行观察，了解其身体状况，本发明对其有巨大的应用价值。

现有的目标定位与身份辨识技术通常使用单一技术实现，例如：在畜禽养殖行业中单纯使用电子标签对畜禽进行身份辨识，同时通过在电子标签中加装姿态传感器、计步器、体温计等传感器来检测畜禽活动情况；在人员流动监控中，使用监控相机获取图像信息，对图像中的人员进行定位与人脸识别，得到人员的身份信息与活动情况。

这两种方案都有其本身的技术缺陷：例如，前者虽然可以准确的辨别目标身份，但是无法获得目标的视频图像信息，若想获得更多相关信息只能在电子标签上加装更多传感器，这无疑增加了电子标签的体积、功耗与成本；后者可以得到目标的视频图像信息，信息量较为丰富，但是由于人脸识别技术还不够成熟，所以其身份辨别的准确性无法得到保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双目异构相机与RFID的双重目标定位与身份辨识方法，该方法通过将RFID定位信息与双目相机立体视觉定位信息相结合的基础上，将目标的位置信息、身份信息与图像信息建立联系，从而在采集目标图像的同时能够得到目标的位置与身份信息。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种双目异构相机与RFID的双重目标定位与身份辨识方法，包括如下步骤：

步骤S1，对双目异构相机进行标定，建立图像坐标系与双目异构相机坐标系映射关系，得到其内参矩阵、外参矩阵和畸变参数；

步骤S2，根据相机与机器人之间位姿变换，机器人与养殖场之间位姿变换，获取相机坐标系到养殖场坐标系的位姿变换矩阵，利用该位姿变换矩阵实现双目相机三维坐标到养殖场三维坐标的转换；

步骤S3，采集双目图像，检测目标分别在双目相机图像中的区域，然后将两图像中相同目标匹配为一组，最后提取各组目标的局部图像；

步骤S4，根据目标图像坐标以及图像坐标系与世界坐标系的单应性矩阵，计算出目标的相机世界坐标，然后转换到养殖场世界坐标；

步骤S5，利用RFID定位信息，获得目标的养殖场世界坐标系坐标，以及其身份ID相关信息；

步骤S6，对双目视觉计算出的养殖场世界坐标与RFID得到的养殖场世界坐标进行坐标匹配，将坐标相同或相近的目标匹配为同一目标，从而将某一目标的位置信息、身份相关信息与图像信息联系到一起。

在上述技术方案中，步骤S1中，在双目相机标定过程中，主要包括单目相机标定和双目相机标定两个过程。通过单目相机标定获取：相机内参矩阵(焦距：fx,fy；主点：cx,cy)；与畸变参数：径向畸变系数k1,k2,k3；切向畸变系数：p1,p2；

通过双目相机标定获得相机的外参矩阵，包括旋转矩阵Rot，平移矩阵Trans，如下式：

在上述技术方案中，步骤S2中，针对养殖场巡检环境建立不同的坐标系，包括相机坐标系C、机器人坐标系R以及养殖场整体的世界坐标系w；