[发明专利]用单目摄像头追踪移动物体中目标位置的方法

说明书

本发明公开一种用单目摄像头追踪移动物体中目标位置的方法，其实现步骤包括：1、获取基准图片；2、计算标签1和标签2位置；3、确定追踪时标签1的位置；4、计算标签2的位置；5、计算标签2的角度；6、完成测量位置的追踪。本发明利用追踪前确定的物体中被跟踪的目标位置，追踪物体运动中被跟踪的目标不存在时，该物体中原来的目标位置，有效的解决了直接跟踪目标，当目标不存在时会造成跟踪失败的问题，使得本发明的方法可以更准确的追踪物体的测量位置。

技术领域

本发明属于目标追踪技术领域，更进一步涉及运动目标跟踪技术领域中的一种用单目摄像头追踪移动物体中目标位置的方法。本发明可用于根据追踪前确定的物体中被跟踪的目标位置的前提下，追踪物体运动中被跟踪的目标不存在时，该物体中原来目标位置的变化。

背景技术

对物体中特定的目标，当物体移动时，需要对该特定的目标进行追踪，尤其是当该特定的目标不存在时，例如被追踪物体运动中被跟踪的目标被遮挡或者移走后，现有技术大多采用多相机利用多相机间的约束方法来得到被遮挡目标的追踪结果或者采用光流法和模糊PID控制直接跟踪目标。

曜科智能科技(上海)有限公司在其申请的专利文献“多相机目标追踪方法、系统、装置及存储介质”(申请日：2018.12.29，申请号201811637626.8，申请公开号CN 111383252A)中公开了一种多相机目标追踪的方法和装置。该专利申请公开的方法的步骤为，通过对多个相机每次同步拍摄的多个图像帧进行多个原始图像区域的选取，并对应提取的特征图且据以通过滤波器生成响应图，通过辨别包含得分最高的目标点的响应图所确定的追踪目标边界框在对应的图像帧中提取追踪结果。该方法的优点是，某些相机下追踪目标被遮挡时通过多相机间的约束方法来得到被遮挡图像帧的追踪结果，有效消除追踪遮挡，且多相机可以同时提供追踪目标在多个视角的信息，作为输入可以使得相关滤波学习到多角度的特征从而对视角变化更具有鲁棒性。但是，该方法仍然存在的不足之处是，多相机追踪时每次都需对同步拍摄的多个图像帧进行处理，实时性低。

厦门脉视数字技术有限公司在其申请的专利文献“一种运动目标跟踪方法”(申请日：2020.03.04，申请号202010141749.3，申请公开号CN 111382784 A)中公开了一种运动目标跟踪方法。该方法基于嵌入式系统中的连续多帧图像数据，采用混合高斯背景建模来提取前景运动目标，当运动目标出现，混合高斯背景模型分离出运动目标，提取运动目标的角点特征，将对运动目标的追踪换成对角点特征的特征点追踪，使用光流法跟踪特征点，当同时出现多个运动目标时，采用角点聚类分析方法提取角点特征，在追踪运动目标的过程中，使用云台追踪并使云台一直转动，采用模糊PID控制方法使运动目标始终处于图像的中心位置。该方法的优点是同时出现多个运动目标时，采用角点聚类分析方法提取角点特征，利用光流法对角点进行追踪，即使背景一直变化，仍然可以正确追踪特征点。但是，该方法仍然存在的不足之处是，直接跟踪目标，当这个目标不存在时，会造成跟踪失败。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种用单目摄像头追踪移动物体中目标位置的方法，以解决在对移动物体中目标位置追踪的现有技术中，不能在被跟踪的目标不存在对原来的目标位置进行追踪、追踪位置的实时性和精确度低的问题。

实现本发明目的的具体思路是：追踪前，利用单目摄像头获取标签1和标签2的三维坐标，计算标签1与标签2之间的距离和角度；追踪时，遮挡标签2，任意移动被测物体，利用单目摄像头获取标签1的三维坐标，根据标签1与单目摄像头的距离、标签1的旋转角度、追踪前得到的标签1与标签2之间的距离和角度计算标签2的位置和角度，达到对移动物体中目标位置的追踪。

实现本发明目的的方法，包括如下步骤：

(1)获取基准图片：

追踪开始前，使用单目摄像头连续拍摄静止的被测物体的十帧图片，将最后一张图片作为基准图片，该基准图片中包括被测物体、标签1和标签2；

(2)计算标签1和标签2位置：