[发明专利]自适应采煤机随动跟踪多摄像头视频拼接方法

权利要求书

1.自适应采煤机随动跟踪多摄像头视频拼接方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)在采煤机中央部位进行ROI标记，作为相机标定算法的定位锚点；

2)利用色彩分量特征提取算法对各摄像头采集图像中的ROI锚点进行检索，并以一定算法时间间隔t_q按照从左到右排列顺序对各摄像头视频数据进行ROI锚点轮询检索，若摄像头检索到锚点，则随后的摄像头停止检索；

3)随后根据相机标定中图像空间坐标与现实空间坐标的映射关系自适应确定需调用的摄像头组并对组内视频进行图像拼接，最终将结果显示在监视器上。

2.根据权利要求1所述的自适应采煤机随动跟踪多摄像头视频拼接方法，其特征在于：步骤1)中，所述的进行ROI标记具体为：首先对采集到的图像进行RGB到HSV的色域转换，根据彩色荧光带的颜色确定其在HSV空间中的色彩因子阈值，基于此阈值对矩形ROI进行识别，获取矩形ROI形心的图像位置坐标，标记为摄像头随动的识别锚点；随后利用相机标定方法将锚点的图像空间坐标投影到现实空间坐标系中。

3.根据权利要求2所述的自适应采煤机随动跟踪多摄像头视频拼接方法，其特征在于：所述的相机标定方法，包括如下步骤：

1.1)建立图像空间坐标系：图像空间坐标系分为图像物理坐标系和图像像素坐标系：图像物理坐标系xo₀y以实际物理尺寸作为度量单位，原点位于o₀；图像像素坐标系uov以像素点为度量单位，原点位于o；u和v分别表示像素在数字图像中的列数和行数；图像空间坐标系的x轴和y轴与像素坐标系的u轴和v轴相互平行且方向相同；(u₀,v₀)为物理坐标系原点o₀的像素坐标系坐标，相机中感光器件每个像素的尺寸是dx*dy，则物理坐标系坐标(x,y)到像素坐标系坐标(u,v)的变换关系表示为：

1.2)建立相机坐标系：相机坐标系x_cy_cz_c是以相机的光轴作为Z轴，o_c为光心，x_c轴和y_c轴分别与图像空间坐标系的x轴和y轴平行；o_co₀为相机焦距f；p点表示图像物理坐标系中的成像坐标，b点表示相机坐标系中物体点的坐标；根据相似三角形原理，相机坐标系与图像物理坐标系之间关系为：

1.3)建立现实空间坐标系：现实空间坐标系是由用户定义的三维坐标系，用于描述现实三维空间中的物体和相机的位置，以X_w，Y_w，Z_w表示；

对相机坐标进行平移、旋转操作则得到ROI锚点在现实空间坐标系中的坐标：

其中R表示一个旋转矩阵，t_s表示平移向量，它们称为外参数矩阵，由相机部署位置和其与水平面的夹角等因素确定，用于表示相机坐标相对于世界坐标的旋转和平移变换关系，最终计算得到ROI锚点的世界坐标O_a(X_wa,Y_wa,Z_wa)。