CN103795935B - 一种基于图像校正的摄像式多目标定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于图像校正的摄像式多目标定位方法及装置，属于多目标定位方法及装置。包括定位平台、控制电路板和主控制器，摄像机获取屏幕表面目标信息，根据摄像机的起始成像位置，自动确定摄像机的主光轴位置，然后提取目标在摄像机中的成像位置，利用基于等效面的畸变校正方法对成像位置进行校正，通过摄像机分组，利用光学交汇测量定位算法实现多目标定位。优点在于：装置结构简单，可靠性强，镜头畸变无需复杂的标定校正，易于扩展，定位精度高。

Description

一种基于图像校正的摄像式多目标定位方法及装置

技术领域

本发明涉及一种多目标定位装置及方法，具体涉及一种以摄像机光学成像和光学交汇定位原理实现多目标定位的系统和方法。

背景技术

视觉定位技术是基于现代光学技术，以摄像机采集图像的方式，通过对图像数据的分析，运用数字图像处理技术，从图像数据中提取目标物的位置信息，结合相关算法，实现目标物的坐标定位的一项综合性技术。将视觉定位技术应用于触摸屏，尤其是大屏幕触摸屏，将以往依赖于硬件材料和设备的触控技术转化为以新兴的数字图像处理技术为核心的触控技术，使用软件技术解决硬件材料和设备的不足，具备结构简单，价格低廉，定位准确灵敏，且扩展性强等优势。

现存的基于视觉的定位系统，基于两路摄像机的定位技术，可以满足单目标的准确定位和跟踪，但是当存在多目标时就会存在目标之间的遮挡问题，导致定位不准。基于多路摄像机的定位技术，结构复杂，且使用硬件标定的方法进行摄像机广角镜头的畸变校正，操作繁琐，系统的可移植性差。

中国专利申请CN200910193302.4披露了一种摄像式触摸屏检测定位方法及摄像式触摸检测系统，通过三个摄像头对屏幕上的多个预定坐标上的特定触摸物进行拍摄，利用光学镜头的成像畸变计算方法计算每一所述摄像装置的对应的图像畸变校正参数，根据对应的所述图像畸变校正参数校正待定位的触摸物的图像。根据校正后的待定位的触摸物图像计算所述待定位的目标物的实际坐标。该方法可以减少由于镜头畸变带来的触摸检测误差，但是计算复杂，且需要进行标定，求解图像畸变校正参数还需解未定方程，只能求近似解，是畸变校正的精度降低。

中国专利CN200810031300.0公开了一种四路摄像头协同工作的表面计算平台及多触点检测方法,表面计算平台由四块电路板、四个摄像头、多个红外二极管组成,电路板串联成一个矩形,摄像头分放于矩形的四个角上,红外二极管焊在电路板上，红外二极管中心或等间距的n个点作为标定点。多触点检测方法是先分别获得摄像头和标定点的世界坐标集,并对摄像头进行标定得到标定点在每个摄像头中的图像坐标集,再对触点在每个图像中的坐标进行检测,得到触点的图像坐标,然后确定触点的图像坐标对应的标定点坐标dwi,并确定dwi和每个摄像头世界坐标之间的直线方程组,根据直线方程组确定触点位置。该系统的精度需要焊接在电路板上的红外二极管的密度决定，需要大量的红外二极管，且需要n个等间距的标定点，较为复杂，可移植性较差。

发明内容

本发明提供一种基于图像校正的摄像式多目标定位方法及装置，以解决当前基于视觉的定位系统结构复杂、可移植性差、健壮性不强等方面问题。

本发明采取的技术方案是：一种基于图像校正的摄像式多目标定位装置包括：

定位平台，包含四个红外摄像机与四个红外二极管，分别安装于屏幕的四个顶角，进行目标物的图像信息采集，围贴屏幕边框的光学反光条，将红外二极管发射的红外光线反射回红外摄像机中成像；

控制电路板由图像采集控制电路、USB控制传输电路组成，图像采集控制电路控制定位平台前端电路采集图像，USB控制传输电路实现与主控制器的USB接口通信；

主控制器为嵌入式系统，包括嵌入式硬件、嵌入式操作系统和应用程序。嵌入式硬件和操作系统负责是定位系统控制和数据运算基础，应用程序实现图像处理和目标定位算法。

本发明所述定位平台包括：屏幕的四个顶角处安装红外摄像机和红外二极管，按照屏幕、红外二极管、红外摄像机的自下而上顺序安装，并保证屏幕平面、红外二极管光平面和红外摄像机主光轴相互平行；屏幕四周边框粘贴光学反光条，将由某角红外二极管发射的红外光线原路反射回该角的红外摄像机中成像；红外摄像机视角大于90度，小于120度，摄像机的光心位于各角的角平分线上，屏幕的宽和高不等，确保每个目标物至少在一个摄像机中成像。

本发明所述控制电路板完成对红外摄像机的配置，红外摄像机只采集有红外光反射区域的特定几行图像数据，并将图像数据通过USB数据形式传送给主控器进行处理。

一种基于图像校正的摄像式多目标定位方法，包括下列步骤：

1）安装于屏幕顶角的四个红外摄像机采集屏幕表面的图像信息，控制电路板将采集到的图像数据通过USB的形式传递给主控制器；

2）对于一个红外摄像机，其大于90度的成像区域，由于没有反光条反射红外光，成像为阴影区域，取其一端作为成像起始端，从P₁位置开始成像，则根据P₁到图像中心O的距离d₁，利用基于畸变等效面的畸变校正方法进行畸变校正，得到校正后的距离然后根据三角几何运算，求出摄像机主光轴与屏幕边框的夹角角度θ₁；

3）通过减背景、均值滤波方法从图像数据中提取出目标物在各个红外摄像机中的成像位置；

4）以左上角摄像机镜头光心为坐标原点，建立坐标系，并标定各个摄像机的光心物理坐标。按照顺时针方向从左上角摄像机到左下角摄像机依次编号1011-1，1011-2，1011-3，1011-4；

5）当有n个目标物存在时，对红外摄像机1011-1，目标成像位置a₁,a₂…a_n与图像中心位置O的距离为L₁,L₂…L_n，利用基于畸变等效面的畸变校正方法进行校正，得到校正后的距离然后经过几何推导，求出目标与主光轴的夹角α₁，α₂…α_n。根据摄像机主光轴与屏幕边框的夹角可以计算出目标与边框的夹角为θ₁±α₁,θ₁±α₂…θ₁±α_n；同理，对于红外摄像机1011-2,根据摄像机主光轴与屏幕边框的夹角可以计算出目标与边框的夹角为θ₂±β₁,θ₂±β₂…θ₂±β_n；对于红外摄像机1011-3,根据摄像机主光轴与屏幕边框的夹角可以计算出目标与边框的夹角为θ₃±γ₁,θ₃±γ₂…θ₃±γ_n；对于红外摄像机1011-4,根据摄像机主光轴与屏幕边框的夹角可以计算出目标与边框的夹角为

6）将四路摄像机分为两组，上边框摄像机1011-1和1011-2为组1，下边框摄像机1011-3和1011-4为组2，对于多个目标物，首先由组1内两个摄像机通过光学交汇定位算法，求出待定位点坐标集P_i(x_i,y_i)(i=1,2,3...)，然后由组2内两个摄像机通过光学交汇定位算法，求出待定位点坐标集Q_j(x_j,y_j)(j=1,2,3...)，然后找出P_i(x_i,y_i)(i=1,2,3...)和Q_j(x_j,y_j)(j=1,2,3...)中重复的坐标点，即为目标的坐标O_n(x_n,y_n)(n=1,2,3...)。

本发明步骤2）所述的摄像机主光轴位置的计算方法，由于震动或者环境影响，摄像机镜头发生微小偏移，当镜头向下偏移，则成像起始位置为P'₁，通过计算可以得到主光轴与上边框的夹角为θ'₁；当镜头向上偏移，则成像起始位置为P”₁，通过计算可以得到主光轴与上边框的夹角为θ”₁；系统初始化时，各个摄像机都根据自身成像起始端位置，计算出自身红外摄像机的主光轴与屏幕边框的夹角角度，减小定位误差。

本发明步骤2）或5）所述的图像畸变校正方法包括：红外摄像机采用广角镜头，视角大于90度，小于120度，摄像机拍摄到的图像会产生畸变，利用球面作为畸变等效面，图像的畸变相当于平面上的各点沿着各自光线移到球面上，符合镜头桶形畸变的特征，所以采用基于畸变等效面的图像校正方法对图像畸变进行校正。

本发明具有以下的优点：

1、结构简单，成本低廉，本系统不需要特定昂贵的硬件材料，无需对屏幕进行改造，直接在屏幕的四个边角安装四个微型摄像机和红外二极管，并在屏幕四周边框围贴光学反光条即可。

2、可靠性强，当摄像机发生微小位置变动时，可以通过计算其主光轴位置进行修正，不影响系统定位精度。

3、精度高，易于扩展，利用基于畸变等效曲面的图像校正方法对广角镜头的畸变进行校正，无需进行复杂的标定校正，简单快捷，并且系统不受屏幕尺寸大小的限制，只需简单改变一些参数，就可实现扩展。

4、可实现多目标定位，四个摄像机安装于屏幕的四个边角，可以保证多个目标在不同的摄像机中成像，通过光学交汇测量即可实现多多个目标的定位。

附图说明

图1是本发明提出的基于图像校正的摄像式多目标定位装置100的整体框图；

图2是根据本发明的基于图像校正的摄像式多目标定位装置的定位平台101结构图；

图3是根据本发明定位平台的硬件结构布局图；

图4是根据本发明的控制电路板102的原理框图；

图5是本发明提出的基于视觉的多目标定位主控制器103原理框图；

图6用于说明本发明中基于畸变等效面的图像畸变校正方法的原理图；

图7是本发明基于视觉的多目标定位采集的图像数据；

图8是本发明基于视觉的多目标定位目标成像角度计算示意图；

图9是本发明基于视觉的多目标定位摄像机主光轴偏移示意图；

图10是本发明基于视觉的多目标定位算法对多目标定位原理图；

图11是本发明提出的基于视觉的多目标定位的整体流程图；

图12是本发明提出的基于视觉的多目标定位的图像预处理流程图。

具体实施方式

一种基于图像校正的摄像式多目标定位装置包括：

定位平台，包含四个红外摄像机与四个红外二极管，分别安装于屏幕的四个顶角，进行目标物的图像信息采集；围贴屏幕边框的光学反光条，将红外二极管发射的红外光线反射回红外摄像机中成像；

控制电路板由图像采集控制电路、USB控制传输电路组成，图像采集控制电路控制定位平台前端电路采集图像，USB控制传输电路实现与主控制器的USB接口通信；

主控制器为嵌入式系统，包括嵌入式硬件、嵌入式操作系统和应用程序。嵌入式硬件和操作系统负责是定位系统控制和数据运算基础，应用程序实现图像处理和目标定位算法。

本发明的一种实施方式是：屏幕的四个顶角处安装红外摄像机和红外二极管，按照屏幕、红外二极管、红外摄像机的自下而上顺序安装，并保证屏幕平面、红外二极管光平面和红外摄像机主光轴相互平行；屏幕四周边框粘贴光学反光条，将由某角红外二极管发射的红外光线原路反射回该角的红外摄像机中成像；红外摄像机视角大于90度，小于120度，摄像机的光心位于各角的角平分线上，屏幕的宽和高不等，确保每个目标物至少在一个摄像机中成像。

本发明的一种实施方式是：控制电路板完成对红外摄像机的配置，红外摄像机只采集有红外光反射区域的特定几行图像数据，并将图像数据通过USB数据形式传送给主控器进行处理。

一种基于图像校正的摄像式多目标定位方法，其特征在于包括下列步骤：

1）安装于屏幕顶角的四个红外摄像机采集屏幕表面的图像信息，控制电路板将采集到的图像数据通过USB的形式传递给主控制器；

2）对于一个红外摄像机，其大于90度的成像区域，由于没有反光条反射红外光，成像为阴影区域，取其一端作为成像起始端，从P₁位置开始成像，则根据P₁到图像中心O的距离d₁，利用基于畸变等效面的畸变校正方法进行畸变校正，得到校正后的距离然后根据三角几何运算，求出摄像机主光轴与屏幕边框的夹角角度θ₁；

3）通过减背景、均值滤波方法从图像数据中提取出目标物在各个红外摄像机中的成像位置；

4）以左上角摄像机镜头光心为坐标原点，建立坐标系，并标定各个摄像机的光心物理坐标。按照顺时针方向从左上角摄像机到左下角摄像机依次编号1011-1，1011-2，1011-3，1011-4；

5）当有n个目标物存在时，对红外摄像机1011-1，目标成像位置a₁,a₂…a_n与图像中心位置O的距离为L₁,L₂…L_n，利用基于畸变等效面的畸变校正方法进行校正，得到校正后的距离然后经过几何推导，求出目标与主光轴的夹角α₁，α₂…α_n。根据摄像机主光轴与屏幕边框的夹角可以计算出目标与边框的夹角为θ₁±α₁,θ₁±α₂…θ₁±α_n；同理，对于红外摄像机1011-2，根据摄像机主光轴与屏幕边框的夹角可以计算出目标与边框的夹角为θ₂±β₁,θ₂±β₂…θ₂±β_n；对于红外摄像机1011-3,根据摄像机主光轴与屏幕边框的夹角可以计算出目标与边框的夹角为θ₃±γ₁,θ₃±γ₂…θ₃±γ_n；对于红外摄像机1011-4,根据摄像机主光轴与屏幕边框的夹角可以计算出目标与边框的夹角为

6）将四路摄像机分为两组，上边框摄像机1011-1和1011-2为组1，下边框摄像机1011-3和1011-4为组2，对于多个目标物，首先由组1内两个摄像机通过光学交汇定位算法，求出待定位点坐标集P_i(x_i,y_i)(i=1,2,3...)，然后由组2内两个摄像机通过光学交汇定位算法，求出待定位点坐标集Q_j(x_j,y_j)(j=1,2,3...)，然后找出P_i(x_i,y_i)(i=1,2,3...)和Q_j(x_j,y_j)(j=1,2,3...)中重复的坐标点，即为目标的坐标O_n(x_n,y_n)(n=1,2,3...)。

本发明的一种实施方式是：对于摄像机主光轴位置的计算方法，由于震动或者环境影响，摄像机镜头发生微小偏移，当镜头向下偏移，则成像起始位置为P'₁，通过计算可以得到主光轴与上边框的夹角为θ'₁；当镜头向上偏移，则成像起始位置为P”₁，通过计算可以得到主光轴与上边框的夹角为θ”₁；系统初始化时，各个摄像机都根据自身成像起始端位置，计算出自身红外摄像机的主光轴与屏幕边框的夹角角度，减小定位误差。

本发明的一种实施方式是：红外摄像机采用广角镜头，视角大于90度，小于120度，摄像机拍摄到的图像会产生畸变，根据论文《一种基于畸变等效曲面的图像畸变校正》（光学技术，2005年01期），利用一种基于畸变等效曲面的图像校正方法对此畸变进行修正。

利用球面作为畸变等效曲面，图像的畸变相当于平面上的各点沿着各自光线移到球面上，被拍摄物上一点R（在理想平面P上，距离O点）畸变后就对应到R'点（位于等效球面S上），距离X₁也就变成了R'点到O点的距离X₂。

根据几何推导：

λ=arctg(X₁/f)

X₂=2fsin(λ/2)

结合上述两式得：

其中，f为摄像机镜头的焦距，X₁为理想像点R与成像中心点O之间的距离，X₂为畸变点R'与成像中心点O之间的距离。

经过反向推导：

可以实现对畸变像点的几何校正。

下面结合附图对本发明进一步描述：

图1是本发明提出的基于图像校正的摄像式多目标定位装置100的整体框图，如图所示，该系统由定位平台101、控制电路板102和主控制器103组成；定位平台101包括微型红外摄像机1011，红外二极管1012，光学反光条1013，在屏幕的四个边角顺时针依次安装红外摄像机1011-1、1011-2、1011-3，1011-4和红外二极管1012-1、1012-2、1012-3，1012-4，屏幕四周边框围贴光学反光条1013；控制电路板102-1、102-2、102-3和102-4分别与红外摄像机10101-1、10101-2、10101-3和10101-4相连，然后通过USB接口和主控制器相连。

图2是根据本发明的基于图像校正的摄像式多目标定位装置的定位平台101结构图，红外摄像机视角大于90度，小于120度，每个摄像机的光心都位于各角的角平分线上，屏幕宽W和高H不等，确保每个目标物至少在一个摄像机中成像。

图3是定位平台硬件结构布局图，按照屏幕、红外二极管1012、红外摄像机1011的自下而上顺序安装，并保证屏幕平面、红外二极管光平面和红外摄像机主光轴相互平行；屏幕四周边框围贴光学反光条1013，可以将各角红外二极管发射的红外光线原路反射回该角红外摄像机中成像。

图4是根据本发明的控制电路板102的原理框图，控制电路板包含用于执行核心操作的微处理器MCU，接收摄像机采集图像数据接口，与主控制器交互的USB接口，控制红外发光二极管的开关接口，以及配置红外摄像机的I2C总线，此外还包含电源，振荡器，存储器，编程接口等。

图5是本发明提出的基于视觉的多目标定位主控制器103原理框图，主控制器为嵌入式系统，包含具备USB接口的嵌入式硬件设备，负责定位系统控制和数据运算的嵌入式操作系统，以及实现图像处理和目标定位算法的应用程序。

图6用于说明本发明中基于畸变等效面的图像畸变校正方法的原理图；红外摄像机采用广角镜头，视角大于90度，小于120度，摄像机拍摄到的图像会产生畸变，根据论文《一种基于畸变等效曲面的图像畸变校正》（光学技术，2005年01期），利用一种基于畸变等效曲面的图像校正方法对此畸变进行修正。

利用球面作为畸变等效曲面，图像的畸变相当于平面上的各点沿着各自光线移到球面上，被拍摄物上一点R（在理想平面P上，距离O点）畸变后就对应到R'点（位于等效球面S上），距离X₁也就变成了R'点到O点的距离X₂。

根据几何推导：

λ=arctg(X₁/f)

X₂=2fsin(λ/2)

结合上述两式得：

其中，f为摄像机镜头的焦距，X₁为理想像点R与成像中心点O之间的距离，X₂为畸变点R'与成像中心点O之间的距离。

经过反向推导：

可以实现对畸变像点的几何校正。

图7中(1)是摄像机1011-1采集到的图像数据，图8是摄像机主光轴与和目标成像的角度，红外摄像机的视角大于90度，小于120度，对于一个红外摄像机，其大于90度的成像区域，由于没有反光条反射红外光，成像为阴影区域，取其一端作为成像起始端，从P₁位置开始成像，则根据P₁到图像中心O的距离d₁，利用基于畸变等效面的校正方法进行校正，得到校正后的距离，然后根据三角几何运算，求出摄像机主光轴与屏幕边框的夹角角度θ₁。当有目标物存在时，对红外摄像机1011-1，目标成像位置a₁,a₂…a_n与图像中心位置O的距离为L₁,L₂…L_n，利用基于畸变等效面的畸变校正方法进行校正，得到校正后的距离然后经过几何推导，求出目标与主光轴的夹角α₁，α₂…α_n。根据摄像机主光轴与屏幕边框的夹角可以计算出目标与边框的夹角为θ₁±α₁,θ₁±α₂…θ₁±α_n。

图7中(2)是由于震动或者环境影响，摄像机镜头发生微小偏移的图像数据，图9是摄像机微小偏移后主光轴的变化角度。假设摄像机1011-1的成像起始位置是P₁,原来的主光轴与上边框的夹角为θ，当镜头向下偏移，则成像起始位置为P'₁，通过计算可以得到主光轴与上边框的夹角为θ'；当镜头向上偏移，则成像起始位置为P"₁，通过计算可以得到主光轴与上边框的夹角为θ"；系统初始化时，各个摄像机都根据自身成像起始端位置，计算出自身红外摄像机的主光轴与屏幕边框的夹角角度；当装置震动或者其他影响，红外摄像机主光轴发生微小偏移时，各个摄像机可以自动确定主光轴位置，减小定位误差。

图10是本发明基于视觉的多目标定位算法对多目标定位原理图，如图所示，屏幕的宽和高分别为W和H，左上角摄像机1011-1的光心为原点坐标建立坐标系，则其它三路摄像机1011-2、1011-3、1011-4坐标分别为（W,0），（W,H），（0,H）。当存在多个目标时，假设为两个目标P(x,y),Q(x,y)，α₁和α₂是这两个目标点的主光线与10101-1摄像机光轴的夹角，β₁和β₂是这两个目标点的主光线与1011-2摄像机光轴的夹角，γ₁和γ₂是这两个目标点的主光线与1011-3摄像机光轴的夹角，和是这两个目标点的主光线与1011-4摄像机光轴的夹角。

设定以各自的光轴为基准，逆时针为正,顺时针为负。

将四路摄像机分为两组，1011-1和1011-2为组1，1011-3和1011-4为组2，首先通过组1内摄像机1011-1中所得成像角度α₁,α₂与摄像机1011-2中所得成像角度β₁,β₂两两相互组合，通过交汇测量定位算法，计算出4个目标位置Q₁(x₁,y₁)，Q₂(x₂,y₂)，Q₃(x₃,y₃)，Q₄(x₄,y₄)，公式如下：

通过组2内摄像机1011-3中所得成像角度γ₁,γ₂与摄像机1011-4中所得成像角度两两相互组合，通过交汇测量定位算法，计算出4个目标位置P₁(x₁,y₁)，P₂(x₂,y₂)，P₃(x₃,y₃)，P₄(x₄,y₄)，公式如下：

求出Q₁(x₁,y₁)，Q₂(x₂,y₂)，Q₃(x₃,y₃)，Q₄(x₄,y₄)与P₁(x₁,y₁)，P₂(x₂,y₂)，P₃(x₃,y₃)，P₄(x₄,y₄)重复坐标点,即为目标坐标位置O_n(x_n,y_n)(n=1,2)。

图11是本发明提出的基于视觉的多目标定位的整体流程图，各个摄像机采集图像数据，然后进行图像预处理，获取目标的角度信息，接着摄像机10101-1和10101-2目标角度值两两结合求出待定点集P_i(x_i,y_i)(i=1,2,3...)，摄像机10101-3和10101-4目标角度值两两结合求出待定点集Q_j(x_j,y_j)(j=1,2,3...)，最后结合这两组摄像机计算出的待定点集P_i(x_i,y_i)(i=1,2,3...)和Q_j(x_j,y_j)(j=1,2,3...)，重复值即为目标的坐标O_n(x_n,y_n)(n=1,2,3...)

图12是本发明提出的基于视觉的多目标定位的图像预处理流程图，对于各个摄像机，首先，摄像机采集屏幕表面的图像信息，根据成像的起始位置，确定并校正摄像机的主光轴位置，然后计算主光轴与上边框（或下边框）的夹角，然后选取一帧没有目标时的图像保存为背景图像，将采集到的图像数据与背景图像作差，去除背景环境的干扰和影响，然后对减背景后的图像进行中值滤波处理，去除椒盐噪声和减弱随机噪声，再次检测目标的成像位置，通过基于畸变等效面的图像校正算法对木目标成像位置进行几何校正，最后根据小孔成像原理，通过三角几何运算求出目标物与摄像机主光轴的夹角角度。

Claims (4)

1.一种基于图像校正的摄像式多目标定位方法，其特征在于包括下列步骤：

1)安装于屏幕顶角的四个红外摄像机采集屏幕表面的图像信息，控制电路板将采集到的图像数据通过USB的形式传递给主控制器；

2)对于一个红外摄像机，其大于90度，小于120度的成像区域，由于没有反光条反射红外光，成像为阴影区域，取其一端作为成像起始端，从P₁位置开始成像，则根据P₁到图像中心O的距离d₁，利用基于畸变等效面的畸变校正方法进行畸变校正，得到校正后的距离然后根据三角几何运算，求出摄像机主光轴与上边框的夹角角度θ₁；

3)通过减背景、均值滤波方法从图像数据中提取出目标物在各个红外摄像机中的成像位置；

4)以左上角摄像机镜头光心为坐标原点，建立坐标系，并标定各个摄像机的光心物理坐标，按照顺时针方向从左上角摄像机到左下角摄像机依次编号1011-1，1011-2，1011-3，1011-4；

5)当有n个目标物存在时，对红外摄像机1011-1，目标成像位置a₁,a₂…a_n与图像中心位置O的距离为L₁,L₂…L_n，利用基于畸变等效面的畸变校正方法进行校正，得到校正后的距离然后经过几何推导，求出目标与主光轴的夹角α₁，α₂…α_n，根据摄像机主光轴与屏幕上边框的夹角可以计算出目标与上边框的夹角为θ₁±α₁,θ₁±α₂…θ₁±α_n，同理，对于红外摄像机1011-2,根据摄像机主光轴与屏幕上边框的夹角可以计算出目标与上边框的夹角为θ₂±β₁,θ₂±β₂…θ₂±β_n，其中θ₂表示红外摄像机1101-2主光轴与上边框的夹角，β₁,β₂…β_n是目标与红外摄像机1101-2主光轴的夹角，对于红外摄像机1011-3,根据摄像机主光轴与屏幕下边框的夹角可以计算出目标与下边框的夹角为θ₃±γ₁,θ₃±γ₂…θ₃±γ_n，其中θ₃表示红外摄像机1101-3主光轴与下边框的夹角，γ₁,γ₂…γ_n是目标与红外摄像机1101-3主光轴的夹角，对于红外摄像机1011-4,根据摄像机主光轴与屏幕下边框的夹角可以计算出目标与下边框的夹角为其中θ₄表示红外摄像机1101-4主光轴与下边框的夹角，是目标与红外摄像机1101-4主光轴的夹角；

6)将四路摄像机分为两组，上边框摄像机1011-1和1011-2为组1，下边框摄像机1011-3和1011-4为组2，对于多个目标物，首先由组1内两个摄像机通过光学交汇定位算法，求出待定位点坐标集P_i(x_i,y_i)(i＝1,2,3...)，然后由组2内两个摄像机通过光学交汇定位算法，求出待定位点坐标集Q_j(x_j,y_j)(j＝1,2,3...)，然后找出P_i(x_i,y_i)(i＝1,2,3...)和Q_j(x_j,y_j)(j＝1,2,3...)中重复的坐标点，即为目标的坐标O_n(x_n,y_n)(n＝1,2,3...)。

2.根据权利要求1所述基于图像校正的摄像式多目标定位方法，其特征在于：步骤2)所述的摄像机主光轴位置的计算方法包括：

如果由于震动或者环境影响，摄像机镜头发生微小偏移，当镜头向下偏移，则成像起始位置为P₁'，通过计算可以得到主光轴与上边框的夹角为θ₁'；当镜头向上偏移，则成像起始位置为P₁”，通过计算可以得到主光轴与上边框的夹角为θ₁”，系统初始化时，各个摄像机都根据自身成像起始端位置，计算出自身红外摄像机的主光轴与屏幕边框的夹角角度，减小定位误差。

3.根据权利要求1所述基于图像校正的摄像式多目标定位方法，其特征在于：步骤2)所述的图像畸变校正方法包括：

红外摄像机采用广角镜头，摄像机拍摄到的图像会产生畸变，利用球面作为畸变等效面，图像的畸变相当于平面上的各点沿着各自光线移到球面上，符合镜头桶形畸变的特征，所以采用基于畸变等效面的图像校正方法对图像畸变进行校正。

4.根据权利要求1所述基于图像校正的摄像式多目标定位方法，其特征在于：步骤5)所述的图像畸变校正方法包括：

红外摄像机采用广角镜头，摄像机拍摄到的图像会产生畸变，利用球面作为畸变等效面，图像的畸变相当于平面上的各点沿着各自光线移到球面上，符合镜头桶形畸变的特征，所以采用基于畸变等效面的图像校正方法对图像畸变进行校正。