发明内容
本发明提供一种摄像头位置偏离检测方法及设备,以解决上述问题。
本发明提供一种摄像头位置偏离检测方法。上述方法包括以下步骤:预先安装多个特征物,记录每个特征物初始位置坐标,并存储特征物模板图像;采集当前图像,从所述当前图像中匹配得到与所述特征物模板图像相匹配的匹配图像,并获取所述匹配图像候选位置坐标;根据每个特征物初始位置坐标、所述匹配图像候选位置坐标,获取满足预设条件的特征点匹配对个数并根据特征点匹配对个数与预设数目的比较结果,来判断摄像头位置是否偏离基准位置。
本发明还提供一种摄像头位置偏离检测设备,上述设备包括:包括特征物模板存储模块、图像采集模块、位置偏离判断模块;其中,所述特征物模板存储模块通过所述图像采集模块与所述位置偏离判断模块相连;所述特征物模板存储模块还与所述位置偏离判断模块相连;所述特征物模板存储模块,用于预先安装多个特征物,记录每个特征物初始位置坐标,并存储特征物模板图像并将所述特征物模板图像发送至所述图像采集模块;还用于将每个特征物初始位置坐标发送至所述位置偏离判断模块;所述图像采集模块,用于采集当前图像,从所述当前图像中匹配得到与所述特征物模板图像相匹配的匹配图像,并获取所述匹配图像候选位置坐标并将所述匹配图像候选位置坐标发送至所述位置偏离判断模块;所述位置偏离判断模块,用于根据每个特征物初始位置坐标、所述匹配图像候选位置坐标,获取满足预设条件的特征点匹配对个数并根据特征点匹配对个数与预设数目的比较结果,来判断摄像头位置是否偏离基准位置。
相较于先前技术,根据本发明提供的一种摄像头位置偏离检测方法及设备,本发明采用特征物标记,通过将当前图像中与特征物模板图像进行匹配,并将特征点匹配对个数与预设数目进行比较,判断摄像头位置是否偏离基准位置。此外,本发明可通过改变预设数目,来处理实际过程中因部分特征物被污染或者损坏而不能有效检测摄像头位置的偏离情况。与现有的摄像头位置偏离检测方法(如:棋盘标定法、一维物体标定法)相比,本发明的操作过程简单方便、实验精度高,具有较好的鲁棒性和容错性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1所示为根据本发明的较佳实施例提供的一种摄像头位置偏离检测方法的流程图;
图2所示为根据本发明的较佳实施例提供的一种摄像头位置偏离检测设备的结构图;
图3所示为根据本发明的较佳实施例提供的安装特征物的示意图;
图4所示为根据本发明的较佳实施例提供的采集到的当前图像的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示为根据本发明的较佳实施例提供的一种摄像头位置偏离检测方法的流程图。如图1所示,本发明的较佳实施例提供的一种摄像头位置偏离检测方法包括步骤101-103。
步骤101:预先安装多个特征物,记录每个特征物初始位置坐标,并存储特征物模板图像;
步骤102:采集当前图像,从所述当前图像中匹配得到与所述特征物模板图像相匹配的匹配图像,并获取所述匹配图像候选位置坐标;
从所述当前图像中匹配得到与所述特征物模板图像相匹配的匹配图像的方法包括:基于二值图的匹配、基于灰度图的匹配、基于色彩空间的匹配。
若采用基于二值图的匹配,则从所述当前图像中匹配得到与所述特征物模板图像相匹配的匹配图像的过程为:比较当前图像中各个特征物像素与所述特征物模板图像像素的相同像素,若相同像素个数大于预设值,则确定该当前图像中的特征物图像是与所述特征物模板图像相匹配的匹配图像。
在匹配得到所述匹配图像之前,对采集的当前图像进行预处理,所述预处理至少包括降噪、调整对比度、调整亮度、直方图拉伸、色彩空间转换。
步骤103:根据每个特征物初始位置坐标、所述匹配图像候选位置坐标,获取满足预设条件的特征点匹配对个数并根据特征点匹配对个数与预设数目的比较结果,来判断摄像头位置是否偏离基准位置。
所述预设条件是指:所述匹配图像候选位置坐标与所述特征物初始位置坐标之间的距离小于等于预设距离。
若所述特征点匹配对个数小于或等于预设数目,则判定所述摄像头位置偏离基准位置。
所述特征点匹配对由所述特征物初始位置坐标和所述匹配图像候选位置坐标组成。
判定所述摄像头位置偏离基准位置时,发送报警信息,其中,所述报警信息包括所述摄像头位置信息和/或IP地址信息。
下面举例进行详细说明:
在在线课堂中,需要对用于跟踪板书的摄像机的位置进行检测,该摄像机可拍摄到教室中的黑板,在本实施例中,预先在黑板上安装6个相同的三角形特征物,摄像机拍摄到的图像如图3所示,以图像的左上角为坐标原点,建立坐标系,假设所拍摄到的图像大小是640×480个像素,根据初始安装后拍摄的图像来记录每个特征物的初始位置坐标P01、P02、P03、P04、P05和P06,也可以手工输入这些特征物的初始位置坐标(在本实施例中特征物的初始位置坐标为三角形特征物的中心位置坐标),从而得到三角形特征物的中心位置坐标分别为P01=(51,51)、P02=(205,51)、P03=(409,51)、P04=(409,355)、P05=(205,355)、P06=(51,355),存储上述三角形特征物图像并将其作为特征物模板图像。
假设特征物模板图像(图中所示为三角形,实际上也可以是方形、十字形等具有可辨识形状的图案)的像素为400。采集当前图像,对采集到的图像调整对比度、降噪,以图像的左上角为坐标原点,建立坐标系,得到二值图像如图4所示,以三角形特征物模板图像作为搜索窗口,找出当前图像中与特征物模板图像像素相同的像素,如果得到当前图像中与特征物模板图像像素相同像素个数为350,并判断出该相同像素个数大于预设值(该预设值是预先设置的用于判断两个图像是否匹配的临界值,例如320),则确定当前图像中特征物图像与特征物模板图像相匹配,通过依次比对,可得到当前图像中与特征物模板图像相匹配的匹配图像的数目为4个,获取匹配图像的候选位置坐标(在本实施例中匹配图像的候选位置坐标为匹配图像的中心位置坐标),得到匹配图像的中心位置坐标分别为P11=(52,51)、P12=(206,51)、P13=(206,355)、P14=(52,355),其中,P11与P01、P02、P03、P04、P05和P06的距离分别为1、153、357、469、340、304,P11与P01之间的距离小于预设距离(例如20),P11与P01组成一个特征点匹配对;P12与P01、P02、P03、P04、P05和P06的距离分别为155、1、203、366、304、341,由于P12与P02之间的距离小于预设距离,因此P12与P02组成一个特征点匹配对;P13与P01、P02、P03、P04、P05和P06的距离分别为341、304、366、203、1、155,同理由于P13与P05的距离小于预设距离,因此,P13与P05组成一个特征点匹配对;P14与P01、P02、P03、P04、P05和P06的距离分别为304、340、469、357、153、1,P14与P06的距离小于预设距离,P14与P06组成一个特征点匹配对。得到特征点匹配对个数为4个,特征点匹配对个数小于预设数目(例如5),判断摄像头位置已经偏离基准位置,发送报警信息,其中报警信息包含有所述摄像头位置信息和IP地址信息。
图2所示为根据本发明的较佳实施例提供的一种摄像头位置偏离检测设备结构图。如图2所示,本发明的较佳实施例提供的摄像头位置偏离检测设备,上述设备包括:包括特征物模板存储模块201、图像采集模块202、位置偏离判断模块203;其中,所述特征物模板存储模块201通过所述图像采集模块与所述位置偏离判断模块相连;所述特征物模板存储模块还与所述位置偏离判断模块相连;所述特征物模板存储模块201,用于预先安装多个特征物,记录每个特征物初始位置坐标,并存储特征物模板图像并将所述特征物模板图像发送至所述图像采集模块;还用于将每个特征物初始位置坐标发送至所述位置偏离判断模块;所述图像采集模块202,用于采集当前图像,从所述当前图像中匹配得到与所述特征物模板图像相匹配的匹配图像,并获取所述匹配图像候选位置坐标并将所述匹配图像候选位置坐标发送至所述位置偏离判断模块;所述位置偏离判断模块203,用于根据每个特征物初始位置坐标、所述匹配图像候选位置坐标,获取满足预设条件的特征点匹配对个数并根据特征点匹配对个数与预设数目的比较结果,来判断摄像头位置是否偏离基准位置。
此外,关于上述设备的具体操作过程同上述方法所述,故于此不再赘述。
综上所述,根据本发明提供的一种摄像头位置偏离检测方法及设备,采用特征物标记,通过将当前图像中与特征物模板图像匹配,并将特征点匹配对个数与预设数目进行比较,判断摄像头位置是否偏离基准位置。此外,本发明可通过改变预设数目,来处理实际过程中因部分特征物被污染或者损坏而不能有效检测摄像头位置的偏离情况。与现有的摄像头位置偏离检测方法(如:棋盘标定法、一维物体标定法)相比,本发明的操作过程简单方便、实验精度高,具有较好的鲁棒性和容错性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。