CN105066964A - 一种实时判别摄像机光轴的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种实时判别摄像机光轴的方法，涉及用于实时判别机器视觉中物体相对位姿的方法，属于机器视觉领域。本发明包括如下步骤，步骤一：在游戏显示屏幕上安装LED闪烁，虚拟枪内置用于实时采集屏幕上安装LED闪烁图像的高速相机，并对采集屏幕上安装LED闪烁图像进行去除背景光处理。步骤二：根据虚拟枪实时采集游戏屏幕上LED闪烁的点数和LED闪烁的奇偶性建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系，实现实时判别机器视觉中物体相对位姿。本发明利用游戏的显示屏上安置的LED与计算虚拟枪映射的位置关系，实现判别机器视觉中摄像机光轴方位，且本发明判别速度快、结果精度高、受外界干扰小。

Description

一种实时判别摄像机光轴的方法

技术领域

本发明涉及一种实时判别摄像机光轴的方法，尤其涉及一种用于实时判别机器视觉中物体相对位姿的方法，属于机器视觉领域。

背景技术

随着科技的发展，人机交互的需求变得越来越多，在电子游戏中加入人机交互会使得游戏更加逼真，从而赢得市场。在模拟射击游戏当中，我们需要实时计算出虚拟枪打在屏幕上的坐标点，这时必须知道虚拟枪和屏幕的相对位置。

传统方法是利用激光定位，即开枪射击时打出激光，求出激光的位置即可得到虚拟枪的射击位置。这种方法存在以下缺点：激光在强光背景下效果很不理想，且容易被LED屏吸收，第二点是激光器对人眼安全存在隐患。另外的一种方法是固定虚拟枪在一个底盘上，计算出虚拟枪的水平和俯仰角度，加上屏幕与虚拟枪的距离已知，便可求出虚拟枪的射击位置。缺点是机械精度要求高且用户体验不好。

另外一种做法是在游戏的显示屏上安置LED作为特征点来判断二者的相对位姿。当均匀地安置LED时，如何在虚拟枪和屏幕的相对位姿发生变化时区分各个LED成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明公开的一种实时判别摄像机光轴的方法，要解决的技术问题是利用游戏的显示屏上安置的LED与计算虚拟枪映射的位置关系，实现判别机器视觉中物体相对位姿，且本发明判别速度快、结果精度高、受外界干扰小。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种实时判别摄像机光轴的方法，包括如下步骤：

步骤一：在游戏显示屏幕上安装LED闪烁，所述的安装LED闪烁的数量根据视场大小而定。虚拟枪内置用于实时采集屏幕上安装LED闪烁图像的高速相机，并对采集屏幕上安装LED闪烁图像进行去除背景光处理，所述的去除背景光方法优选帧间差分法。

步骤二：根据虚拟枪实时采集游戏屏幕上LED闪烁的点数和LED闪烁的奇偶性建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系，实现实时判别机器视觉中物体相对位姿。

所述的步骤二具体实现方法为：

步骤2.1：定义采集游戏屏幕上LED闪烁图像次数为奇数时为奇数帧，采集游戏屏幕上LED闪烁图像次数为偶数时为偶数帧。

步骤2.2：给游戏屏幕上LED闪烁编号，按顺时针顺序编为LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5、LED闪烁6，定义LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6为奇场，LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5为偶场。

步骤2.3：LED闪烁点亮时，设置其值为正；LED闪烁熄灭时，设置其值为0。

步骤2.4：奇数帧时，给LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6通电点亮，偶数帧时，给LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5通电点亮。

步骤2.5：判断虚拟枪实时采集的LED闪烁对应的编号是LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6组中的一个，或是LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5中的一个。

步骤2.5具体判断方法为：当采集游戏屏幕上LED闪烁奇数帧图像闪烁时，利用步骤一中的帧间差分法实现当前帧减去上一帧，提取LED闪烁的值和位置，当前LED值为正则判断是LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6组中的一个。若LED值为负则判断是LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5组中的一个。当采集游戏屏幕上LED闪烁偶数帧图像闪烁时，利用步骤一中的帧间差分法实现当前帧减去上一帧，提取LED闪烁的值和位置，当前LED值为正则判断是LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5中的一个。若LED值为负则判断是LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6中的一个。

步骤2.6：根据步骤2.5判断结果，结合LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5、LED闪烁6的实际几何关系判断建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系。

步骤2.6具体判断方法为：

步骤2.6.1：若获取LED闪烁的个数少于四个，则判断虚拟枪指向了屏幕外。

步骤2.6.2：若获取LED闪烁的个数为四个，利用步骤2.5判断其中有三个LED闪烁为奇场LED闪烁，另一个为偶场LED闪烁的一个，定义为参考点；或者其中有三个LED闪烁为偶场LED闪烁，另一个为奇场LED闪烁的一个，定义为参考点。

首先，求取摄像机采集的同组三个LED闪烁两两之间的距离，取最小的距离为a，再求取另外一个LED闪烁分别到该组三个LED闪烁之间的距离，取最大距离为b。如果b＜2a，则判断出获取的四个LED闪烁映射的实际四个LED闪烁位置组成长方形，如果b＞2a，获取的四个LED闪烁映射无效。

定义参考点坐标为(x₃，y₃)，定义与参考点距离最远的为其对角上的LED闪烁坐标为(x₁，y₁)，定义另外两个LED闪烁坐标为(x₂，y₂)和(x₄，y₄)，通过(x₁，y₁)和(x₃，y₃)的直线方程为：

$y=\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}(x-x_1)+y_1$

定义x₁＝x₃时，通过下述式子判断(x₂，y₂)和(x₄，y₄)：

$\left\{\begin{array}{c}1\&GreaterEqual;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}\&GreaterEqual;0,y_2>y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}>1,x_4>x_2\\ -1\&le;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<0,y_2<y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<-1,x_4<x_2\end{array}\right.$

由于实际屏幕上对应的LED闪烁坐标值是已知的，即实现建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系。

步骤2.6.3：若获取LED闪烁的个数为五个，利用步骤2.5判断其中有三个LED闪烁为奇场LED闪烁，另外两个为偶场LED闪烁的两个；或者其中有三个LED闪烁为偶场LED闪烁，另外两个为奇场LED闪烁的两个。

分别求取两个LED闪烁到另外三个同一组的LED闪烁距离之和，取为c1和c2，取c1、c2两者较小的值对应的LED闪烁与另外三个同一组的LED闪烁构成四边形，定义取c1、c2两者较小的值对应的LED闪烁为参考点。

定义参考点坐标为(x₃，y₃)，定义与参考点距离最远的为其对角上的LED闪烁坐标为(x₁，y₁)，定义另外两个LED闪烁坐标为(x₂，y₂)和(x₄，y₄)，通过(x₁，y₁)和(x₃，y₃)的直线方程为：

$y=\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}(x-x_1)+y_1$

定义x₁＝x₃时，通过下述式子判断(x₂，y₂)和(x₄，y₄)：

$\left\{\begin{array}{c}1\&GreaterEqual;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}\&GreaterEqual;0,y_2>y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}>1,x_4>x_2\\ -1\&le;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<0,y_2<y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<-1,x_4<x_2\end{array}\right.$

由于实际屏幕上对应的LED闪烁坐标值是已知的，即实现建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系。

步骤2.6.4：若获取LED闪烁的个数为六个，利用步骤2.5判断其中有三个LED闪烁为奇场LED闪烁，另外三个为偶场LED闪烁。

分别求取奇场三个LED闪烁到另外一组三个LED闪烁距离之和，取为d1、d2和d3，d1、d2和d3中最小者对应的LED闪烁为LED闪烁2，偶场LED闪烁距离LED闪烁2最远的为LED闪烁4；再分别求取偶场三个LED闪烁到另外一组三个LED闪烁距离之和，取为e1、e2和e3，e1、e2和e3中最小者对应的LED闪烁为LED闪烁5，偶场LED闪烁距离LED闪烁5最远的为LED闪烁1。奇场余下的为LED闪烁6，偶场余下的LED闪烁3。

取LED闪烁1、LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁6构成四边形，由于实际屏幕上对应的LED闪烁坐标值是已知的，即实现建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系。

步骤2.6.5：根据步骤2.6.2、步骤2.6.3、步骤2.6.4即可建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系。所述的采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系用于步骤2.7实现判别机器视觉中物体相对位姿的方法。

步骤2.7：已知四个点在屏幕上的坐标位置以及在摄像机上成像的坐标位置，可以求出摄像机坐标转换成相应屏幕上坐标的变换矩阵，定义摄像机主点即为其光轴，因此可以求得其在屏幕上的坐标位置。利用高速摄像机可以达到实时性。

由步骤2.6已求取构成四边形的四个LED闪烁在摄像机成像平面上的坐标值统一记为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，(x₃，y₃)，(x₄，y₄)，且该四个LED闪烁在实际屏幕上的坐标已知，为(X₁，Y₁)，(X₂，Y₂)，(X₃，Y₃)，(X₄，Y₄)。已知(x_i，y_i)和(X_i，Y_i)(i＝1，2，3，4)一一对应，利用投影变换，求出其变换矩阵H。

变换矩阵H与摄像机主点坐标相乘，即得到虚拟光点在屏幕上的坐标，即实现利用游戏的显示屏上安置的LED与计算虚拟枪映射的位置关系，实现实时判别机器视觉中物体相对位姿。

所述的一种实时判别摄像机光轴的方法，步骤2.2给出的给游戏屏幕上LED闪烁编号六点分组方法为最优实现方法，可根据视场大小扩展为多点分组编号，建立所述的采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系，实现实时判别机器视觉中物体相对位姿。

有益效果：

本发明公开的一种实时判别摄像机光轴的方法，利用游戏的显示屏上安置的LED与计算虚拟枪映射的位置关系，可实现实时判别机器视觉中物体相对位姿，此外，本发明判别速度快、结果精度高、受外界干扰小、易于实现。

附图说明

图1为本发明的一种实时判别摄像机光轴的方法实现系统示意图；

图2为摄像机获取四个LED闪烁时的示意图；

图3为摄像机获取五个LED闪烁的示意图；

图4为摄像机获取六个LED闪烁的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。

实施例1：

步骤一：如图1，在游戏显示屏幕上安装LED闪烁，所述的安装LED闪烁的数量根据视场大小而定。虚拟枪内置用于实时采集屏幕上安装LED闪烁图像的高速相机，并对采集屏幕上安装LED闪烁图像进行去除背景光处理，所述的去除背景光方法优选帧间差分法。

步骤二：根据虚拟枪实时采集游戏屏幕上LED闪烁的点数和LED闪烁的奇偶性建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系，实现实时判别机器视觉中物体相对位姿。

所述的步骤二具体实现方法为：

步骤2.1：定义采集游戏屏幕上LED闪烁图像次数为奇数时为奇数帧，采集游戏屏幕上LED闪烁图像次数为偶数时为偶数帧。

步骤2.2：给游戏屏幕上LED闪烁编号，按顺时针顺序编为LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5、LED闪烁6，定义LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6为奇场，LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5为偶场；

步骤2.3：LED闪烁点亮时，设置其值为正；LED闪烁熄灭时，设置其值为0。

步骤2.4：奇数帧时，给LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6通电点亮，偶数帧时，给LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5通电点亮。

步骤2.5：判断虚拟枪实时采集的LED闪烁对应的编号是LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6组中的一个，或是LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5中的一个。

步骤2.5具体判断方法为：当采集游戏屏幕上LED闪烁奇数帧图像闪烁时，利用步骤一中的帧间差分法实现当前帧减去上一帧，提取LED闪烁的值和位置，当前LED值为正则判断是LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6组中的一个。若LED值为负则判断是LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5组中的一个。当采集游戏屏幕上LED闪烁偶数帧图像闪烁时，利用步骤一中的帧间差分法实现当前帧减去上一帧，提取LED闪烁的值和位置，当前LED值为正则判断是LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5中的一个。若LED值为负则判断是LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6中的一个。

步骤2.6：根据步骤2.5判断结果，结合LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5、LED闪烁6的实际几何关系判断建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系。

步骤2.6具体判断方法为：

步骤2.6.1：若获取LED闪烁的个数少于四个，则判断虚拟枪指向了屏幕外。

步骤2.6.2：如图2，若获取LED闪烁的个数为四个，利用步骤2.5判断其中有三个LED闪烁为奇场LED闪烁，另一个为偶场LED闪烁的一个，定义为参考点；或者其中有三个LED闪烁为偶场LED闪烁，另一个为奇场LED闪烁的一个，定义为参考点。

首先，求取摄像机采集的同组三个LED闪烁两两之间的距离，取最小的距离为a，再求取另外一个LED闪烁分别到该组三个LED闪烁之间的距离，取最大距离为b。如果b＜2a，则判断出获取的四个LED闪烁映射的实际四个LED闪烁位置组成长方形，如果b＞2a，获取的四个LED闪烁映射无效。

定义参考点坐标为(x₃，y₃)，定义与参考点距离最远的为其对角上的LED闪烁坐标为(x₁，y₁)，定义另外两个LED闪烁坐标为(x₂，y₂)和(x₄，y₄)，通过(x₁，y₁)和(x₃，y₃)的直线方程为：

$y=\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}(x-x_1)+y_1$

定义x₁＝x₃时，通过下述式子判断(x₂，y₂)和(x₄，y₄)：

$\left\{\begin{array}{c}1\&GreaterEqual;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}\&GreaterEqual;0,y_2>y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}>1,x_4>x_2\\ -1\&le;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<0,y_2<y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<-1,x_4<x_2\end{array}\right.$

由于实际屏幕上对应的LED闪烁坐标值是已知的，即实现建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系。

步骤2.6.3：如图3，若获取LED闪烁的个数为五个，利用步骤2.5判断其中有三个LED闪烁为奇场LED闪烁，另外两个为偶场LED闪烁的两个；或者其中有三个LED闪烁为偶场LED闪烁，另外两个为奇场LED闪烁的两个。

分别求取两个LED闪烁到另外三个同一组的LED闪烁距离之和，取为c1和c2，取c1、c2两者较小的值对应的LED闪烁与另外三个同一组的LED闪烁构成四边形，定义取c1、c2两者较小的值对应的LED闪烁为参考点。

定义参考点坐标为(x₃，y₃)，定义与参考点距离最远的为其对角上的LED闪烁坐标为(x₁，y₁)，定义另外两个LED闪烁坐标为(x₂，y₂)和(x₄，y₄)，通过(x₁，y₁)和(x₃，y₃)的直线方程为：

$y=\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}(x-x_1)+y_1$

定义x₁＝x₃时，通过下述式子判断(x₂，y₂)和(x₄，y₄)：

$\left\{\begin{array}{c}1\&GreaterEqual;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}\&GreaterEqual;0,y_2>y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}>1,x_4>x_2\\ -1\&le;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<0,y_2<y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<-1,x_4<x_2\end{array}\right.$

由于实际屏幕上对应的LED闪烁坐标值是已知的，即实现建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系。

步骤2.6.4：如图4，若获取LED闪烁的个数为六个，利用步骤2.5判断其中有三个LED闪烁为奇场LED闪烁，另外三个为偶场LED闪烁。

分别求取奇场三个LED闪烁到另外一组三个LED闪烁距离之和，取为d1、d2和d3，d1、d2和d3中最小者对应的LED闪烁为LED闪烁2，偶场LED闪烁距离LED闪烁2最远的为LED闪烁4；再分别求取偶场三个LED闪烁到另外一组三个LED闪烁距离之和，取为e1、e2和e3，e1、e2和e3中最小者对应的LED闪烁为LED闪烁5，偶场LED闪烁距离LED闪烁5最远的为LED闪烁1。奇场余下的为LED闪烁6，偶场余下的LED闪烁3。

取LED闪烁1、LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁6构成四边形。

根据步骤2.6.2、步骤2.6.3、步骤2.6.4即可建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系。所述的采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系用于步骤2.7实现判别机器视觉中物体相对位姿的方法。

步骤2.7：已知四个点在屏幕上的坐标位置以及在摄像机上成像的坐标位置，可以求出摄像机坐标转换成相应屏幕上坐标的变换矩阵，我们认为摄像机主点即为其光轴，因此可以求得其在屏幕上的坐标位置。利用高速摄像机，可以达到实时性。

由步骤2.6已求取构成四边形的四个LED闪烁在摄像机成像平面上的坐标值统一记为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，(x₃，y₃)，(x₄，y₄)，且该四个LED闪烁在实际屏幕上的坐标已知，为(X₁，Y₁)，(X₂，Y₂)，(X₃，Y₃)，(X₄，Y₄)。已知(x_i，y_i)和(X_i，Y_i)(i＝1，2，3，4)一一对应，利用投影变换，求出其变换矩阵H。

变换矩阵H与摄像机主点坐标相乘，即得到虚拟光点在屏幕上的坐标。

变换矩阵H与摄像机主点坐标相乘，即得到虚拟光点在屏幕上的坐标，即实现利用游戏的显示屏上安置的LED与计算虚拟枪映射的位置关系，实现实时判别机器视觉中物体相对位姿。

所述的一种实时判别摄像机光轴的方法，步骤2.2给出的给游戏屏幕上LED闪烁编号六点分组方法为最优实现方法，可根据视场大小扩展为多点分组编号，建立所述的采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系，实现实时判别机器视觉中物体相对位姿

本发明保护范围不仅局限于实施例，实施例用于解释本发明，凡与本发明在相同原理和构思条件下的变更或修改均在本发明公开的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种实时判别摄像机光轴的方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一，在游戏显示屏幕上安装LED闪烁，所述的安装LED闪烁的数量根据视场大小而定；虚拟枪内置用于实时采集屏幕上安装LED闪烁图像的高速相机，并对采集屏幕上安装LED闪烁图像进行去除背景光处理；

步骤二，根据虚拟枪实时采集游戏屏幕上LED闪烁的点数和LED闪烁的奇偶性建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系，实现实时判别机器视觉中物体相对位姿。

2.根据权利要求1所述的一种实时判别摄像机光轴的方法，其特征在于：

所述的步骤二具体实现方法包括步骤2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7，

步骤2.1，定义采集游戏屏幕上LED闪烁图像次数为奇数时为奇数帧，采集游戏屏幕上LED闪烁图像次数为偶数时为偶数帧；

步骤2.2，给游戏屏幕上LED闪烁编号，按顺时针顺序编为LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5、LED闪烁6，定义LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6为奇场，LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5为偶场；

步骤2.3，LED闪烁点亮时，设置其值为正；LED闪烁熄灭时，设置其值为0；

步骤2.4，奇数帧时，LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6通电点亮，偶数帧时，LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5通电点亮；

步骤2.5，判断虚拟枪实时采集的LED闪烁对应的编号是LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6组中的一个，或是LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5中的一个；

步骤2.5具体判断方法为，当采集游戏屏幕上LED闪烁奇数帧图像闪烁时，利用步骤一中的帧间差分法实现当前帧减去上一帧，提取LED闪烁的值和位置，当前LED值为正则判断是LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6组中的一个；若LED值为负则判断是LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5组中的一个；当采集游戏屏幕上LED闪烁偶数帧图像闪烁时，利用步骤一中的帧间差分法实现当前帧减去上一帧，提取LED闪烁的值和位置，当前LED值为正则判断是LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5中的一个；若LED值为负则判断是LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁6中的一个；

步骤2.6，根据步骤2.5判断结果，结合LED闪烁1、LED闪烁2、LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁5、LED闪烁6的实际几何关系判断建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系；

步骤2.6具体判断方法为，

步骤2.6.1，若获取LED闪烁的个数少于四个，则判断虚拟枪指向了屏幕外；

步骤2.6.2，若获取LED闪烁的个数为四个，利用步骤2.5判断其中有三个LED闪烁为奇场LED闪烁，另一个为偶场LED闪烁的一个，定义为参考点；或者其中有三个LED闪烁为偶场LED闪烁，另一个为奇场LED闪烁的一个，定义为参考点；

首先，求取摄像机采集的同组三个LED闪烁两两之间的距离，取最小的距离为a，再求取另外一个LED闪烁分别到该组三个LED闪烁之间的距离，取最大距离为b；如果b＜2a，则判断出获取的四个LED闪烁映射的实际四个LED闪烁位置组成长方形，如果b＞2a，获取的四个LED闪烁映射无效；

定义参考点坐标为(x₃，y₃)，定义与参考点距离最远的为其对角上的LED闪烁坐标为(x₁，y₁)，定义另外两个LED闪烁坐标为(x₂，y₂)和(x₄，y₄)，通过(x₁，y₁)和(x₃，y₃)的直线方程为：

$y=\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}(x-x_1)+y_1$

定义x₁＝x₃时，通过下述式子判断(x₂，y₂)和(x₄，y₄)：

$\left\{\begin{array}{c}1\&GreaterEqual;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}\&GreaterEqual;0,y_2>y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}>1,x_4>x_2\\ -1\&le;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<0,y_2<y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<-1,x_4<x_2\end{array}\right.$

由于实际屏幕上对应的LED闪烁坐标值是已知的，即实现建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系；

步骤2.6.3，若获取LED闪烁的个数为五个，利用步骤2.5判断其中有三个LED闪烁为奇场LED闪烁，另外两个为偶场LED闪烁的两个；或者其中有三个LED闪烁为偶场LED闪烁，另外两个为奇场LED闪烁的两个；

分别求取两个LED闪烁到另外三个同一组的LED闪烁距离之和，取为c1和c2，取c1、c2两者较小的值对应的LED闪烁与另外三个同一组的LED闪烁构成四边形，定义取c1、c2两者较小的值对应的LED闪烁为参考点；

定义参考点坐标为(x₃，y₃)，定义与参考点距离最远的为其对角上的LED闪烁坐标为(x₁，y₁)，定义另外两个LED闪烁坐标为(x₂，y₂)和(x₄，y₄)，通过(x₁，y₁)和(x₃，y₃)的直线方程为：

$y=\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}(x-x_1)+y_1$

定义x₁＝x₃时，通过下述式子判断(x₂，y₂)和(x₄，y₄)：

$\left\{\begin{array}{c}1\&GreaterEqual;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}\&GreaterEqual;0,y_2>y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}>1,x_4>x_2\\ -1\&le;\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<0,y_2<y_4\\ \frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}<-1,x_4<x_2\end{array}\right.$

由于实际屏幕上对应的LED闪烁坐标值是已知的，即实现建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系；

步骤2.6.4，若获取LED闪烁的个数为六个，利用步骤2.5判断其中有三个LED闪烁为奇场LED闪烁，另外三个为偶场LED闪烁；

分别求取奇场三个LED闪烁到另外一组三个LED闪烁距离之和，取为d1、d2和d3，d1、d2和d3中最小者对应的LED闪烁为LED闪烁2，偶场LED闪烁距离LED闪烁2最远的为LED闪烁4；再分别求取偶场三个LED闪烁到另外一组三个LED闪烁距离之和，取为e1、e2和e3，e1、e2和e3中最小者对应的LED闪烁为LED闪烁5，偶场LED闪烁距离LED闪烁5最远的为LED闪烁1；奇场余下的为LED闪烁6，偶场余下的LED闪烁3；

取LED闪烁1、LED闪烁3、LED闪烁4、LED闪烁6构成四边形，由于实际屏幕上对应的LED闪烁坐标值是已知的，即实现建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系；

步骤2.6.5，根据步骤2.6.2、步骤2.6.3、步骤2.6.4即可建立采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系；所述的采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系用于步骤2.7实现判别机器视觉中物体相对位姿的方法；

步骤2.7，由于四个点在屏幕上的坐标位置以及在摄像机上成像的坐标位置已知，可以求出摄像机坐标转换成相应屏幕上坐标的变换矩阵H，定义摄像机主点为其光轴，可以进一步求得主点在屏幕上的坐标位置；

由步骤2.6已求取构成四边形的四个LED闪烁在摄像机成像平面上的坐标值统一记为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，(x4，y4)，且该四个LED闪烁在实际屏幕上的坐标已知，为(X1，Y1)，(X2，Y2)，(X3，Y3)，(X4，Y4)；已知(xi，yi)和(Xi，Yi)(i＝1，2，3，4)一一对应，利用投影变换，求出其变换矩阵H；

变换矩阵H与摄像机主点坐标相乘，即得到虚拟光点在屏幕上的坐标，即实现利用游戏的显示屏上安置的LED与计算虚拟枪映射的位置关系，实现实时判别机器视觉中物体相对位姿。

3.根据权利要求2所述的一种实时判别物体位姿的方法，其特征在于：所述的去除背景光方法优选帧间差分法。

4.根据权利要求2或3所述的一种实时判别物体位姿的方法，其特征在于：步骤2.2给出的给游戏屏幕上LED闪烁编号六点分组方法为最优实现方法，根据视场大小扩展为多点分组编号，建立所述的采集LED闪烁位置与游戏显示屏幕LED闪烁实际位置的映射关系，实现实时判别机器视觉中物体相对位姿。