CN105588543A - 一种基于摄像头实现定位的方法、装置及定位系统 - Google Patents

一种基于摄像头实现定位的方法、装置及定位系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于摄像头实现定位的方法、装置及定位系统。方法包括：通过一摄像头对目标对象进行拍摄；根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角；根据所述摄像头的绝对位置信息、所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角，确定目标对象的绝对位置信息。本发明的方案能够基于一个摄像头即可定位出目标对象的绝对位置，且本发明的方案不需要进行图像训练，也不需要设置参照物，因此更易实施。

Description

一种基于摄像头实现定位的方法、装置及定位系统
技术领域
本发明涉及定位技术领域，特别是一种基于摄像头实现定位的方法、装置及定位系统。
背景技术
目前的摄像头定位技术主要包括如下几种方案：
方案一：使用单摄像头，对人体特征(眼睛、肩膀)识别，通过计算人眼和肩膀在每一帧图像中的坐标位移来计算人员到摄像头的距离，从而完成人员定位信息采集。该方案的缺点在于：
1、需要通过大量人双眼图片进行训练，获取双眼模板，还需要通过对各种尺寸，形态的人头，肩部的图片训练获取人头肩部的特征模板，前期准备工作比较复杂繁琐；
2、需要摄像头精度较高，可以清晰分辨人眼图像；
3、对于客观要求较高，如视频分辨率，灯光、拍摄角度，脸部不能被遮挡等。
方案二：使用广角摄像头，通过预先设置参考物体和参考点，再进行图像校正计算出与参考点的位移来实现定位。该方案的缺点在于：
1、对于摄像头的要求比较高，需要使用广角摄像头。
2、需要前期参照物和参照点的标定，实现比较复杂，繁琐。
方案三：使用多摄像头，对每个摄像头进行区域划分，通过摄像头自身坐标和监控区域范围关联来达到初步的定位。该方案的缺点在于：
1、需要使用多个摄像头配合进行定位。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于摄像头实现定位的方法、装置及定位系统，能够基于一个摄像头即可定位出目标对象的绝对位置，且本发明的方案不需要进行图像训练，也不需要设置参照物。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于摄像头实现定位的方法，包括：
通过一摄像头对目标对象进行拍摄；
根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角；
根据所述摄像头的绝对位置信息、所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角，确定目标对象的绝对位置信息。
其中，根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离，包括：
确定摄像结果中的目标对象的外接矩形；
根据公式：h＝Hc×[(Yei-Yoi)÷Hp]，确定所述目标对象的成像高度h；其中，Hc为摄像头的靶面规格的高度；Yei为外接矩形的最高像素位置；Yoi为外接矩形的最低像素位置；Hp为摄像头分辨率的高度的像素数量；
根据公式D＝{H×sin[y-arctan(h÷2f)]×cos[x-arctan(h÷2f)]}÷sin[arctan(h÷2f)]，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离D；其中，H为待测物体实际高度；f为摄像头焦距；x为摄像头水平拍摄角度；y为x的余值。
其中，根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平夹角，包括：
根据公式：w＝Wc×[(Xei-Xoi)÷Wp]，确定所述目标对象的成像宽度w；其中，Wc为摄像头的靶面规格的宽度；Xei为外接矩形的最左像素位置；Xoi为外接矩形的最右像素位置；Wp为摄像头分辨率的宽度的像素数量；
根据公式：d＝Wc÷2-w，确定所述摄像头与目标对象的成像距离；
根据公式：α＝arctan(d/f)，确定所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α。
其中，根据所述摄像头的绝对位置信息、所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角，确定目标对象的绝对位置信息，包括：
根据所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α，以及预先设置的摄像头的摄像方向与纬度的夹角β，确定出目标对象与纬度的夹角γ；
根据公式：Δ1＝D×sin(γ)÷V1，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ1；其中，V1为1纬度所对应的实际地理距离；D为所述目标对象与所述摄像头的水平距离；
根据公式：Δ2＝D×cos(γ)÷V2，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ2；其中，V2为1经度所对应的实际地理距离；
根据Δ1以及所述摄像头的纬度坐标，确定出所述目标对象的纬度坐标，并根据Δ2以及所述摄像头的经度坐标，确定出所述目标对象的经度坐标。
其中，所述目标对象具有表示其成员身份的字符串；所述基于摄像头实现定位的方法还包括：
维护一实时记录有各成员的绝对位置信息的存储空间；
识别拍摄过程中所述目标对象的字符串；
根据识别到的字符串确定出所述目标对象的成员身份；
根据确定到的成员身份，将所述目标对象的绝对位置信息更新至所述存储空间。
其中，所述基于摄像头实现定位的方法，还包括：
获取用户发起的针对目标成员的定位请求；
根据所述定位请求从所述存储空间中获取所述目标成员的绝对位置信息，并将获取的绝对位置信息反馈至所述用户。
此外，本发明的另一实施例还提供一种基于摄像头实现定位的装置，包括：
摄像模块，用于对目标对象进行拍摄；
图像处理模块，用于根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角；
位置确定模块，用于根据所述摄像头的绝对位置信息、所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角，确定目标对象的绝对位置信息。
其中，所述图像图像处理模块包括：
第一确定子模块，用于确定摄像结果中的目标对象的外接矩形；
第二确定子模块，用于根据公式：h＝Hc×[(Yei-Yoi)÷Hp]，确定所述目标对象的成像高度h；其中，Hc为摄像头的靶面规格的高度；Yei为外接矩形的最高像素位置；Yoi为外接矩形的最低像素位置；Hp为摄像头分辨率的高度的像素数量；
第三确定子模块，用于根据公式D＝{H×sin[y-arctan(h÷2f)]×cos[x-arctan(h÷2f)]}÷sin[arctan(h÷2f)]，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离D；其中，H为待测物体实际高度；f为摄像头焦距；x为摄像头水平拍摄角度；y为x的余值。
其中，所述图像处理模块还包括：
第四确定子模块，用于根据公式：w＝Wc×[(Xei-Xoi)÷Wp]，确定所述目标对象的成像宽度w；其中，Wc为摄像头的靶面规格的宽度；Xei为外接矩形的最左像素位置；Xoi为外接矩形的最右像素位置；Wp为摄像头分辨率的宽度的像素数量；
第五确定子模块，用于根据公式：d＝Wc÷2-w，确定所述摄像头与目标对象的成像距离；
根据公式：α＝arctan(d/f)，确定所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α。
其中，所述位置确定模块包括：
第六确定子模块，用于根据所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α，以及预先设置的摄像头的摄像方向与纬度的夹角β，确定出目标对象与纬度的夹角γ；
第七确定子模块，用于根据公式：Δ1＝D×sin(γ)÷V1，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ1；其中，V1为1纬度所对应的实际地理距离；D为所述目标对象与所述摄像头的水平距离；
第八确定子模块，用于根据公式：Δ2＝D×cos(γ)÷V2，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ2；其中，V2为1经度所对应的实际地理距离；
第九确定子模块，用于根据Δ1以及所述摄像头的纬度坐标，确定出所述目标对象的纬度坐标，并根据Δ2以及所述摄像头的经度坐标，确定出所述目标对象的经度坐标。
其中，所述目标对象具有表示成员身份的字符串；所述基于摄像头实现定位的方法装置：
维护模块，用于维护一实时记录有各成员的绝对位置信息的存储空间；
识别模块，用于识别拍摄过程中所述目标对象的字符串；
身份确定模块，用于根据识别到的字符串确定出所述目标对象的成员身份；
更新模块，用于根据确定到的成员身份，将所述目标对象的绝对位置信息更新至所述存储空间。
其中，所述基于摄像头实现定位的装置还包括：
获取模块，用于获取用户发起的针对目标成员的定位请求；
反馈模块，用于根据所述定位请求从所述存储空间中获取所述目标成员的绝对位置信息，并将获取的绝对位置信息反馈至所述用户。
此外，本发明的另一实施例还提供一种定位系统，包括：
上述的基于摄像头实现定位的装置。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
1.使用单个普通摄像头实现定位功能，降低了对于摄像头本身的要求，提高了通用性；
2.实现了不依靠参照点和参照物标定的摄像头定位方法，降低了系统部署实现的复杂度，使得摄像头定位简单易行；
3.降低了对于客观成像因素的依赖，提高了摄像头定位信息的有效性。
附图说明
图1为本发明的基于摄像头实现定位的方法的步骤示意图；
图2-4分别为本发明的摄像头与目标对象的角度示意图；
图5为发明的基于摄像头实现定位的装置的结构示意图；
图6为发明的定位系统在工作过程中的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明的实施例提供一种基于摄像头实现定位的方法，包括：
步骤11，通过一摄像头对目标对象进行拍摄；
步骤12，根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角；
步骤13，根据所述摄像头的绝对位置信息、所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角，确定目标对象的绝对位置信息。
根据上述描述可以知道：本发明的方法只需要一个摄像头即可定位出目标对象的绝对位置信息；此外，根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距即可确定出目标对象与摄像头的相对位置，不需要对人体进行训练，或是设置距离参照物，因此方法更易实施，实用性更高。
具体地，在上述步骤12中，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离，包括：
步骤121，确定摄像结果中的目标对象的外接矩形；
步骤122，根据公式：h＝Hc×[(Yei-Yoi)÷Hp]，确定所述目标对象的成像高度h；其中，Hc为摄像头的靶面规格的高度；Yei为外接矩形的最高像素位置；Yoi为外接矩形的最低像素位置；Hp为摄像头分辨率的高度的像素数量；
步骤123，根据公式D＝{H×sin[y-arctan(h÷2f)]×cos[x-arctan(h÷2f)]}÷sin[arctan(h÷2f)]，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离D；其中，H为待测物体实际高度；f为摄像头焦距；x为摄像头水平拍摄角度；y为x的余值。
下面对上述步骤121至步骤123进行详细介绍。
如图2为摄像头与目标对象的拍摄示例图。其中，椭圆形表示摄像头，高度H表示目标对象的实际高度，h表示目标对象成像高度，f表示摄像头的焦距。
计算步骤如下：
首先，根据二值数字图像，确定目标对象在成像中的外接矩形，获取目标对象对应成像中的外接矩形Ri(Xoi，Yoi，Xei，Yei)，Xei为外接矩形的最左像素位置，Xoi为外接矩形的最右像素位置，Yei为外接矩形的最高像素位置，Yoi为外接矩形的最低像素位置。需要说明的是，二值数字图像区确定外接矩形方法为现有技术，可参考现有文献《一种获取图像区域最小外接矩形的算法及实现》；
确定目标对象的高度像素数量h(i)，h(i)＝Yei-Yoi；在该步骤中，摄像头的像素规格是提前知道的，如640×480。其中，640即为摄像头的像素数量，通过Yei-Yoi，即可得到外接矩阵的高度像素数量。
确定所述目标对象的成像高度h，h＝Hc×[(h(i))÷Hp]；
将h(i)＝Yei-Yoi代入，即得到上述公式h＝Hc×[(Yei-Yoi)÷Hp]，其中，h的长度单位为mm；
之后可确定图2中∠1的大小，∠1＝arctan(h/2f)。
∠2＝2*∠1
∠7为摄像头的水平角度(该角度优选为30°，可以根据实际情况设置)。
∠6＝∠7-∠2/2；
∠4＝90°+∠6；
∠5＝180°-∠2-∠4；
由此可以获取图2所有角的度数。
根据正弦定理，确定出Q＝H*sin∠5/sin∠2，D＝Q*cos∠6；
整合上述所有计算公式，代入固定的摄像头角度x，最终推导出以下公式：D＝{H×sin[y-arctan(h÷2f)]×cos[x-arctan(h÷2f)]}÷sin[arctan(h÷2f)]。
其中H可以根据实际情况设定，例如目标对象是人的话，那么H取平均身高1.7m，在目标对象存在20cm的偏差范围呢，定位信息误差不超过1m。
例如同等情况下(靶面规格为宽8.8mm，长6.6mm，分辨率为640*480，成像高度像素数为360，焦距为12mm，摄像头水平拍摄角度为30°)，按照如下的计算公式计算1.7m和1.9m两种实际高度的对象水平距离：
∠1约等于22.4°
那么D＝(H*sin(60°-∠1)*cos(30°-∠1))/sin∠1
代入1.7m和1.9m计算，D值分别为：
1.7m：约等于2.7m；
1.9m：约等于3.02m；
可见，误差仅为0.32m。
具体地，在上述步骤12中，确定所述目标对象与所述摄像头的水平夹角，包括：
步骤124，根据公式：w＝Wc×[(Xei-Xoi)÷Wp]，确定所述目标对象的成像宽度w；其中，Wc为摄像头的靶面规格的宽度；Xei为外接矩形的最左像素位置；Xoi为外接矩形的最右像素位置；Wp为摄像头分辨率的宽度的像素数量；
步骤125，根据公式：d＝Wc÷2-w，确定所述摄像头与目标对象的成像距离；
步骤126，根据公式：α＝arctan(d/f)，确定所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α。
下面对步骤124至步骤126进行详细介绍。
参见图3，其中椭圆形表示摄像头，P点表示目标对象，f为摄像头焦距。
计算方法如下：
根据外接矩阵的像素信息，确定目标对象的高度像素数量p(i)，p(i)＝Xei-Xoi；
确定所述目标对象的成像宽度w，w＝Wc×(p(i)÷Wp)，将p(i)＝Xei-Xoi代入，即可得到上述公式：w＝Wc×[(Xei-Xoi)÷Wp]
确定摄像机中轴线到目标对象的成像距离d，d＝Wc÷2-w；
确定所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α，α＝arctan(d/f)，。
具体地，在上述步骤13包括：
步骤131，根据所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α，以及预先设置的摄像头的摄像方向与纬度的夹角β，确定出目标对象与纬度的夹角γ；
步骤132，根据公式：Δ1＝D×sin(γ)÷V1，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ1；其中，V1为1纬度所对应的实际地理距离；D为所述目标对象与所述摄像头的水平距离；
步骤133，根据公式：Δ2＝D×cos(γ)÷V2，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ2；其中，V2为1经度所对应的实际地理距离；
步骤134，根据Δ1以及所述摄像头的纬度坐标，确定出所述目标对象的纬度坐标，并根据Δ2以及所述摄像头的经度坐标，确定出所述目标对象的经度坐标。
下面对步骤131至步骤134进行详细介绍：
图4为一示例性的摄像头与纬度之间的角度示意图，其中，摄像头方向指向西北，其摄像方向与纬度的夹角为β，假设目标对象与摄像头的夹角为α1，则目标对象与纬度的夹角γ＝β+α1；假设目标对象与摄像头的夹角为α2，则目标对象与纬度的夹角γ＝β-α2。所以，可总结出γ的计算公式为γ＝β±α。具体地，可根据下表一的对应关系，决定该公式是加α还是减α。
表一
在表一中，确定α为正角则γ＝β+α，确定α为负角则γ＝β-α。
之后根据公式Δ1＝D×sin(γ)÷V1，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ1；其中，V1为1纬度所对应的实际地理距离，可取111000m；
并根据公式：Δ2＝D×cos(γ)÷V2，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ2；其中，V2为1经度所对应的实际地理距离，可取111000m；
在确定目标对象与摄像头的经纬度差后，即可根据摄像头虚线部署的经纬度，确定出目标对象的经纬度，最终完成定位。例如，摄像头的为东经130°，Δ1为10°，若目标物体出现在摄像头西侧，则可确定目标物体东经120°，若目标物体出现在摄像头东侧，则可确定目标物体东经140°。再例如，摄像头的为北纬30°，Δ1为10°，若目标物体出现在摄像头南侧，则可确定目标物体为北纬20°，若目标物体出现在摄像头北侧，则可确定目标物体北纬40°。以上确定目标对象的经纬度的方法为地理基础知识，本文不再进行赘述。此外，一种可行但不唯一的确定目标物体位于摄像头位置的方法可以是：根据摄像头朝向确定目标对象相对于摄像头是靠南还是靠背，例如：摄像头超东北方向，那么其拍摄到的目标对象是在摄像头的被测；以及，根据现有的图像处理技术确定目标对象在摄像头的东侧还是西侧，例如：根据拍摄到的图像确定外接矩形的像素位置与摄像头的中心像素的位置，来确定目标对象是在摄像头的东侧还是西侧。
当然，上述只是对目标对象进行定位，在实际应用中，还需要对目标对象的身份进行识别，即所述目标对象具有表示其成员身份的字符串，所述基于摄像头实现定位的方法还包括：
步骤14，维护一实时记录有各成员的绝对位置信息的存储空间；
步骤15，识别拍摄过程中所述目标对象的字符串；
步骤16，根据识别到的字符串确定出所述目标对象的成员身份；
步骤17，根据确定到的成员身份，将所述目标对象的绝对位置信息更新至所述存储空间。
示例性地，本发明的方法可以对人员进行定位，每个人员的制服上携带有其专属的工号，通过对工号的识别出目标对象的身份，从而用于实时记录每个人员的定位信息。
对应的，所述存储空间用于向用户提供定位服务，即所述基于摄像头实现定位的方法还包括：
步骤18，获取用户发起的针对目标成员的定位请求；
步骤19，根据所述定位请求从所述存储空间中获取所述目标成员的绝对位置信息，并将获取的绝对位置信息反馈至所述用户。
通过上述描述可以知道，本发明的方法能识别摄像头拍摄对象的身份以及定位信息，并向用户提供查询接口，适用于生产线、监狱等应用场景。
此外，本发明的实施例还提供一种基于摄像头实现定位的装置，如图5所示，包括：
摄像模块，用于对目标对象进行拍摄；
图像处理模块，用于根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角；
位置确定模块，用于根据所述摄像头的绝对位置信息、所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角，确定目标对象的绝对位置信息。
其中，所述图像处理模块包括：
第一确定子模块，用于确定摄像结果中的目标对象的外接矩形；
第二确定子模块，用于根据公式：h＝Hc×[(Yei-Yoi)÷Hp]，确定所述目标对象的成像高度h；其中，Hc为摄像头的靶面规格的高度；Yei为外接矩形的最高像素位置；Yoi为外接矩形的最低像素位置；Hp为摄像头分辨率的高度的像素数量；
第三确定子模块，用于根据公式D＝{H×sin[y-arctan(h÷2f)]×cos[x-arctan(h÷2f)]}÷sin[arctan(h÷2f)]，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离D；其中，H为待测物体实际高度；f为摄像头焦距；x为摄像头水平拍摄角度；y为x的余值。
其中，所述图像处理模块还包括：
第四确定子模块，用于根据公式：w＝Wc×[(Xei-Xoi)÷Wp]，确定所述目标对象的成像宽度w；其中，Wc为摄像头的靶面规格的宽度；Xei为外接矩形的最左像素位置；Xoi为外接矩形的最右像素位置；Wp为摄像头分辨率的宽度的像素数量；
第五确定子模块，用于根据公式：d＝Wc÷2-w，确定所述摄像头与目标对象的成像距离；
根据公式：α＝arctan(d/f)，确定所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α。
其中，所述位置确定模块包括：
第六确定子模块，用于根据所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α，以及预先设置的摄像头的摄像方向与纬度的夹角β，确定出目标对象与纬度的夹角γ；
第七确定子模块，用于根据公式：Δ1＝D×sin(γ)÷V1，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ1；其中，V1为1纬度所对应的实际地理距离；D为所述目标对象与所述摄像头的水平距离；
第八确定子模块，用于根据公式：Δ2＝D×cos(γ)÷V2，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ2；其中，V2为1经度所对应的实际地理距离；
第九确定子模块，用于根据Δ1以及所述摄像头的纬度坐标，确定出所述目标对象的纬度坐标，并根据Δ2以及所述摄像头的经度坐标，确定出所述目标对象的经度坐标。
其中，所述目标对象具有表示成员身份的字符串；本实施例的装置还包括：
维护模块，用于维护一实时记录有各成员的绝对位置信息的存储空间；
识别模块，用于识别拍摄过程中所述目标对象的字符串；
身份确定模块，用于根据识别到的字符串确定出所述目标对象的成员身份；
更新模块，用于根据确定到的成员身份，将所述目标对象的绝对位置信息更新至所述存储空间。
其中，本实施例的装置还包括：
获取模块，用于获取用户发起的针对目标成员的定位请求；
反馈模块，用于根据所述定位请求从所述存储空间中获取所述目标成员的绝对位置信息，并将获取的绝对位置信息反馈至所述用户。
可见，本实施例的装置与本发明的基于摄像头实现定位的方法相对应，均能够达到相同的技术效果。
此外，本发明的实施例还提供一种定位系统，包括：上述的基于摄像头实现定位的装置。
下面结合一个实现方式，对本实施例的定位系统进行详细介绍。
如图6所示，在本实现方式中，定位系统包括：摄像模块；DVR转换模块(用于将摄像模块拍摄到的图像的模拟信号转换为数字信号)；提取模块(作为上述图像处理模块、识别模块以及身份确定模块的集合)；位置确定模块；维护模块；ETL模块(作为上述接收模块以及反馈模块的结合)；应用系统(作为本系统对外的操作接口)。
具体流程如下所示，包括：
1.1)摄像模块直接拍摄到的图像的模块信号发送至DVR转换模块
1.2)DVR转换模块将模拟信号转换为数字信号；
1.3)DVR转换模块将数字信号送至目标提取模块；
2.1)目标提取模块通过前面介绍的二值数字图像的外接矩形算法，获取目标对象的运动区域外接矩形；
2.2)提取模块通过工号定位，字符分割，字符识别算法，识别目标对象工作服上的工号信息；
3)提取模块将分析结果整合并发送至位置确定模块；
4.1)位置确定模块根据前面介绍的水平距离计算方法，计算出目标对象到摄像头的水平距离；
4.2)位置确定模块根据前面介绍的水平夹角计算方法，计算出目标对象与摄像头的水平夹角；
5)位置确定模块根据目标对象与摄像头的水平夹角、水平距离，以及摄像头的绝对位置信息确定目标对象的绝对位置信息(即定位信息)；
6)位置确定模块整合目标对象的定位信息、工号信息上报至维护模块；
7)ETL模块设置定时器，用来定时向维护模块获取需要处理的定位信息；
8.1)ETL模块定时向定位分析模块获取其处理好的定位信息；
8.2)ETL模块将获取的定位数据清洗，入库；
9.1)应用系统通过ETL模块查询存储数据，获取清洗过的定位信息；
9.2)应用系统将查询到的定位信息用于业务展示。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种基于摄像头实现定位的方法，其特征在于，包括：
通过一摄像头对目标对象进行拍摄；
根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角；
根据所述摄像头的绝对位置信息、所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角，确定目标对象的绝对位置信息。
2.根据权利要求1所述的基于摄像头实现定位的方法，其特征在于，
根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离，包括：
确定摄像结果中的目标对象的外接矩形；
根据公式：h＝Hc×[(Yei-Yoi)÷Hp]，确定所述目标对象的成像高度h；其中，Hc为摄像头的靶面规格的高度；Yei为外接矩形的最高像素位置；Yoi为外接矩形的最低像素位置；Hp为摄像头分辨率的高度的像素数量；
根据公式D＝{H×sin[y-arctan(h÷2f)]×cos[x-arctan(h÷2f)]}÷sin[arctan(h÷2f)]，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离D；其中，H为待测物体实际高度；f为摄像头焦距；x为摄像头水平拍摄角度；y为x的余值。
3.根据权利要求2所述的基于摄像头实现定位的方法，其特征在于，
根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平夹角，包括：
根据公式：w＝Wc×[(Xei-Xoi)÷Wp]，确定所述目标对象的成像宽度w；其中，Wc为摄像头的靶面规格的宽度；Xei为外接矩形的最左像素位置；Xoi为外接矩形的最右像素位置；Wp为摄像头分辨率的宽度的像素数量；
根据公式：d＝Wc÷2-w，确定所述摄像头与目标对象的成像距离；
根据公式：α＝arctan(d/f)，确定所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α。
4.根据权利要求1所述的基于摄像头实现定位的方法，其特征在于，
根据所述摄像头的绝对位置信息、所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角，确定目标对象的绝对位置信息，包括：
根据所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α，以及预先设置的摄像头的摄像方向与纬度的夹角β，确定出目标对象与纬度的夹角γ；
根据公式：Δ1＝D×sin(γ)÷V1，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ1；其中，V1为1纬度所对应的实际地理距离；D为所述目标对象与所述摄像头的水平距离；
根据公式：Δ2＝D×cos(γ)÷V2，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ2；其中，V2为1经度所对应的实际地理距离；
根据Δ1以及所述摄像头的纬度坐标，确定出所述目标对象的纬度坐标，并根据Δ2以及所述摄像头的经度坐标，确定出所述目标对象的经度坐标。
5.根据权利要求1所述的基于摄像头实现定位的方法，其特征在于，所述目标对象具有表示其成员身份的字符串；所述基于摄像头实现定位的方法还包括：
维护一实时记录有各成员的绝对位置信息的存储空间；
识别拍摄过程中所述目标对象的字符串；
根据识别到的字符串确定出所述目标对象的成员身份；
根据确定到的成员身份，将所述目标对象的绝对位置信息更新至所述存储空间。
6.根据权利要求5所述的基于摄像头实现定位的方法，其特征在于，还包括：
获取用户发起的针对目标成员的定位请求；
根据所述定位请求从所述存储空间中获取所述目标成员的绝对位置信息，并将获取的绝对位置信息反馈至所述用户。
7.一种基于摄像头实现定位的装置，其特征在于，包括：
摄像模块，用于对目标对象进行拍摄；
图像处理模块，用于根据拍摄过程中所述目标对象的成像结果，以及所述摄像头的焦距，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角；
位置确定模块，用于根据所述摄像头的绝对位置信息、所述目标对象与所述摄像头的水平距离和水平夹角，确定目标对象的绝对位置信息。
8.根据权利要求6所述的基于摄像头实现定位的装置，其特征在于，
所述图像图像处理模块包括：
第一确定子模块，用于确定摄像结果中的目标对象的外接矩形；
第二确定子模块，用于根据公式：h＝Hc×[(Yei-Yoi)÷Hp]，确定所述目标对象的成像高度h；其中，Hc为摄像头的靶面规格的高度；Yei为外接矩形的最高像素位置；Yoi为外接矩形的最低像素位置；Hp为摄像头分辨率的高度的像素数量；
第三确定子模块，用于根据公式D＝{H×sin[y-arctan(h÷2f)]×cos[x-arctan(h÷2f)]}÷sin[arctan(h÷2f)]，确定所述目标对象与所述摄像头的水平距离D；其中，H为待测物体实际高度；f为摄像头焦距；x为摄像头水平拍摄角度；y为x的余值。
9.根据权利要求8所述的基于摄像头实现定位的装置，其特征在于，
所述图像处理模块还包括：
第四确定子模块，用于根据公式：w＝Wc×[(Xei-Xoi)÷Wp]，确定所述目标对象的成像宽度w；其中，Wc为摄像头的靶面规格的宽度；Xei为外接矩形的最左像素位置；Xoi为外接矩形的最右像素位置；Wp为摄像头分辨率的宽度的像素数量；
第五确定子模块，用于根据公式：d＝Wc÷2-w，确定所述摄像头与目标对象的成像距离；
根据公式：α＝arctan(d/f)，确定所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α。
10.根据权利要求7所述的基于摄像头实现定位的装置，其特征在于，
所述位置确定模块包括：
第六确定子模块，用于根据所述目标对象针对所述摄像头的水平夹角α，以及预先设置的摄像头的摄像方向与纬度的夹角β，确定出目标对象与纬度的夹角γ；
第七确定子模块，用于根据公式：Δ1＝D×sin(γ)÷V1，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ1；其中，V1为1纬度所对应的实际地理距离；D为所述目标对象与所述摄像头的水平距离；
第八确定子模块，用于根据公式：Δ2＝D×cos(γ)÷V2，确定目标对象相对所述摄像头的纬度差Δ2；其中，V2为1经度所对应的实际地理距离；
第九确定子模块，用于根据Δ1以及所述摄像头的纬度坐标，确定出所述目标对象的纬度坐标，并根据Δ2以及所述摄像头的经度坐标，确定出所述目标对象的经度坐标。
11.根据权利要求7所述的基于摄像头实现定位的装置，其特征在于，所述目标对象具有表示成员身份的字符串；所述基于摄像头实现定位的方法装置：
维护模块，用于维护一实时记录有各成员的绝对位置信息的存储空间；
识别模块，用于识别拍摄过程中所述目标对象的字符串；
身份确定模块，用于根据识别到的字符串确定出所述目标对象的成员身份；
更新模块，用于根据确定到的成员身份，将所述目标对象的绝对位置信息更新至所述存储空间。
12.根据权利要求11所述的基于摄像头实现定位的装置，其特征在于，还包括：
获取模块，用于获取用户发起的针对目标成员的定位请求；
反馈模块，用于根据所述定位请求从所述存储空间中获取所述目标成员的绝对位置信息，并将获取的绝对位置信息反馈至所述用户。
13.一种定位系统，其特征在于，包括：
如权利要求7-12任一项所述的基于摄像头实现定位的装置。
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106331639A (zh) * 2016-08-31 2017-01-11 浙江宇视科技有限公司 一种自动确定摄像机位置的方法及装置
CN106846311A (zh) * 2017-01-21 2017-06-13 吴东辉 基于图像识别的定位及ar方法及系统及应用
CN107782764A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 成都鼎桥通信技术有限公司 一种光伏组件的故障识别方法
WO2018049957A1 (zh) * 2016-09-14 2018-03-22 中兴通讯股份有限公司 音频信号、图像处理的方法、装置和系统
CN109239698A (zh) * 2018-08-02 2019-01-18 华勤通讯技术有限公司 摄像头测距方法及电子设备
CN110243339A (zh) * 2019-06-25 2019-09-17 重庆紫光华山智安科技有限公司 一种单目摄像头定位方法、装置、可读存储介质及电子终端
CN110553639A (zh) * 2018-06-04 2019-12-10 百度在线网络技术（北京）有限公司 用于生成位置信息的方法和装置
CN110823899A (zh) * 2018-08-10 2020-02-21 杭州海康机器人技术有限公司 一种故障定位方法、装置及系统
CN111604916A (zh) * 2020-04-30 2020-09-01 上海允登信息科技有限公司 一种机房it设备故障机柜u位定位系统及方法
CN112334853A (zh) * 2019-09-27 2021-02-05 深圳市大疆创新科技有限公司 航线调整方法、地面端设备、无人机、系统和存储介质
CN112446925A (zh) * 2020-10-20 2021-03-05 广州视源电子科技股份有限公司 摄像设备参数标定方法、设备及系统
CN112990187A (zh) * 2021-04-22 2021-06-18 北京大学 一种基于手持终端图像的目标位置情报生成方法
CN113034609A (zh) * 2021-03-17 2021-06-25 南京航空航天大学 一种基于摄像头对目标进行定位的方法
CN113126552A (zh) * 2021-05-08 2021-07-16 雷沃工程机械集团有限公司 一种智能破碎控制方法及挖掘机
WO2021223124A1 (zh) * 2020-05-06 2021-11-11 深圳市大疆创新科技有限公司 位置信息获取方法、设备及存储介质
WO2022036693A1 (zh) * 2020-08-21 2022-02-24 海能达通信股份有限公司 呼叫终端的方法、装置、电子设备及存储介质
WO2022062027A1 (zh) * 2020-09-28 2022-03-31 冯家禧 酒品定位方法、酒品信息管理方法、装置、设备及存储介质
CN115393778A (zh) * 2022-10-28 2022-11-25 泰和智能(山东)有限公司 基于视频监控实现生产人员定位的方法及其视频监控系统

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109754439B (zh) * 2019-01-17 2023-07-21 Oppo广东移动通信有限公司 标定方法、装置、电子设备及介质
CN111144327B (zh) * 2019-12-28 2023-04-07 神思电子技术股份有限公司 一种提高自助设备人脸识别摄像头识别效率的方法
CN111583334B (zh) * 2020-05-26 2023-03-14 广东电网有限责任公司培训与评价中心 一种变电站人员三维空间定位方法、装置和设备
CN111855156B (zh) * 2020-07-29 2022-07-26 杭州海康微影传感科技有限公司 用于镜头检测的采样控制方法和测试装置以及采样工装
CN114165706A (zh) * 2021-10-22 2022-03-11 北京注色影视科技有限公司 摄像机承托装置定位目标的控制方法及摄像机承托装置
CN114070981B (zh) * 2021-11-09 2023-09-19 南通大学 一种异型管道全景成像方法
CN114596362B (zh) * 2022-03-15 2023-03-14 云粒智慧科技有限公司 一种高点摄像头坐标计算方法、装置、电子设备及介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101464132A (zh) * 2008-12-31 2009-06-24 北京中星微电子有限公司 位置确定方法及设备
WO2013032041A1 (ko) * 2011-08-26 2013-03-07 Ryoo Min-Kyu 이동통신 단말기를 이용한 거리, 높이, 길이 측정 방법
CN103134489A (zh) * 2013-01-29 2013-06-05 北京凯华信业科贸有限责任公司 基于移动终端进行目标定位的方法
CN103292710A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 华南理工大学 一种应用双目视觉视差测距原理的距离测量方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103852066B (zh) * 2012-11-28 2016-08-17 联想(北京)有限公司 一种设备定位的方法、控制方法、电子设备及控制系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101464132A (zh) * 2008-12-31 2009-06-24 北京中星微电子有限公司 位置确定方法及设备
WO2013032041A1 (ko) * 2011-08-26 2013-03-07 Ryoo Min-Kyu 이동통신 단말기를 이용한 거리, 높이, 길이 측정 방법
CN103134489A (zh) * 2013-01-29 2013-06-05 北京凯华信业科贸有限责任公司 基于移动终端进行目标定位的方法
CN103292710A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 华南理工大学 一种应用双目视觉视差测距原理的距离测量方法

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107782764A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 成都鼎桥通信技术有限公司 一种光伏组件的故障识别方法
CN106331639B (zh) * 2016-08-31 2019-08-27 浙江宇视科技有限公司 一种自动确定摄像机位置的方法及装置
CN106331639A (zh) * 2016-08-31 2017-01-11 浙江宇视科技有限公司 一种自动确定摄像机位置的方法及装置
WO2018049957A1 (zh) * 2016-09-14 2018-03-22 中兴通讯股份有限公司 音频信号、图像处理的方法、装置和系统
CN106846311A (zh) * 2017-01-21 2017-06-13 吴东辉 基于图像识别的定位及ar方法及系统及应用
CN106846311B (zh) * 2017-01-21 2023-10-13 吴东辉 基于图像识别的定位及ar方法及系统及应用
CN110553639B (zh) * 2018-06-04 2021-04-27 百度在线网络技术（北京）有限公司 用于生成位置信息的方法和装置
CN110553639A (zh) * 2018-06-04 2019-12-10 百度在线网络技术（北京）有限公司 用于生成位置信息的方法和装置
CN109239698B (zh) * 2018-08-02 2022-12-20 华勤技术股份有限公司 摄像头测距方法及电子设备
CN109239698A (zh) * 2018-08-02 2019-01-18 华勤通讯技术有限公司 摄像头测距方法及电子设备
CN110823899B (zh) * 2018-08-10 2022-07-05 杭州海康机器人技术有限公司 一种故障定位方法、装置及系统
CN110823899A (zh) * 2018-08-10 2020-02-21 杭州海康机器人技术有限公司 一种故障定位方法、装置及系统
CN110243339A (zh) * 2019-06-25 2019-09-17 重庆紫光华山智安科技有限公司 一种单目摄像头定位方法、装置、可读存储介质及电子终端
CN112334853A (zh) * 2019-09-27 2021-02-05 深圳市大疆创新科技有限公司 航线调整方法、地面端设备、无人机、系统和存储介质
CN111604916B (zh) * 2020-04-30 2024-04-02 杭州优云科技有限公司 一种机房it设备故障机柜u位定位系统及方法
CN111604916A (zh) * 2020-04-30 2020-09-01 上海允登信息科技有限公司 一种机房it设备故障机柜u位定位系统及方法
WO2021223124A1 (zh) * 2020-05-06 2021-11-11 深圳市大疆创新科技有限公司 位置信息获取方法、设备及存储介质
WO2022036693A1 (zh) * 2020-08-21 2022-02-24 海能达通信股份有限公司 呼叫终端的方法、装置、电子设备及存储介质
WO2022062027A1 (zh) * 2020-09-28 2022-03-31 冯家禧 酒品定位方法、酒品信息管理方法、装置、设备及存储介质
GB2613753A (en) * 2020-09-28 2023-06-14 Hey Anthony Fung Kar Wine product positioning method and apparatus, wine product information management method and apparatus, and device and storage medium
CN112446925B (zh) * 2020-10-20 2024-02-23 广州视源电子科技股份有限公司 摄像设备参数标定方法、设备及系统
CN112446925A (zh) * 2020-10-20 2021-03-05 广州视源电子科技股份有限公司 摄像设备参数标定方法、设备及系统
CN113034609A (zh) * 2021-03-17 2021-06-25 南京航空航天大学 一种基于摄像头对目标进行定位的方法
CN113034609B (zh) * 2021-03-17 2022-05-03 南京航空航天大学 一种基于摄像头对目标进行定位的方法
CN112990187B (zh) * 2021-04-22 2023-10-20 北京大学 一种基于手持终端图像的目标位置情报生成方法
CN112990187A (zh) * 2021-04-22 2021-06-18 北京大学 一种基于手持终端图像的目标位置情报生成方法
CN113126552A (zh) * 2021-05-08 2021-07-16 雷沃工程机械集团有限公司 一种智能破碎控制方法及挖掘机
CN115393778B (zh) * 2022-10-28 2023-03-14 泰和智能(山东)有限公司 基于视频监控实现生产人员定位的方法及其视频监控系统
CN115393778A (zh) * 2022-10-28 2022-11-25 泰和智能(山东)有限公司 基于视频监控实现生产人员定位的方法及其视频监控系统

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