CN107147841A - 一种双目摄像头调整方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双目摄像头调整方法、装置和系统。其中方法包括：接收双目摄像头拍摄并发送的视频数据；从所述视频数据中识别出目标物；判断所述目标物与所述双目摄像头的相对位置是否触发调整条件；若是，则根据所述相对位置计算对摄像头的调整角度，以使所述目标物在所述双目摄像头的可视区域中处于指定位置；向所述摄像头发送包含所述调整角度的调整指令。该技术方案结合拍摄到的视频数据在符合调整条件时对双目摄像头的角度进行调整，从而保证目标物能够一直处于双目摄像头的可视区域内，相当于增大了双目摄像头的可视区域，能够满足虚拟现实、增强现实等场景下对运动目标进行追踪拍摄的需求，且不需要过多的人工干预，效率很高。

Description

一种双目摄像头调整方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及智能硬件技术领域，特别涉及一种双目摄像头调整方法、装置和系统。

背景技术

目前，摄像头受可视区域的限制，在运动物体的拍摄方面存在着不足，当目标移动到摄像头的可视区域外部时，摄像头就无法继续对目标进行拍摄了。虽然有一些摄像头可以根据人工的控制进行角度的调整，但是比较麻烦，且耗费人力成本。尤其是在虚拟现实、增强现实系统中，双目摄像头被广泛应用，现在还没有一种较好的方式能够实现利用双目摄像头对运动的目标物进行长时间不间断的拍摄。

发明内容

鉴于现有技术中固定的双目摄像头的可视区域有限，不能满足虚拟现实和增强现实等场景下对运动物体进行拍摄的问题，提出了本发明的一种双目摄像头调整方法、装置和系统，以便解决或至少部分地解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种双目摄像头调整方法，包括：

接收双目摄像头拍摄并发送的视频数据；

从所述视频数据中识别出目标物；

判断所述目标物与所述双目摄像头的相对位置是否触发调整条件；

若是，则根据所述相对位置计算对摄像头的调整角度，以使所述目标物在所述双目摄像头的可视区域中处于指定位置；

向所述摄像头发送包含所述调整角度的调整指令。

依据本发明的另一方面，提供了一种双目摄像头调整装置，包括：

通信单元，用于接收双目摄像头拍摄并发送的视频数据；

识别单元，用于从所述视频数据中识别出目标物；

计算单元，用于判断所述目标物与所述双目摄像头的相对位置是否触发调整条件；若是，则根据所述相对位置计算对摄像头的调整角度，以使所述目标物在所述双目摄像头的可视区域中处于指定位置；

所述通信单元，还用于向所述摄像头发送包含所述调整角度的调整指令。

依据本发明的又一方面，提供了一种双目摄像头调整系统，包括如上所述的双目摄像头调整装置，以及一个或多个双目摄像头；所述双目摄像头包括：微型电机和通信模块；

所述通信模块，用于将拍摄的视频数据发送给所述双目摄像头调整装置，以及接收所述双目摄像头调整装置发送的调整指令并发送给所述微型电机；

所述微型电机，用于根据所述调整指令调整所述双目摄像头的角度。

综上所述，本发明的技术方案，通过确定目标物与双目摄像头的相对位置来判断目标物是否即将脱离双目摄像头的可视区域，如果是则对双目摄像头进行调整，具体地可以根据双目摄像头拍摄到的包含目标物的视频数据来识别出目标物，进而确定二者的相对位置并加以判断。该技术方案用可调整角度的双目摄像头取代了的固定的双目摄像头，并结合拍摄到的视频数据在符合调整条件时对双目摄像头的角度进行调整，从而保证目标物能够一直处于双目摄像头的可视区域内，相当于增大了双目摄像头的可视区域，能够满足虚拟现实、增强现实等场景下对运动目标进行追踪拍摄的需求，且不需要过多的人工干预，效率很高。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的一种双目摄像头调整方法的流程示意图；

图2-a示出了根据本发明一个实施例的双目摄像头在水平方向上进行调整的示意图；

图2-b示出了根据本发明一个实施例的双目摄像头在垂直方向上进行调整的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的一种双目摄像头调整装置的结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的一种双目摄像头调整系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的涉及思路是：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1示出了根据本发明一个实施例的一种双目摄像头调整方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

步骤S110，接收双目摄像头拍摄并发送的视频数据。

步骤S120，从视频数据中识别出目标物。

步骤S130，判断目标物与双目摄像头的相对位置是否触发调整条件。其中调整条件可以是目标物位于双目摄像头的可视区域的边缘。

步骤S140，若是，则根据相对位置计算对摄像头的调整角度，以使目标物在双目摄像头的可视区域中处于指定位置。

步骤S150，向摄像头发送包含调整角度的调整指令。

可见，图1所示的方法，通过确定目标物与双目摄像头的相对位置来判断目标物是否即将脱离双目摄像头的可视区域，如果是则对双目摄像头进行调整，具体地可以根据双目摄像头拍摄到的包含目标物的视频数据来识别出目标物，进而确定二者的相对位置并加以判断。该技术方案用可调整角度的双目摄像头取代了的固定的双目摄像头，并结合拍摄到的视频数据在符合调整条件时对双目摄像头的角度进行调整，从而保证目标物能够一直处于双目摄像头的可视区域内，相当于增大了双目摄像头的可视区域，能够满足虚拟现实、增强现实等场景下对运动目标进行追踪拍摄的需求，且不需要过多的人工干预，效率很高。

在本发明的一个实施例中，上述方法中，从视频数据中识别出目标物包括：根据预设的目标物识别算法，从视频数据中识别出目标物。

举例而言，在虚拟现实场景下一种常用的识别方法是在目标物上放置多个用于识别的马克点(Marker point)，这种方法已经较为成熟。又例如道理交通安全也已经实现了识别车辆和行人，这些技术的支撑都在于对于不同的目标物采取了不同的目标物识别算法。因而在本实施例中，可以根据实际需要，针对目标物的不同采取不同的目标物识别算法。

在本发明的一个实施例中，上述方法中，判断目标物与双目摄像头的相对位置是否触发调整条件包括：根据双目成像原理，确定目标物与双目摄像头的相对位置；根据确定的相对位置和双目摄像头的可视区域，计算目标物和双目摄像头之间的连线与双目摄像头的可视区域的指定边界线的夹角；调整条件包括：夹角小于预设的角度调整阈值。

双目摄像头顾名思义，包含两个镜头，正如人的双眼。而一个镜头与另一镜头在拍摄同一物体时，由于镜头与目标物的相对位置不同，因而会产生距离差异和/或角度差异，这样就可以确定双目摄像头整体与目标物的相对位置，这也是人眼判断物体距离人远近的原理。根据双目成像原理计算相对位置的技术也很成熟，在此也不赘述。

对于每个镜头，其可视区域(Field of View，FOV)是一个锥形区域，那么对于双目摄像头而言，两个镜头的可视区域存在交叉，只有目标物在这个交叉区域内时，才能够确保两个镜头都能够拍摄到目标物，因而这个交叉区域才是双目摄像头的可视区域。假如以锥形区域的顶点作为原点建立坐标系，那么根据上述可以实现计算目标物的绝对位置并换算成空间坐标，通过比对目标物的绝对坐标，可以判断出目标物是在当前摄像头FOV的边缘位置还是在中间位置。

也就是说，将可视区域的顶点看做双目摄像机虚拟成的一个点，将目标物虚拟为另一个点，那么这两点就确定了一条连线。如图2-a所示，目标物为人，C线就是人与双目摄像机之间的连线。而图2-a中A线和B线分别是在这个剖面下可视区域的边界线。当然在实际中，边界线是有无数多条的，但可以根据需要确定若干个标准方向，在每个方向上的边界线只有两条。

那么如图2-a所述，C线与A线、B线的夹角可以计算出来，图2-a中C线更贴近B线，假设计算得到的C线与B线的夹角为b度。如果这个度数小于预设的角度调整阈值，那么就是触发了调整条件，需要对双目摄像头的角度进行调整。

调整条件包括水平调整条件和/或垂直调整条件。下面以两个实施例示出了在水平方向上和垂直方向上对双目摄像头进行调整的示例：

实施例一：

水平调整条件具体为：目标物与双目摄像头之间的连线与双目摄像头的可视区域的一条水平边界线的夹角小于第一角度调整阈值；相应的指定位置为：水平方向上的中心位置。

依然如图2-a所示，该图示为俯视角度展示摄像头水平水平FOV，初始情况下，确保目标物在双目摄像头的可视区域内。当目标物在正常区域内活动时保持双目摄像头位置和角度不变，如检测到目标物在水平方向上处于可视区域边缘(例如图中，C线与B线的夹角为b度，小于预设的角度调整阈值)时，需要对双目摄像头的角度进行调整。在本实施例中，希望目标物可以重新在调整后的双目摄像头的可视区域中，并且在水平方向上处于中心位置。由于双目摄像头的水平FOV角度是已知的(根据双目摄像头的参数可以获取到)，例如为a度，那么为了实现这一效果，可以计算得到需要调整的角度是a/2-b。调整后的如图2-a所示，A线移动到A1线位置，B线移动到B1线位置。

实施例二：

垂直调整条件具体为：目标物与双目摄像头之间的连线与双目摄像头的可视区域的一条垂直边界线的夹角小于第二角度调整阈值；相应的指定位置为：垂直方向上的中心位置。

与实施例一相类似，如图2-b所示，该图示为正视角度展示摄像头垂直水平FOV，假设双目摄像头的垂直FOV为c度，垂直方向上的FOV边界线为D线和E线，图中目标物与双目摄像头的连线F线与E线成b度夹角(小于预设的角度调整阈值)，则计算出调整角度为c/2-b，D线移动到D1线位置，E线移动到E1线位置。

在本发明的一个实施例中，可以将实施例一与实施例二进行结合，即实时判断目标物是否触发水平或垂直调整条件，如果触发其中一个，则在相应的方向上进行调整；如果同时触发两个，则对两个调整角度进行矢量求和，得到最终的调整角度。

图3示出了根据本发明一个实施例的一种双目摄像头调整装置的结构示意图，如图3所示，双目摄像头调整装置300包括：

通信单元310，用于接收双目摄像头拍摄并发送的视频数据。

识别单元320，用于从视频数据中识别出目标物。

计算单元330，用于判断目标物与双目摄像头的相对位置是否触发调整条件；若是，则根据相对位置计算对摄像头的调整角度，以使目标物在双目摄像头的可视区域中处于指定位置。

通信单元310，还用于向摄像头发送包含调整角度的调整指令。

可见，图3所示的装置，通过确定目标物与双目摄像头的相对位置来判断目标物是否即将脱离双目摄像头的可视区域，如果是则对双目摄像头进行调整，具体地可以根据双目摄像头拍摄到的包含目标物的视频数据来识别出目标物，进而确定二者的相对位置并加以判断。该技术方案用可调整角度的双目摄像头取代了的固定的双目摄像头，并结合拍摄到的视频数据在符合调整条件时对双目摄像头的角度进行调整，从而保证目标物能够一直处于双目摄像头的可视区域内，相当于增大了双目摄像头的可视区域，能够满足虚拟现实、增强现实等场景下对运动目标进行追踪拍摄的需求，且不需要过多的人工干预，效率很高。

在本发明的一个实施例中，上述装置中，识别单元320，用于根据预设的目标物识别算法，从视频数据中识别出目标物。

在本发明的一个实施例中，上述装置中，计算单元330，用于根据双目成像原理，确定目标物与双目摄像头的相对位置，根据确定的相对位置和双目摄像头的可视区域，计算目标物和双目摄像头之间的连线与双目摄像头的可视区域的指定边界线的夹角；调整条件包括：夹角小于预设的角度调整阈值。

在本发明的一个实施例中，上述装置中，调整条件包括水平调整条件和/或垂直调整条件；水平调整条件具体为：目标物与双目摄像头之间的连线与双目摄像头的可视区域的一条水平边界线的夹角小于第一角度调整阈值；相应的指定位置为：水平方向上的中心位置；垂直调整条件具体为：目标物与双目摄像头之间的连线与双目摄像头的可视区域的一条垂直边界线的夹角小于第二角度调整阈值；相应的指定位置为：垂直方向上的中心位置。

需要说明的是，上述各装置实施例的具体实施方式与前述方法实施例的具体实施方式对应相同，在此不再赘述。

图4示出了根据本发明一个实施例的一种双目摄像头调整系统的结构示意图，如图4所示，双目摄像头调整系统400包括如上述任一实施例中的双目摄像头调整装置410，以及一个或多个双目摄像头420；双目摄像头420包括：微型电机421和通信模块422；通信模块422，用于将拍摄的视频数据发送给双目摄像头调整装置410，以及接收双目摄像头调整装置发送的调整指令并发送给微型电机421；微型电机421，用于根据调整指令调整双目摄像头420的角度。

其中，多个双目摄像头可以共用一个双目摄像头调整装置，但并不代表各双目摄像头需要进行同步调整。

在本发明的一个实施例中，上述系统中，微型电机421，用于根据调整指令调整双目摄像头420在水平方向上的角度，和/或用于根据调整指令调整双目摄像头420在垂直方向上的角度。具体地可以结合前述实施例一和实施例二。其中，水平方向上可调整的角度范围为360度，垂直方向上可调整的角度范围为180度。

综上所述，本发明的优点在于，通过确定目标物与双目摄像头的相对位置来判断目标物是否即将脱离双目摄像头的可视区域，如果是则对双目摄像头进行调整，具体地可以根据双目摄像头拍摄到的包含目标物的视频数据来识别出目标物，进而确定二者的相对位置并加以判断。该技术方案用可调整角度的双目摄像头取代了的固定的双目摄像头，并结合拍摄到的视频数据在符合调整条件时对双目摄像头的角度进行调整，从而保证目标物能够一直处于双目摄像头的可视区域内，相当于增大了双目摄像头的可视区域，能够满足虚拟现实、增强现实等场景下对运动目标进行追踪拍摄的需求，且不需要过多的人工干预，效率很高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双目摄像头调整方法，其特征在于，该方法包括：

接收双目摄像头拍摄并发送的视频数据；

从所述视频数据中识别出目标物；

判断所述目标物与所述双目摄像头的相对位置是否触发调整条件；

若是，则根据所述相对位置计算对摄像头的调整角度，以使所述目标物在所述双目摄像头的可视区域中处于指定位置；

向所述摄像头发送包含所述调整角度的调整指令。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述视频数据中识别出目标物包括：

根据预设的目标物识别算法，从所述视频数据中识别出目标物。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述目标物与所述双目摄像头的相对位置是否触发调整条件包括：

根据双目成像原理，确定所述目标物与所述双目摄像头的相对位置；

根据确定的相对位置和所述双目摄像头的可视区域，计算所述目标物和所述双目摄像头之间的连线与所述双目摄像头的可视区域的指定边界线的夹角；

所述调整条件包括：所述夹角小于预设的角度调整阈值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述调整条件包括水平调整条件和/或垂直调整条件；

所述水平调整条件具体为：所述目标物与所述双目摄像头之间的连线，与所述双目摄像头的可视区域的一条水平边界线的夹角小于第一角度调整阈值；相应的所述指定位置为：水平方向上的中心位置；

所述垂直调整条件具体为：所述目标物与所述双目摄像头之间的连线，与所述双目摄像头的可视区域的一条垂直边界线的夹角小于第二角度调整阈值；相应的所述指定位置为：垂直方向上的中心位置。

5.一种双目摄像头调整装置，其特征在于，该装置包括：

通信单元，用于接收双目摄像头拍摄并发送的视频数据；

识别单元，用于从所述视频数据中识别出目标物；

计算单元，用于判断所述目标物与所述双目摄像头的相对位置是否触发调整条件；若是，则根据所述相对位置计算对摄像头的调整角度，以使所述目标物在所述双目摄像头的可视区域中处于指定位置；

所述通信单元，还用于向所述摄像头发送包含所述调整角度的调整指令。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述识别单元，用于根据预设的目标物识别算法，从所述视频数据中识别出目标物。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述计算单元，用于根据双目成像原理，确定所述目标物与所述双目摄像头的相对位置，根据确定的相对位置和所述双目摄像头的可视区域，计算所述目标物和所述双目摄像头之间的连线与所述双目摄像头的可视区域的指定边界线的夹角；所述调整条件包括：所述夹角小于预设的角度调整阈值。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述调整条件包括水平调整条件和/或垂直调整条件；

所述水平调整条件具体为：所述目标物与所述双目摄像头之间的连线与所述双目摄像头的可视区域的一条水平边界线的夹角小于第一角度调整阈值；相应的所述指定位置为：水平方向上的中心位置；

所述垂直调整条件具体为：所述目标物与所述双目摄像头之间的连线与所述双目摄像头的可视区域的一条垂直边界线的夹角小于第二角度调整阈值；相应的所述指定位置为：垂直方向上的中心位置。

9.一种双目摄像头调整系统，其特征在于，该系统包括如权利要求5-8中任一项所述的双目摄像头调整装置，以及一个或多个双目摄像头；所述双目摄像头包括：微型电机和通信模块；

所述通信模块，用于将拍摄的视频数据发送给所述双目摄像头调整装置，以及接收所述双目摄像头调整装置发送的调整指令并发送给所述微型电机；

所述微型电机，用于根据所述调整指令调整所述双目摄像头的角度。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述微型电机，用于根据所述调整指令调整所述双目摄像头在水平方向上的角度，和/或用于根据所述调整指令调整所述双目摄像头在垂直方向上的角度。