CN116772804A - 一种定位方法和相关设备 - Google Patents

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CN116772804A CN202210240303.5A CN202210240303A CN116772804A CN 116772804 A CN116772804 A CN 116772804A CN 202210240303 A CN202210240303 A CN 202210240303A CN 116772804 A CN116772804 A CN 116772804A
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郑月
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Abstract

本申请实施例提供了一种定位方法和相关设备。该定位方法包括如下步骤：当目标物在第一位置时，处理装置获取目标物上标记点在第一摄像头的第一坐标系中的第一定位坐标，以及目标物上标记点在第二摄像头的第二坐标系中的第二定位坐标。当目标物在第二位置时，处理装置获取目标物上标记点在第一坐标系中的第三定位坐标，以及目标物上标记点在第二坐标系中的第四定位坐标。其中，第一位置和第二位置都位于第一摄像头与第二摄像头的拍摄重叠区域。之后，处理装置根据第一定位坐标、第二定位坐标、第三定位坐标和第四定位坐标确定第一坐标系与第二坐标系之间的第一坐标系变换参数。进而，处理装置根据第一坐标系变换参数对待测物体进行定位。

Description

一种定位方法和相关设备
技术领域
本申请涉及定位技术领域，尤其涉及一种定位方法和相关设备。
背景技术
定位技术在过去的数年间正在诸多行业得到越来越广泛的应用，在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色。从地图导航到社交网络，位置服务都在其中发挥关键作用。其中，室内定位技术正在成为学术研究和行业应用的热点领域。常见的室内定位系统通常需要应用计算机视觉技术和无线通讯技术。具体地，利用定位过程中摄像头拍摄到的图像信息与预先采集的定位场馆的视觉照片数据库做比对，进而通过计算机视觉算法确定位置坐标。
在实际应用中，考虑到购物商场、体育场馆、医疗中心等大型建筑都拥有巨大的室内空间，因此需要布设多个摄像头来拓展定位区域。但是，由于每个摄像头摆放的位置是不同的，通过不同摄像头采集的图像信息所确定的定位信息都是在不同坐标系下表示的，导致无法用统一的坐标来表示室内空间中对各个位置的定位信息。
发明内容
本申请实施例提供了一种定位方法和相关设备，便于在多摄像头的场景下确定摄像头覆盖范围内任意位置的定位坐标。
第一方面，本申请提供了一种定位方法。具体地，当目标物在第一位置时，处理装置获取目标物上标记点在第一摄像头的第一坐标系中的第一定位坐标，以及目标物上标记点在第二摄像头的第二坐标系中的第二定位坐标。当目标物在第二位置时，处理装置获取目标物上标记点在第一坐标系中的第三定位坐标，以及目标物上标记点在第二坐标系中的第四定位坐标。其中，第一位置和第二位置都位于第一摄像头与第二摄像头的拍摄重叠区域。之后，处理装置根据第一定位坐标、第二定位坐标、第三定位坐标和第四定位坐标确定第一坐标系与第二坐标系之间的第一坐标系变换参数。进而，处理装置根据第一坐标系变换参数对待测物体进行定位。
在该实施方式中，本申请提供了一种对多个摄像头进行外参标定的具体实现方式，通过获取到的坐标系变换参数可以对多个摄像头的坐标系进行统一，后续基于每个摄像头获取到的定位坐标都可以用统一坐标系表示，便于在多摄像头的场景下确定摄像头覆盖范围内任意位置的定位坐标。
在一些可能的实施方式中，处理装置获取第一定位坐标和第二定位坐标之后，处理装置获取第三定位坐标和第四定位坐标之前，方法还包括：处理装置控制目标物从第一位置移动到第二位置。通过上述方式，本申请采用的是全自动化的系统，无需人工干预，实用性更强。
在一些可能的实施方式中，处理装置获取目标物上标记点在第一坐标系中的第一定位坐标和目标物上标记点在第二坐标系中的第二定位坐标包括：当目标物在第一位置时，处理装置获取第一摄像头对目标物上标记点的第一成像信息和第二摄像头对目标物上标记点的第二成像信息，根据第一成像信息确定第一定位坐标，根据第二成像信息确定第二定位坐标。处理装置获取目标物上标记点在第一坐标系中的第三定位坐标和目标物上标记点在第二坐标系中的第四定位坐标包括：当目标物在第二位置时，处理装置获取第一摄像头对目标物上标记点的第三成像信息和第二摄像头对目标物上标记点的第四成像信息，根据第三成像信息确定第三定位坐标，根据第四成像信息确定第四定位坐标。在该实施方式中，提供了一种基于摄像头获取目标物定位坐标的具体实现方式，增强了本方案的可实现性。
在一些可能的实施方式中，第一坐标系变换参数包括旋转矩阵和平移向量，以便于准确地获知两个摄像头坐标系之间的相对位置关系。
在一些可能的实施方式中，第一定位坐标、第二定位坐标和第一坐标系变换参数满足公式，第三定位坐标、第四定位坐标和第一坐标系变换参数满足公式。公式包括：其中，θ表示第一坐标系与第二坐标系之间的旋转角度，/>表示旋转矩阵，/>表示平移向量，/>表示第一定位坐标或第三定位坐标，/>表示第二定位坐标或第四定位坐标。通过上述方式，提供了一种计算第一坐标系变换参数的具体方式，进一步提高了本方案的可实现性。
在一些可能的实施方式中，处理装置根据第一坐标系变换参数对待测物体进行定位包括：处理装置根据第一坐标系变换参数对第一坐标系和第二坐标系进行统一得到目标坐标系，获取第一摄像头或第二摄像头对待测物体的目标成像信息，根据目标成像信息确定待测物体在目标坐标系中的目标定位坐标。
在一些可能的实施方式中，处理装置根据第一坐标系变换参数对第一坐标系和第二坐标系进行统一得到目标坐标系包括：处理装置根据第一坐标系变换参数将第二坐标系转换为第一坐标系，目标坐标系为第一坐标系。或者，处理装置根据第一坐标系变换参数将第一坐标系转换为第二坐标系，目标坐标系为第二坐标系。在该实施方式中，统一之后的坐标系既可以是第一坐标系也可以是第二坐标系，提高了本方案的灵活性。
在一些可能的实施方式中，方法还包括：当目标物在第一位置时，处理装置获取目标物上标记点在第三摄像头的第三坐标系中的第五定位坐标。其中，第一位置位于第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头的拍摄重叠区域。当目标物在第二位置时，处理装置获取目标物上标记点在第三坐标系中的第六定位坐标。其中，第二位置位于第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头的拍摄重叠区域；处理装置根据第一定位坐标、第二定位坐标、第三定位坐标、第四定位坐标、第五定位坐标和第六定位坐标，确定第一坐标系与第三坐标系之间的第二坐标系变换参数和第二坐标系与第三坐标系之间的第三坐标系变换参数。处理装置根据第二坐标系变换参数对第一坐标系和第三坐标系进行统一，根据第三坐标系变换参数对第二坐标系和第三坐标系进行统一。在该实施方式中，可以结合多个已完成外参标定的摄像头对另一个摄像头进行外参标定，从而可以提高标定精度。
在一些可能的实施方式中，处理装置根据第二坐标系变换参数对第一坐标系和第三坐标系进行统一包括：处理装置根据第二坐标系变换参数将第三坐标系转换为第一坐标系，或者，处理装置根据第二坐标系变换参数将第一坐标系转换为第三坐标系。处理装置根据第三坐标系变换参数对第二坐标系和第三坐标系进行统一包括：处理装置根据第三坐标系变换参数将第三坐标系转换为第二坐标系，或者，处理装置根据第三坐标系变换参数将第二坐标系转换为第三坐标系。在该实施方式中，可以将不同的坐标系作为统一坐标系，提高了本方案的扩展性。
第二方面，本申请提供了一种处理装置，包括：检测模块和计算模块。检测模块用于：当目标物在第一位置时，获取目标物上标记点在第一摄像头的第一坐标系中的第一定位坐标，以及目标物上标记点在第二摄像头的第二坐标系中的第二定位坐标。其中，第一位置位于第一摄像头与第二摄像头的拍摄重叠区域。当目标物在第二位置时，获取目标物上标记点在第一坐标系中的第三定位坐标，以及目标物上标记点在第二坐标系中的第四定位坐标。其中，第二位置位于第一摄像头与第二摄像头的拍摄重叠区域；计算模块用于：根据第一定位坐标、第二定位坐标、第三定位坐标和第四定位坐标确定第一坐标系与第二坐标系之间的第一坐标系变换参数，根据第一坐标系变换参数对对待测物体进行定位。
在一些可能的实施方式中，处理装置还包括控制模块。检测模块获取第一定位坐标和第二定位坐标之后，检测模块获取第三定位坐标和第四定位坐标之前，控制模块用于：控制目标物从第一位置移动到第二位置。
在一些可能的实施方式中，检测模块具体用于：当目标物在第一位置时，获取第一摄像头对目标物上标记点的第一成像信息和第二摄像头对目标物上标记点的第二成像信息，根据第一成像信息确定第一定位坐标，根据第二成像信息确定第二定位坐标。当目标物在第二位置时，获取第一摄像头对目标物上标记点的第三成像信息和第二摄像头对目标物上标记点的第四成像信息，根据第三成像信息确定第三定位坐标，根据第四成像信息确定第四定位坐标。
在一些可能的实施方式中，第一坐标系变换参数包括旋转矩阵和平移向量。
在一些可能的实施方式中，第一定位坐标、第二定位坐标和第一坐标系变换参数满足公式，第三定位坐标、第四定位坐标和第一坐标系变换参数满足公式。公式包括：其中，θ表示第一坐标系与第二坐标系之间的旋转角度，/>表示旋转矩阵，/>表示平移向量，/>表示第一定位坐标或第三定位坐标，/>表示第二定位坐标或第四定位坐标。
在一些可能的实施方式中，计算模块具体用于：根据第一坐标系变换参数对第一坐标系和第二坐标系进行统一得到目标坐标系，获取第一摄像头或第二摄像头对待测物体的目标成像信息，根据目标成像信息确定待测物体在目标坐标系中的目标定位坐标。
在一些可能的实施方式中，计算模块具体用于：根据第一坐标系变换参数将第二坐标系转换为第一坐标系，目标坐标系为第一坐标系。或者，根据第一坐标系变换参数将第一坐标系转换为第二坐标系，目标坐标系为第二坐标系。
在一些可能的实施方式中，检测模块还用于：当目标物在第一位置时，获取目标物上标记点在第三摄像头的第三坐标系中的第五定位坐标。其中，第一位置位于第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头的拍摄重叠区域。当目标物在第二位置时，获取目标物上标记点在第三坐标系中的第六定位坐标。其中，第二位置位于第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头的拍摄重叠区域。计算模块还用于：根据第一定位坐标、第二定位坐标、第三定位坐标、第四定位坐标、第五定位坐标和第六定位坐标，确定第一坐标系与第三坐标系之间的第二坐标系变换参数和第二坐标系与第三坐标系之间的第三坐标系变换参数，根据第二坐标系变换参数对第一坐标系和第三坐标系进行统一，根据第三坐标系变换参数对第二坐标系和第三坐标系进行统一。
在一些可能的实施方式中，计算模块具体用于：根据第二坐标系变换参数将第三坐标系转换为第一坐标系，或者，根据第二坐标系变换参数将第一坐标系转换为第三坐标系。根据第三坐标系变换参数将第三坐标系转换为第二坐标系，或者，根据第三坐标系变换参数将第二坐标系转换为第三坐标系。
第三方面，本申请提供了一种定位系统，包括：处理装置、第一摄像头、第二摄像头和目标物，其中，处理装置用于执行如上述第一方面任意实施方式介绍的定位方法。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，计算机程序被硬件执行时能够实现上述第一方面中由处理装置执行的任意一种方法的部分或全部步骤。
本申请实施例中，第一摄像头与第二摄像头具有拍摄重叠区域，可以控制目标物在该拍摄重叠区域内移动。具体地，当目标物在第一位置时，分别获取目标物上标记点在第一摄像头的坐标系和第二摄像头的坐标系中的定位坐标。当目标物移动到第二位置时，再分别获取目标物上标记点在第一摄像头的坐标系和第二摄像头的坐标系中的定位坐标。进而，根据获取到的多个定位坐标确定第一摄像头的坐标系与第二摄像头的坐标系之间的坐标系变换参数，并根据坐标系变换参数对待测物体进行定位。通过上述方式，本申请提供了一种对多个摄像头进行外参标定的具体实现方式，通过获取到的坐标系变换参数可以对多个摄像头的坐标系进行统一，后续基于每个摄像头获取到的定位坐标都可以用统一坐标系表示，便于在多摄像头的场景下确定摄像头覆盖范围内任意位置的定位坐标。
附图说明
图1为本申请实施例中多摄像头定位的一个场景示意图；
图2为本申请实施例中不同摄像头的坐标系示意图；
图3为本申请实施例提供的一种定位系统示意图；
图4为本申请实施例中定位方法的一种实施例示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种定位系统示意图；
图6为本申请实施例中定位方法的另一种实施例示意图；
图7为本申请实施例中处理装置的一种结构示意图；
图8为本申请实施例中处理装置的另一种结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种定位方法和相关设备，可以根据坐标系变换参数对多个摄像头的坐标系进行统一，后续基于每个摄像头获取到的定位坐标都可以用统一坐标系表示，便于在多摄像头的场景下确定摄像头覆盖范围内任意位置的定位坐标。
图1为本申请实施例中多摄像头定位的一个场景示意图。如图1所示，摄像头1、摄像头2和摄像头3分别具有各自的拍摄区域，由于单个摄像头的拍摄区域有限，所以通常会考虑布局多个摄像头来拓展定位区域。待测物体上可以安装一个或多个标记点，以通过各标记点的坐标来对待测物体定位。图1中所示待测物体上的5个圆形标记就可以视为标记点，这些标记点之间的相对位置关系可以通过某个坐标系来表示，例如，以其中一个标记点为原点可以确定出其他标记点的坐标，这些坐标称之为标记点的标定坐标。摄像头会对待测物体进行拍摄成像，基于拍摄图片可以提取出各个标记点的像素坐标。结合标记点的标定坐标和标记点的像素坐标进行N点透视(perspective n point，PnP)计算即可确定各标记点的定位坐标，其中，标记点的定位坐标具体指的是以摄像头为原点的坐标系中各标记点的坐标。应理解，通过不同摄像头采集的图像信息所确定的定位信息都是在不同坐标系下表示的，会导致无法用统一的坐标来表示室内空间中对各个位置的定位信息。
图2为本申请实施例中不同摄像头的坐标系示意图。如图2所示，摄像头的坐标系是以摄像头光心为原点的坐标系。以图2中的摄像头1为例，摄像头1的光心为O1，f1是摄像头1的焦距，C1是摄像头1的像平面1上的光心。摄像头1的像平面1上两个相互垂直的方向可以定义为X1轴和Y1轴，经过光心O1且垂直于像平面1的方向可以定位为Z1轴，那么O1-X1Y1Z1即为摄像头1的坐标系。同理，O2-X2Y2Z2即为摄像头2的坐标系。应理解，将一个摄像头的坐标系转换成另一个摄像头的坐标系需要确定这两个坐标系之间的坐标系变换参数，这个过程可以称之为摄像头的外参标定。在完成了摄像头的外参标定后就可以将多个摄像头的定位坐标用同一个坐标系表示，这个坐标系可以称之为统一坐标系。
图3为本申请实施例提供的一种定位系统示意图。如图3所示，该定位系统包括：处理装置、摄像头1、摄像头2、通信设备和目标物。具体地，处理装置用于通过通信设备向目标物发送指令以控制目标物进行移动。当目标物位于摄像头1和摄像头2的拍摄重叠区域时，摄像头1和摄像头2分别将各自拍摄目标物得到的成像信息通过通信设备发送至处理装置。处理装置可以根据摄像头1和摄像头2反馈的成像信息进行分析计算以确定摄像头1的坐标系与摄像头2的坐标系之间的坐标系变换参数，从而得到统一坐标系。之后，对待测物体进行定位的过程中就可以根据统一坐标系来表示待测物体的定位坐标。
应理解，处理装置与摄像头1、摄像头2以及目标物之间的信息传输可以通过无线网络或有线网络通信，例如，该通信设备具体可以是路由器。在实际应用中，通信设备与处理装置可以是相互独立的，也可以是集成在一起的，具体此处不做限定。
下面结合具体地实施方式对本申请提供的定位方法进行介绍。
图4为本申请实施例中定位方法的一种实施例示意图。该方法具体是基于上述图3介绍的定位系统来实现的。在该示例中，定位方法包括如下步骤。
401、当目标物在第一位置时，处理装置获取目标物上标记点在摄像头1的第一坐标系中的第一定位坐标，以及目标物上标记点在摄像头2的第二坐标系中的第二定位坐标。
本实施例中，目标物上设置有一个或多个标记点，目标物停留的第一位置在摄像头1与摄像头2的拍摄重叠区域。摄像头1对目标物上的标记点进行成像得到第一成像信息，并将第一成像信息发送至处理装置。摄像头2对目标物上的标记点进行成像得到第二成像信息，并将第二成像信息发送至处理装置。处理装置可以根据第一成像信息确定目标物上标记点在摄像头1的第一坐标系中的第一定位坐标，并根据第二成像信息确定目标物上标记点在摄像头2的第二坐标系中的第二定位坐标。
402、当目标物在第二位置时，处理装置获取目标物上标记点在摄像头1的第一坐标系中的第三定位坐标，以及目标物上标记点在摄像头2的第二坐标系中的第四定位坐标。
处理装置可以控制目标物从第一位置移动到第二位置，目标物停留的第二位置同样在摄像头1与摄像头2的拍摄重叠区域。摄像头1对目标物上的标记点进行成像得到第三成像信息，并将第三成像信息发送至处理装置。摄像头2对目标物上的标记点进行成像得到第四成像信息，并将第四成像信息发送至处理装置。处理装置可以根据第三成像信息确定目标物上标记点在摄像头1的第一坐标系中的第三定位坐标，并根据第四成像信息确定目标物上标记点在摄像头2的第二坐标系中的第四定位坐标。
应理解，在上述步骤401和步骤402中，处理装置根据摄像头的成像信息确定摄像头坐标系中目标物定位坐标的具体实现方式，可以参考上述图1的相关介绍，此处不再赘述。还应理解，当目标物停留在第一位置或第二位置时，摄像头1和摄像头2可以同时对目标物进行拍摄，也可以在不同时刻对目标物进行拍摄，具体此处不做限定。
403、处理装置根据第一定位坐标、第二定位坐标、第三定位坐标和第四定位坐标确定第一坐标系与第二坐标系之间的第一坐标系变换参数。
本实施例中，第一坐标系变换参数包括旋转矩阵(rotation matrix)和平移向量(translation vector)。其中，旋转矩阵是在乘以一个向量的时候有改变向量的方向但不改变大小的效果并保持了手性的矩阵。例如，坐标系1与坐标系2原点重合但不平行，空间点从坐标系1到坐标系2的变换就用旋转矩阵表示。如果坐标系1与坐标系2平行但不重合，空间点从坐标系1到坐标系2的变换就用平移向量表示。也就是说，空间点在坐标系1中的坐标加上平移向量就是空间点在坐标系2中的坐标。具体地，处理装置可以根据如下公式来计算第一坐标系变换参数。
该公式为：
其中，θ表示第一坐标系与第二坐标系之间的旋转角度，表示旋转矩阵，/>表示平移向量，/>表示基于摄像头1得到的定位坐标(如第一定位坐标或第三定位坐标)，/>表示基于摄像头2得到的定位坐标(如第二定位坐标或第四定位坐标)。应理解，第一定位坐标、第二定位坐标和第一坐标系变换参数满足该公式，第三定位坐标、第四定位坐标和第一坐标系变换参数也满足该公式。也就是说，将第一定位坐标和第二定位坐标代入该公式作为一个方程，并将第三定位坐标和第四定位坐标代入该公式作为另一个方程，联合两个方程进行计算即可得到第一坐标系变换参数。
应理解，上述第一定位坐标和第二定位坐标可视为第一组定位信息，上述第三定位坐标和第四定位坐标可视为第二组定位信息。为了计算得到上述第一坐标系变换参数，需要至少两组定位信息。在一些可能的实施方式中，处理装置也可以控制目标物移动到更多个位置并采集到更多组定位信息，从而根据更多组定位信息来计算第一坐标系变换参数，可以减少计算误差。
404、处理装置根据第一坐标系变换参数对待测物体进行定位。
处理装置计算得到第一坐标系变换参数后，会先根据第一坐标系变换参数对第一坐标系和第二坐标系进行统一得到目标坐标系。之后，无论是基于摄像头1还是摄像头2对待测物体进行定位，该待测物体的定位坐标都将用目标坐标系表示。具体地，处理装置可以获取摄像头1或摄像头2对待测物体的目标成像信息，并根据目标成像信息确定待测物体在目标坐标系中的目标定位坐标。
应理解，本申请不对目标坐标系做具体限定。例如，处理装置可以根据第一坐标系变换参数将第二坐标系转换为第一坐标系，该第一坐标系即为目标坐标系。又例如，处理装置可以根据第一坐标系变换参数将第一坐标系转换为第二坐标系，该第二坐标系即为目标坐标系。再例如，该目标坐标系也可以是除第一坐标系和第二坐标系之外的自定义坐标系，当然前提是还需要确定自定义坐标系与第一坐标系或第二坐标系之间的坐标系变换参数。
需要说明的是，上述实施例介绍了两个摄像头之间外参标定的流程。在一些可能的实施方式中，还可以结合多个已完成外参标定的摄像头对另一个摄像头进行外参标定，从而可以提高标定精度。下面在上述实施例的基础上进行进一步介绍。
图5为本申请实施例提供的另一种定位系统示意图。如图5所示，区别于上述图3所示的定位系统，本实施提供的定位系统还包括摄像头3。当目标物位于摄像头1、摄像头2和摄像头3的拍摄重叠区域时，摄像头1、摄像头2和摄像头3分别将各自拍摄目标物得到的成像信息通过通信设备发送至处理装置。其中，摄像头1和摄像头2之间已经按照上述图4所示实施例介绍的方法完成了外参标定。处理装置可以根据摄像头1、摄像头2和摄像头3反馈的成像信息进行分析计算以确定摄像头1的坐标系与摄像头3的坐标系之间的坐标系变换参数以及摄像头2的坐标系与摄像头3的坐标系之间的坐标系变换参数，从而得到统一坐标系。之后，对待测物体进行定位的过程中就可以根据统一坐标系来表示待测物体的定位坐标。
具体地，上述图4所示实施例中的第一位置和第二位置同样在摄像头3的拍摄区域。当目标物在第一位置时，摄像头3对目标物上的标记点进行成像得到第五成像信息，并将第五成像信息发送至处理装置。处理装置可以根据第五成像信息确定目标物上标记点在摄像头3的第三坐标系中的第五定位坐标。当目标物在第二位置时，摄像头3对目标物上的标记点进行成像得到第六成像信息，并将第六成像信息发送至处理装置。处理装置可以根据第六成像信息确定目标物上标记点在摄像头3的第三坐标系中的第六定位坐标。之后，处理装置根据第一定位坐标、第二定位坐标、第三定位坐标、第四定位坐标、第五定位坐标和第六定位坐标，确定第一坐标系与第三坐标系之间的第二坐标系变换参数和第二坐标系与第三坐标系之间的第三坐标系变换参数。进而，处理装置根据第二坐标系变换参数对第一坐标系和第三坐标系进行统一，根据第三坐标系变换参数对第二坐标系和第三坐标系进行统一。
需要说明的是，第二坐标系变换参数和第三坐标系变换参数同样包括旋转矩阵和平移向量。作为一个示例，第二坐标系变换参数和第三坐标系变换参数可以按照下面提供的方程组进行计算。该方程组包括：
其中，摄像头i到摄像头j的旋转矩阵表示为摄像头i到摄像头j的旋转角度表示为θi,j，摄像头i到摄像头j的平移变量表示为ti,j，/>表示基于摄像头1得到的定位坐标(如第一定位坐标或第三定位坐标)，/>表示基于摄像头2得到的定位坐标(如第二定位坐标或第四定位坐标)，/>表示基于摄像头3得到的定位坐标(如第五定位坐标或第六定位坐标)。将基于摄像头1、摄像头和摄像头3得到的上述定位坐标代入该方程组即可计算得到第二坐标系变换参数和第三坐标系变换参数。
需要说明的是，处理装置可以根据第二坐标系变换参数将第三坐标系转换为第一坐标系，或者，根据第二坐标系变换参数将第一坐标系转换为第三坐标系，从而完成摄像头1与摄像头3之间的外参标定。同理，处理装置可以根据第三坐标系变换参数将第三坐标系转换为第二坐标系，或者，根据第三坐标系变换参数将第二坐标系转换为第三坐标系，从而完成摄像头2与摄像头3之间的外参标定。由于摄像头1和摄像头2之间已经完成了外参标定，因此通过上述方式可以完成摄像头1、摄像头2和摄像头3之间的外参标定。在实际应用中，可以将上述任意一个摄像头的坐标系作为统一坐标系，之后，无论是基于哪个摄像头对待测物体进行定位，该待测物体的定位坐标都将用统一坐标系表示。
下面以上述图3所示的定位系统为例介绍一个更为具体的实施例。
图6为本申请实施例中定位方法的另一种实施例示意图。在该示例中，定位方法包括如下步骤。
601、确定初始坐标系。
处理装置控制目标物移动会首先进入某个摄像头的拍摄区域，例如，该摄像头为摄像头1，那么可以将摄像头1的坐标系确定为初始坐标系。
602、判断目标物是否进入多个摄像头的拍摄重叠区域且这多个摄像头之间的外参没有标定，若否，则执行步骤603；若是，则执行步骤604。
603、控制目标物继续移动。
604、控制目标物每走一段距离就停止一段时间以让各摄像头对目标物进行成像。
应理解，目标物每次停止的时长应当大于摄像拍摄所需要的时长，例如，摄像头拍摄帧率为30帧每秒，则目标物每次停止的时长要大于33毫秒。各摄像头对停止的目标物进行拍摄并分别将各自获取到的成像信息发送至处理装置。
605、判断目标物是否走出多个摄像头的拍摄重叠区域或定位信息的组数达到上限，若否，则继续执行步骤604；若是则执行步骤606。
应理解，目标物停留在同一位置时基于各摄像头得到的定位坐标可以作为一组定位信息，如果定位信息的组数达到上限可以认为所需要的定位信息已经足够了，将执行后面的操作。当然，如果目标物已经走出了多个摄像头的拍摄重叠区域，也就无法再继续采集新的一组定位信息，将执行后面的操作。
606、判断定位信息的组数是否大于或等于2，若否，则执行步骤607；若是，则执行步骤608。
应理解，根据上述图4所示实施例的相关介绍，为了完成多个摄像头之间的外参标定需要至少两组定位信息。因此，处理装置在进行外参标定之前需要先确定是否采集到至少两组定位信息。
607、停止此次外参标定。
608、根据获取到的多组定位信息进行多个摄像头之间的外参标定，并建立统一坐标系以便于后续的定位操作。
应理解，步骤608的具体实现方式可以参考上述图4所示实施例中步骤403和步骤404的相关介绍，此处不再赘述。
综合上述各实施例的介绍可知，本申请提供了一种对多个摄像头进行外参标定的具体实现方式，通过获取到的坐标系变换参数可以对多个摄像头的坐标系进行统一，后续基于每个摄像头获取到的定位坐标都可以用统一坐标系表示，便于在多摄像头的场景下确定摄像头覆盖范围内任意位置的定位坐标。另外，本申请提供的定位系统是全自动化的系统，无需人工干预，实用性更强。
下面对上述定位系统的处理装置进行介绍。
图7为本申请实施例中处理装置的一种结构示意图。如图7所示，该处理装置包括检测模块701、计算模块702和控制模块703。具体地，检测模块701可用于根据各摄像头反馈的成像信息确定目标物的定位坐标。计算模块702用于计算各摄像头之间的坐标系变换参数，并建立统一坐标系。控制模块703用于控制目标物移动。在一种可能的实施方式中，检测模块701用于执行上述图4所示实施例中的步骤401和步骤402，计算模块702用于执行上述图4所示实施例中的步骤403和步骤404。在一种可能的实施方式中，检测模块701用于执行上述图6所示实施例中的步骤602、步骤605和步骤606。计算模块702用于执行上述图6所示实施例中的步骤601、步骤607和步骤608。控制模块703用于执行上述图6所示实施例中的步骤603和步骤604。应理解，上述的检测模块701、计算模块702和控制模块703只是从功能实现上划分的模块，在实际应用中，检测模块701、计算模块702和控制模块703可以是相互独立的模块，也可以集成在一起实现。
图8为本申请实施例中处理装置的另一种结构示意图。如图8所示，该处理装置包括处理器801、存储器802以及收发器803。该处理器801、存储器802以及收发器803通过线路互相连接，其中，收发器803用于跟摄像头和目标物进行数据或指令交互。存储器802用于存储程序指令和数据。处理器801用于执行上述图4和图6所示实施例中的操作步骤。需要说明的是，上述图8中所示的处理器可以采用通用的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器，应用专用集成电路ASIC，或者至少一个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案。上述图8中所示的存储器可以存储操作系统和其他应用程序。在通过软件或者固件来实现本申请实施例提供的技术方案时，用于实现本申请实施例提供的技术方案的程序代码保存在存储器中，并由处理器来执行。在一实施例中，处理器内部可以包括存储器。在另一实施例中，处理器和存储器是两个独立的结构。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，随机接入存储器等。具体地，例如：上述处理单元或处理器可以是中央处理器，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。上述的这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
当使用软件实现时，上述实施例描述的方法步骤可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

Claims (20)

1.一种定位方法，其特征在于，包括：
当目标物在第一位置时，处理装置获取所述目标物上标记点在第一摄像头的第一坐标系中的第一定位坐标，以及所述目标物上所述标记点在第二摄像头的第二坐标系中的第二定位坐标，其中，所述第一位置位于所述第一摄像头与所述第二摄像头的拍摄重叠区域；
当所述目标物在第二位置时，所述处理装置获取所述目标物上所述标记点在所述第一坐标系中的第三定位坐标，以及所述目标物上所述标记点在所述第二坐标系中的第四定位坐标，其中，所述第二位置位于所述第一摄像头与所述第二摄像头的拍摄重叠区域；
所述处理装置根据所述第一定位坐标、所述第二定位坐标、所述第三定位坐标和所述第四定位坐标确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的第一坐标系变换参数；
所述处理装置根据所述第一坐标系变换参数对待测物体进行定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理装置获取所述第一定位坐标和所述第二定位坐标之后，所述处理装置获取所述第三定位坐标和所述第四定位坐标之前，所述方法还包括：
所述处理装置控制所述目标物从所述第一位置移动到所述第二位置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述处理装置获取所述目标物上所述标记点在所述第一坐标系中的第一定位坐标和所述目标物上所述标记点在所述第二坐标系中的第二定位坐标包括：
当所述目标物在第一位置时，所述处理装置获取所述第一摄像头对所述目标物上所述标记点的第一成像信息和所述第二摄像头对所述目标物上所述标记点的第二成像信息，根据所述第一成像信息确定所述第一定位坐标，根据所述第二成像信息确定所述第二定位坐标；
所述处理装置获取所述目标物上所述标记点在所述第一坐标系中的第三定位坐标和所述目标物上所述标记点在所述第二坐标系中的第四定位坐标包括：
当所述目标物在第二位置时，所述处理装置获取所述第一摄像头对所述目标物上所述标记点的第三成像信息和所述第二摄像头对所述目标物上所述标记点的第四成像信息，根据所述第三成像信息确定所述第三定位坐标，根据所述第四成像信息确定所述第四定位坐标。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一坐标系变换参数包括旋转矩阵和平移向量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一定位坐标、所述第二定位坐标和所述第一坐标系变换参数满足公式，所述第三定位坐标、所述第四定位坐标和所述第一坐标系变换参数满足所述公式；
所述公式包括：
其中，所述θ表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的旋转角度，所述表示所述旋转矩阵，所述/>表示所述平移向量，所述/>表示所述第一定位坐标或所述第三定位坐标，所述/>表示所述第二定位坐标或所述第四定位坐标。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理装置根据所述第一坐标系变换参数对待测物体进行定位包括：
所述处理装置根据所述第一坐标系变换参数对所述第一坐标系和所述第二坐标系进行统一得到目标坐标系，获取所述第一摄像头或所述第二摄像头对所述待测物体的目标成像信息，根据所述目标成像信息确定所述待测物体在所述目标坐标系中的目标定位坐标。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述处理装置根据所述第一坐标系变换参数对所述第一坐标系和所述第二坐标系进行统一得到目标坐标系包括：
所述处理装置根据所述第一坐标系变换参数将所述第二坐标系转换为所述第一坐标系，所述目标坐标系为所述第一坐标系；
或者，
所述处理装置根据所述第一坐标系变换参数将所述第一坐标系转换为所述第二坐标系，所述目标坐标系为所述第二坐标系。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述目标物在所述第一位置时，所述处理装置获取所述目标物上所述标记点在第三摄像头的第三坐标系中的第五定位坐标，其中，所述第一位置位于所述第一摄像头、所述第二摄像头和所述第三摄像头的拍摄重叠区域；
当所述目标物在所述第二位置时，所述处理装置获取所述目标物上所述标记点在所述第三坐标系中的第六定位坐标，其中，所述第二位置位于所述第一摄像头、所述第二摄像头和所述第三摄像头的拍摄重叠区域；
所述处理装置根据所述第一定位坐标、所述第二定位坐标、所述第三定位坐标、所述第四定位坐标、所述第五定位坐标和所述第六定位坐标，确定所述第一坐标系与所述第三坐标系之间的第二坐标系变换参数和所述第二坐标系与所述第三坐标系之间的第三坐标系变换参数；
所述处理装置根据所述第二坐标系变换参数对所述第一坐标系和所述第三坐标系进行统一，根据所述第三坐标系变换参数对所述第二坐标系和所述第三坐标系进行统一。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述处理装置根据所述第二坐标系变换参数对所述第一坐标系和所述第三坐标系进行统一包括：
所述处理装置根据所述第二坐标系变换参数将所述第三坐标系转换为所述第一坐标系，或者，所述处理装置根据所述第二坐标系变换参数将所述第一坐标系转换为所述第三坐标系；
所述处理装置根据所述第三坐标系变换参数对所述第二坐标系和所述第三坐标系进行统一包括：
所述处理装置根据所述第三坐标系变换参数将所述第三坐标系转换为所述第二坐标系，或者，所述处理装置根据所述第三坐标系变换参数将所述第二坐标系转换为所述第三坐标系。
10.一种处理装置，其特征在于，包括：检测模块和计算模块；
所述检测模块用于：当目标物在第一位置时，获取所述目标物上标记点在第一摄像头的第一坐标系中的第一定位坐标，以及所述目标物上所述标记点在第二摄像头的第二坐标系中的第二定位坐标，其中，所述第一位置位于所述第一摄像头与所述第二摄像头的拍摄重叠区域；
当所述目标物在第二位置时，获取所述目标物上所述标记点在所述第一坐标系中的第三定位坐标，以及所述目标物上所述标记点在所述第二坐标系中的第四定位坐标，其中，所述第二位置位于所述第一摄像头与所述第二摄像头的拍摄重叠区域；
所述计算模块用于：根据所述第一定位坐标、所述第二定位坐标、所述第三定位坐标和所述第四定位坐标确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的第一坐标系变换参数；
根据所述第一坐标系变换参数对对待测物体进行定位。
11.根据权利要求10所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括控制模块；所述检测模块获取所述第一定位坐标和所述第二定位坐标之后，所述检测模块获取所述第三定位坐标和所述第四定位坐标之前，所述控制模块用于：控制所述目标物从所述第一位置移动到所述第二位置。
12.根据权利要求10或11所述的处理装置，其特征在于，所述检测模块具体用于：
当所述目标物在第一位置时，获取所述第一摄像头对所述目标物上所述标记点的第一成像信息和所述第二摄像头对所述目标物上所述标记点的第二成像信息，根据所述第一成像信息确定所述第一定位坐标，根据所述第二成像信息确定所述第二定位坐标；
当所述目标物在第二位置时，获取所述第一摄像头对所述目标物上所述标记点的第三成像信息和所述第二摄像头对所述目标物上所述标记点的第四成像信息，根据所述第三成像信息确定所述第三定位坐标，根据所述第四成像信息确定所述第四定位坐标。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的处理装置，其特征在于，所述第一坐标系变换参数包括旋转矩阵和平移向量。
14.根据权利要求13所述的处理装置，其特征在于，所述第一定位坐标、所述第二定位坐标和所述第一坐标系变换参数满足公式，所述第三定位坐标、所述第四定位坐标和所述第一坐标系变换参数满足所述公式；
所述公式包括：
其中，所述θ表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的旋转角度，所述表示所述旋转矩阵，所述/>表示所述平移向量，所述/>表示所述第一定位坐标或所述第三定位坐标，所述/>表示所述第二定位坐标或所述第四定位坐标。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的处理装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：
根据所述第一坐标系变换参数对所述第一坐标系和所述第二坐标系进行统一得到目标坐标系，获取所述第一摄像头或所述第二摄像头对所述待测物体的目标成像信息，根据所述目标成像信息确定所述待测物体在所述目标坐标系中的目标定位坐标。
16.根据权利要求15所述的处理装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：
根据所述第一坐标系变换参数将所述第二坐标系转换为所述第一坐标系，所述目标坐标系为所述第一坐标系；
或者，
根据所述第一坐标系变换参数将所述第一坐标系转换为所述第二坐标系，所述目标坐标系为所述第二坐标系。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的处理装置，其特征在于，所述检测模块还用于：
当所述目标物在所述第一位置时，获取所述目标物上所述标记点在第三摄像头的第三坐标系中的第五定位坐标，其中，所述第一位置位于所述第一摄像头、所述第二摄像头和所述第三摄像头的拍摄重叠区域；
当所述目标物在所述第二位置时，获取所述目标物上所述标记点在所述第三坐标系中的第六定位坐标，其中，所述第二位置位于所述第一摄像头、所述第二摄像头和所述第三摄像头的拍摄重叠区域；
所述计算模块还用于：根据所述第一定位坐标、所述第二定位坐标、所述第三定位坐标、所述第四定位坐标、所述第五定位坐标和所述第六定位坐标，确定所述第一坐标系与所述第三坐标系之间的第二坐标系变换参数和所述第二坐标系与所述第三坐标系之间的第三坐标系变换参数；
根据所述第二坐标系变换参数对所述第一坐标系和所述第三坐标系进行统一，根据所述第三坐标系变换参数对所述第二坐标系和所述第三坐标系进行统一。
18.根据权利要求17所述的处理装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：
根据所述第二坐标系变换参数将所述第三坐标系转换为所述第一坐标系，或者，根据所述第二坐标系变换参数将所述第一坐标系转换为所述第三坐标系；
根据所述第三坐标系变换参数将所述第三坐标系转换为所述第二坐标系，或者，根据所述第三坐标系变换参数将所述第二坐标系转换为所述第三坐标系。
19.一种定位系统，其特征在于，所述定位系统包括：处理装置、第一摄像头、第二摄像头和目标物，其中，所述处理装置用于执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。
20.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当所述计算机指令在计算机设备上运行时，使得所述计算机设备执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。
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