一种定位物体的身份识别方法、装置和系统与流程

文档序号:12303211阅读:138来源:国知局
一种定位物体的身份识别方法、装置和系统与流程

本发明涉及定位技术领域,特别涉及一种定位物体的身份识别方法、装置和系统。



背景技术:

视觉定位是一种常用的定位技术,通过一个或多个摄像头采集固定在待定位物体上的发光体,从而确定该发光体的三维位置是视觉定位的一种技术手段。

但是,当存在多个待定位刚体或者多个发光体时,确定摄像头采集的图像中的发光点对实际中的发光体对应关系,是视觉定位中的一大难题,无法确定对应关系,就无法实现发光体,即待定位物体的识别。现有技术中的方法是让每个发光体发出不同颜色的光,再通过红绿蓝色彩模式(redgreenbluecolormodel,简称为rgb)摄像头通过颜色来确定。但在图像中易于分辨的颜色数量有限,一旦发光体过多有些颜色会变得难以确定;同时rgb摄像头很容易受到室内光噪声的影响,常常导致结果错误,因此,现有技术中的方法无法有效的确定图像中的发光点对实际中的发光体对应关系,导致无法识别多个定位物体,降低用户体验的问题。



技术实现要素:

鉴于现有技术无法有效的确定图像中的发光点对实际中的发光体对应关系,无法识别多个定位物体,降低用户体验的问题,提出了本发明的一种定位物体的身份识别方法、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,提供了一种定位物体的身份识别方法,所述方法包括:

通过摄像头模组采集多个发光体的第一图像,其中,所述多个发光体分别设置在多个定位物体上;

根据所述第一图像中与所述多个发光体的对应的发光点的位置关系,向所述多个发光体发送闪烁指令,所述闪烁指令用于指示所述多个发光体根据所述闪烁指令进行闪烁;

通过所述摄像头模组采集所述多个发光体的第二图像;

根据所述第二图像中的与所述多个发光体对应的发光点的发光状态区别多个所述发光体的身份信息,其中,所述发光体身份信息与所述定位物体的身份信息相对应。

根据本发明的另一个方面,提供了一种定位物体的身份识别装置,所述装置包括:

第一采集模块,用于通过摄像头模组采集多个发光体的第一图像,其中,所述多个发光体分别设置在多个定位物体上;

发送模块,用于根据所述第一图像中与所述多个发光体的对应的发光点的位置关系,向所述多个发光体发送闪烁指令,所述闪烁指令用于指示所述多个发光体根据所述闪烁指令进行闪烁;

第二采集模块,用于通过所述摄像头模组采集所述多个发光体的第二图像;

识别模块,用于根据所述第二图像中的与所述多个发光体对应的发光点的发光状态区别多个所述发光体的身份信息,其中,所述发光体身份信息与所述定位物体的身份信息相对应。

根据本发明的另一个方面,提供了一种定位物体的身份识别系统,所述系统包括:外置于定位物体的摄像头模组、分别置于多个所述定位物体上的发光体、如前所述的定位物体的身份识别装置;

所述摄像头模组和所述发光体有线或无线连接所述定位物体的身份识别装置。

综上所述,本发明的技术方案通过摄像头模组采集的置于多个定位物体上的多个发光体的第一图像;根据第一图像中与多个发光体的对应的发光点的位置关系,向多个发光体发送闪烁指令,指示多个发光体根据闪烁指令进行闪烁;然后通过摄像头模组采集多个发光体的第二图像;根据第二图像中的与多个发光体对应的发光点的发光状态区别多个发光体的身份信息,因为发光体身份信息与定位物体的身份信息相对应,进而实现定位物体的身份识别。可见,本发明通过控制发光体的闪烁来实现多个发光体的区分,以便进行多个定位物体的识别,发光体不局限于不同的颜色,在具有相同的波长的情况下也可以实现;并且,成本较低,不受光噪声的干扰,增强用户体验。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的一种定位物体的身份识别方法的流程示意图;

图2为本发明一个实施例提供的一种亮度指示指令延迟示意图;

图3为本发明一个实施例提供的一种发光体执行奇数帧发光或偶数帧发光的指令的状态示意图;

图4为本发明一个实施例提供的一种发光体执行闪烁指令的状态示意图;

图5为本发明一个实施例提供的一种定位物体的身份识别装置的结构示意图;

图6为本发明另一个实施例提供的一种定位物体的身份识别装置的结构示意图;

图7为本发明一个实施例提供的一种定位物体的身份识别系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的设计思路是:通过摄像头模组采集的置于多个定位物体上的多个发光体的第一图像;根据第一图像中与多个发光体的对应的发光点的位置关系,向多个发光体发送闪烁指令,指示多个发光体根据闪烁指令进行闪烁;然后通过摄像头模组采集多个发光体的第二图像;根据第二图像中的与多个发光体对应的发光点的发光状态区别多个发光体的身份信息,因为发光体身份信息与定位物体的身份信息相对应,进而实现定位物体的身份识别。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为本发明一个实施例提供的一种定位物体的身份识别方法的流程示意图。如图1所示,该方法包括:

步骤s110,通过摄像头模组采集多个发光体的第一图像,其中,多个发光体分别设置在多个定位物体上。

本实施例中,发光体可以是同波长的,也可以是不同波长的。每个定位物体上均设置一个发光体。

步骤s120,根据第一图像中与多个发光体的对应的发光点的位置关系,向多个发光体发送闪烁指令,闪烁指令用于指示多个发光体根据闪烁指令进行闪烁。

在本实施例中,摄像头模组采集多个定位物体上的多个发光体的第一图像中发光体会与图像中的发光点一一对应,可以根据图像中与多个发光体的对应的发光点的位置关系,向多个发光体发送闪烁指令,闪烁指令可以是发光亮度的改变、熄灭等。

本实施例中的摄像头模组可以是双目摄像头模组。双目成像原理是基于视差原理并利用双目摄像头从不同的位置获取物体的两幅图像,通过计算图像中对应点间的位置偏差,来获物体三维集合信息的方法。该方法的优点是效率高、精度高、结构简单、成本低等优点。在本实施例中,在采用双目摄像头模组的基础上,可根据双目摄像头模组采集的图像中的红外发光点的位置,利用双目成像原理确定发光体相对于双目摄像头模组的三维位置坐标,进而为追踪发光体的位置做准备。

在一个优选的实施例中,摄像头模组是双目红外摄像头模组,发光体是红外发光体,以降低成本,提高精度。

步骤s130,通过摄像头模组采集多个发光体的第二图像。

当多个发光体接收到时,命令的生效时间是在第一图像中的第二图像中,为了区别发光体的身份信息,需要采集命令生效的第二图像。

步骤s140,根据第二图像中的与多个发光体对应的发光点的发光状态区别多个发光体的身份信息,其中,发光体身份信息与定位物体的身份信息相对应。

发光体不同,对应的也不同。向多个发光体发送闪烁指令后,发光体会在第二图像中执行相应的闪烁指令,当发光体根据闪烁指令进行闪烁时,就可以区别图像中进行闪烁的发光点对应发光体的身份信息。

根据第二图像中的与多个发光体对应的发光点的发光状态区别多个发光体的身份信息,实际上是确定图像中发光点与实际定位物体上的发光体的对应关系。如上,发光体身份信息与定位物体的身份信息相对应,当发光体的对应关系确定后,就可以进行定位物体的身份识别。

例如,向发光体a发送的闪烁命令是降低亮度,向发光体b发送的闪烁命令是亮度不变,向发光体c发送的闪烁命令是熄灭,在第二图像中,亮度降低的发光点就对应发光体a,确定定位物体a的身份;亮度不变的发光点对应发光体b,确定定位物体b的身份;熄灭的方光点对应发光体c,确定定位物体c的身份。

需要说明的是,发光体在工作的过程中有一定的占空比,表现为有一定的闪烁频率,在处于高电平的时候发光体是发光的,在处于低电平的时候发光体是熄灭的。为了保证在摄像头模组采集的图像中包含发光体发光的发光点,即通过摄像头模组采集的图像中可以识别到发光点,本实施例的实施前提是要保证摄像头模组采集图像的帧率与发光体的闪烁频率一致,具体地,可以通过定期向发光体发送同步帧率的同步信号的方法,以更新发光体的闪烁频率,保证闪烁频率与摄像头模组的帧率一致。

可见,本发明通过控制发光体的闪烁来实现多个发光体的区分,以便进行多个定位物体的识别,发光体不局限于不同的颜色,在具有相同的波长的情况下也可以实现;并且,成本较低,不受光噪声的干扰,增强用户体验。

在多个发光体的身份识别的过程中,如果时刻进行上述区别发光点的身份信息的方案,会浪费系统资源,影响追踪效率,降低用户体验。因此,在本发明的一个实施例中,当获取到第一图像后,可先利用现有技术中的三维追踪方法区别多个发光体,并判断是否存在未能区别的发光体。若判断为是,向未能区别的发光体发送闪烁指令。

例如,5个定位物体上分别有一个发光体,在利用三维追踪方法追踪时,在第一图像中,有3个发光体已经确定可以进行身份识别上,有两个发光体a和b无法识别,即图像中有两个发光点无法对应到发光体a和发光体b,这时向发光体a发送熄灭的指令和发光体b发送亮度不变的指令,在第二图像中,仍然存在的发光点就对应发光体b,熄灭的发光点就对应发光体a。

在本发明的一个实施例中,步骤s130中的向多个发光体发送闪烁指令,闪烁指令用于指示多个发光体根据闪烁指令进行闪烁包括:向多个发光体发送亮度指示指令,亮度指示指令用于指示多个发光体根据亮度指示指令进行发光操作。

本实施例中,上述的闪烁指令为亮度指示指令;例如,降低亮度、增强亮度或者熄灭。当多个发光体接收到亮度指示指令后,会根据亮度指示指令进行发光的操作。

在本发明的一个实施例中,如果发光体的数量较多时,可以设定不同的亮度等级,以便指示发光体进行不同亮度等级的发光操作。例如,亮度指示指令为第一等级亮度指令、第二等级亮度指令、…。

为了对发光体进行持续的识别,向多个发光体发送闪烁指令后,发光体不能无限期的执行该指令,所以在多个发光体内预先配置有预设时间。当向多个发光体发送闪烁指令时,发光体会根据该闪烁指令,只在预设时间内执行指令。这里的预设时间是由亮度指示指令发送时间和多个发光体接收到亮度指示指令时间之间的时间差确定,可以是时间也可以是帧数。例如,时间差为1-3帧,就确定预设时间为3帧;或者,时间差为1-4ms,则确定预设时间为4ms。因为亮度指示指令发送时间和多个发光体接收到亮度指示指令时间之间的时间差,即从指令发出到指令被接收到之间的时间延迟是已知的,所以这里的预设时间也是已知的,只要预先配置在发光体中即可。

在一个例子中,预设时间为4ms或预设帧数3帧,并预先配置在发光体中,亮度指示指令为降低发光亮度的指令,在某一帧p1需要区别发光体a和发光体b。对发光体a发送降低发光亮度指令,对发光体b发送亮度不变的指令。当发光体a接受到指令后,根据预先配置的预设时间4ms或预设帧数3帧,会进行降低发光亮度(或熄灭)4ms或3帧的操作;发光体b接收到指令后,进行亮度不变的操作。则在发送指令后的某一确定帧p2,图像中发光点一个亮度保持不变,另一个亮度降低,则可以确定保持不变的发光点对应发光体为b;亮度变化的发光点对应发光体a。从而区别上述两个发光点的身份信息,进行实现发光体a和发光体b的身份信息的区别。需要说明的是,在定位物体连接到本定位系统中时,系统会为每个定位物体设定唯一的识别号并发布。在向发光体a指令时,发光体a就会执行相应的指令。当预设时间达到后,发光体就自动停止亮度指示指令的执行。

如上文说明,从指令发出到指令被接收到之间有时间延迟。发送亮度指示指令后,发光体的接收会有一定的时间延迟,也就是指令发出后,发光体并不一定立刻接收到指令并执行,从指令发出到指令被接收之间,有一定的时间延迟。为了将该延迟时间考虑到本实施例中,同时为了防止系统资源的非必要浪费,采集的第二图像必须是指令被执行的图像,所以,上述实施例中还需要先确定指令被执行的时间点,再进行第二图像的采集。

具体地,图1所示的步骤s130的通过摄像头模组采集多个发光体的第二图像包括:根据亮度指示指令发送时间和多个发光体接收到亮度指示指令时间之间的时间差,确定第二图像的采集时间点;在采集时间点,通过摄像头模组采集多个发光体的第二图像。

图2为本发明一个实施例提供的一种亮度指示指令延迟示意图。本例中向发光体a发送熄灭指令,向发光体b发送亮度不变指令。如图2所示,帧p2与帧p1的帧数间隔以及预设时间是根据指令发出时间到指令接收时间之间的时间差确定的。假设延迟可能为1~3帧,因此预设该指令的预设时间是三帧。针对发光体a来说,发光体a接收指令到并执行有三种可能性。如图2所示,“o”表示指定发光体a亮,“×”表示发光体a熄灭,即指令执行中。通过列举指定发光体a接收到指令并执行的三种可能性,发现在p2帧时,不管哪种可能,发光体a均处于指令执行中。这样,可以找到固定帧p2,在这一帧指令始终是被执行的。因此,确定p2帧的时间点是第二图像采集的时间点,就在指令发送后的经过2帧的时间后,进行第二图像的采集。

在本发明的一个实施例中,步骤s120中的向多个发光体发送闪烁指令,闪烁指令用于指示多个发光体根据闪烁指令进行闪烁包括:根据多个发光体的个数选择闪烁模式,其中,闪烁模式包括多个发光体完成一次交替发光的帧数;向多个发光体发送闪烁模式信息以及与闪烁模式信息对应的闪烁指令,其中,闪烁指令包括多个发光体在闪烁模式下的发光次序。

在本实施例中,需要根据发光体的个数选择一个闪烁模式,这里的闪烁模式包括发光体完成一次交替发光的帧数。也就是说,在选择的闪烁模式下,需要保证每个发光体均单独发光一次,当其中一个发光体是发光的状态,其他的发光体是熄灭的状态。例如,发光体的个数为2个,2个发光体完成一次交替发光的帧数位2帧,则该闪烁模式就是每2帧发光体就交替发光一次;如果发光体的个数为3个,3个发光体完成一次交替发光的帧数位3帧,则该闪烁模式就是每3帧发光体就交替发光一次;如果发光体的个数为4个,4个发光体完成一次交替发光的帧数位4帧,则该闪烁模式就是每4帧发光体就交替发光一次。

选择闪烁模式后,再向发光体发送闪烁指令,这里的闪烁指令包括多个发光体在闪烁模式下的发光次序。例如,发光体的个数是3个,分别是发光体a、发光体b、发光体c,选择的闪烁模式就是每3帧发光体就交替发光一次,则闪烁指令就是发光体a在每次循环中的第一帧发光、发光体b在每次循环中的第二帧发光、发光体c在每次循环中的第三帧发光。为了保证发光体在接收到闪烁指令后如何执行,在发送闪烁指令的同时,还需要发送闪烁模式信息,以是发光体知道接收到的闪烁指令值3帧循环一次执行的。在上述的例子中,针对发光体a来说,指令开始执行后的第一帧发光体a发光,发光体a接收到了闪烁模式信息,知道每3帧就需要执行一次闪烁指令,当第3帧结束后,即完成一次循环后,发光体a再在第4帧发光。

在一个具体的例子中,发光体的个数为2个,则选择的闪烁模式是每2帧发光体交替发光一次。那么,在向发光体发送闪烁指令的时候,就可以直接向2个发光体发送奇数帧发光或偶数帧发光的指令,奇数帧发光或偶数帧发光的指令用于指示多个发光体根据指令只在奇数帧发光或只在偶数帧发光。

例如,在第一图像p1需要区别发光体a和发光体b。对发光体a发送奇数帧发光的指令以及对发光体b发送偶数帧发光的指令。当发光体a接受到指令后,只在奇数帧发光;发光体b接受到指令后,只在偶数帧发光。发光体a和发光体b交替闪烁,根据图像的帧数信息,就可以从图像中发光点的闪烁规律推断出发光点与发光体的对应关系,从而实现发光体a和发光体b的身份识别。如上述说明,在定位物体连接到本定位系统中时,系统会为每个待定位刚体设定唯一的识别号并发布。在向发光体a指令时,发光体a就会执行相应的指令;在向发光体b指令时,发光体b就会执行相应的指令。图3为本发明一个实施例提供的一种发光体执行奇数帧发光或偶数帧发光的指令的状态示意图。如图3所示,对发光体a发送奇数帧发光的指令以及对发光体b发送偶数帧发光的指令后,同时,考虑到时间延迟问题,假第一图像p2为奇数帧,则发光体b亮,发光体a熄灭,在第二图像p2+1时,发光体a亮,发光体b灭,以此类推,从发光规律中就可以却别两个发光点,确定发光点与发光体的对应关系,区别发光体a和发光体b的身份信息。

在一个具体的例子中,发光体的个数为3个,分别是发光体a、发光体b、发光体c。选择的闪烁模式就是每3帧发光体就交替发光一次,闪烁指令为发光体a在每次循环中的第一帧发光、发光体b在每次循环中的第二帧发光、发光体c在每次循环中的第三帧发光。图4为本发明一个实施例提供的一种发光体执行闪烁指令的状态示意图。如图4所示,“o”表示指定发光体亮,“×”表示发光体熄灭。当发光体a、发光体b、发光体c接收到闪烁指令后,获知该闪烁指令是每3帧交替发光一次。则在第一次循环中的第p1帧,发光体a发光,发光体b和发光体c熄灭;在第p2帧,发光体b发光,发光体a和发光体c熄灭;在第p3帧,发光体c发光,发光体a和发光体b熄灭。在第二次循环中,在第p4帧,发光体a发光,发光体b和发光体c熄灭;在第p5帧,发光体b发光,发光体a和发光体c熄灭;在第p6帧,发光体c发光,发光体a和发光体b熄灭。以此类推,发光体a、发光体b、发光体c完成闪烁指令的执行。

因为上述实施例中,闪烁指令与发光体的个数有关,最终发光体会根据选择的闪烁模式中的帧数信息进行发光。为了可以通过摄像头模组采集的图像对发光体的发光状态进行识别,除了需要具有上述说明中的保证摄像头模组采集图像的帧率与发光体的闪烁频率一致的前提之外,还需要确保发光体可以获知图像的帧数信息,以便当摄像头模组采集到指令中对应的帧数时,执行指令。所以,上述实施例的方法进一步包括:定期向发光体发送摄像头模组采集的图像的帧数信息,以便发光体根据帧数信息执行奇数帧发光或偶数帧发光的指令。

在上述实施例中,在根据第二图像中的与多个发光体对应的发光点的发光状态区别多个发光体的身份信息之后,上述实施例的方法进一步包括:判断第二图像中的与多个发光体对应的发光点之间的距离是否大于预设阈值,若判断为是,则向多个发光体发送停止闪烁的指令,其中,停止闪烁的指令用于指示多个发光体停止执行闪烁指令。

一般情况下,需要区别发光体身份的情况出现在发光体间的距离较近时,也就是图像中发光点的距离较近时,需要不断的识别出发光体的身份信息,在发光体之间的距离较远,且已识别出发光体的身份信息后,在一定的时间内,就可以不必再进行发光体的身份信息识别。基于上述原因,在向多个发光体发送闪烁模式信息和闪烁指令后,为了保证刷新效率,当发光体之间的具体足够远时,需要向多个发光体发送停止闪烁的指令,用以指示多个发光体停止执行所闪烁指令。例如,第二图像中的与多个发光体对应的发光点之间的距离大于1米后,则向多个发光体发送停止闪烁的指令,可以不需要进行发光体身份识别,在发光点之间的距离小于或者等于1米后,再向多个发光体发送闪烁指令,进行发光体的身份识别,从而提高了发光体定位的刷新频率。

图5为本发明一个实施例提供的一种定位物体的身份识别装置的结构示意图。如图5所示,该定位物体的身份识别装置500包括:

第一采集模块510,用于通过摄像头模组采集多个发光体的第一图像,其中,多个发光体分别设置在多个定位物体上;

发送模块520,用于根据第一图像中与多个发光体的对应的发光点的位置关系,向多个发光体发送闪烁指令,闪烁指令用于指示多个发光体根据闪烁指令进行闪烁;

第二采集模块530,用于通过摄像头模组采集多个发光体的第二图像;

识别模块540,用于根据第二图像中的与多个发光体对应的发光点的发光状态区别多个发光体的身份信息,其中,发光体身份信息与定位物体的身份信息相对应。

在本发明的一个实施例中,发送模块520,具体用于向多个发光体发送亮度指示指令,亮度指示指令用于指示多个发光体根据亮度指示指令进行发光操作。

进一步地,第二采集模块530,具体用于根据亮度指示指令发送时间和多个发光体接收到亮度指示指令时间之间的时间差,确定第二图像的采集时间点;在采集时间点,通过摄像头模组采集多个发光体的第二图像。

图6为本发明另一个实施例提供的一种定位物体的身份识别装置的结构示意图。如图6所示,该定位物体的身份识别装置600包括:第一采集模块610、发送模块620、第二采集模块630、识别模块640和判断模块650。其中,第一采集模块610、发送模块620、第二采集模块630、识别模块640和图5所示的第一采集模块510、发送模块520、第二采集模块530、识别模块540具有对应相同的功能,相同的部分在此不再赘述。

判断模块650,用于判断第二图像中的与多个发光体对应的发光点之间的距离是否大于预设阈值。

发送模块620,还用于若判断为是,则停止向多个发光体发送闪烁指令。

本发明还提供了一种定位物体的身份识别系统。该系统包括:外置于定位物体的摄像头模组、分别置于多个定位物体上的发光体、图5或图6所示的定位物体的身份识别装置。图7为本发明一个实施例提供的一种定位物体的身份识别系统的结构示意图。如图7所示,该定位物体的身份识别系统700包括:外置于定位物体的摄像头模组710、置于定位物体上的发光体720、置于定位物体上的发光体730和如图5或图6所示的定位物体的身份识别装置740。

摄像头模组710、发光体720和发光体730有线或无线连接定位物体的身份识别装置740。

需要说明的是,图5或图6所示的装置、图7所示的系统的各实施例与图1所示方法的各实施例对应相同,上文已有详细说明,在此不再赘述。

综上所述,本发明的技术方案通过摄像头模组采集的置于多个定位物体上的多个发光体的第一图像;根据第一图像中与多个发光体的对应的发光点的位置关系,向多个发光体发送闪烁指令,指示多个发光体根据闪烁指令进行闪烁;然后通过摄像头模组采集多个发光体的第二图像;根据第二图像中的与多个发光体对应的发光点的发光状态区别多个发光体的身份信息,因为发光体身份信息与定位物体的身份信息相对应,进而实现定位物体的身份识别。可见,本发明通过控制发光体的闪烁来实现多个发光体的区分,以便进行多个定位物体的识别,发光体不局限于不同的颜色,在具有相同的波长的情况下也可以实现;并且,成本较低,不受光噪声的干扰,增强用户体验。

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。

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