一種雙目攝像頭調整方法、裝置和系統與流程

2023-06-18 00:55:06 1

本發明涉及智能硬體技術領域，特別涉及一種雙目攝像頭調整方法、裝置和系統。

背景技術：

目前，攝像頭受可視區域的限制，在運動物體的拍攝方面存在著不足，當目標移動到攝像頭的可視區域外部時，攝像頭就無法繼續對目標進行拍攝了。雖然有一些攝像頭可以根據人工的控制進行角度的調整，但是比較麻煩，且耗費人力成本。尤其是在虛擬實境、增強現實系統中，雙目攝像頭被廣泛應用，現在還沒有一種較好的方式能夠實現利用雙目攝像頭對運動的目標物進行長時間不間斷的拍攝。

技術實現要素：

鑑於現有技術中固定的雙目攝像頭的可視區域有限，不能滿足虛擬實境和增強現實等場景下對運動物體進行拍攝的問題，提出了本發明的一種雙目攝像頭調整方法、裝置和系統，以便解決或至少部分地解決上述問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種雙目攝像頭調整方法，包括：

接收雙目攝像頭拍攝並發送的視頻數據；

從所述視頻數據中識別出目標物；

判斷所述目標物與所述雙目攝像頭的相對位置是否觸發調整條件；

若是，則根據所述相對位置計算對攝像頭的調整角度，以使所述目標物在所述雙目攝像頭的可視區域中處於指定位置；

向所述攝像頭髮送包含所述調整角度的調整指令。

依據本發明的另一方面，提供了一種雙目攝像頭調整裝置，包括：

通信單元，用於接收雙目攝像頭拍攝並發送的視頻數據；

識別單元，用於從所述視頻數據中識別出目標物；

計算單元，用於判斷所述目標物與所述雙目攝像頭的相對位置是否觸發調整條件；若是，則根據所述相對位置計算對攝像頭的調整角度，以使所述目標物在所述雙目攝像頭的可視區域中處於指定位置；

所述通信單元，還用於向所述攝像頭髮送包含所述調整角度的調整指令。

依據本發明的又一方面，提供了一種雙目攝像頭調整系統，包括如上所述的雙目攝像頭調整裝置，以及一個或多個雙目攝像頭；所述雙目攝像頭包括：微型電機和通信模塊；

所述通信模塊，用於將拍攝的視頻數據發送給所述雙目攝像頭調整裝置，以及接收所述雙目攝像頭調整裝置發送的調整指令並發送給所述微型電機；

所述微型電機，用於根據所述調整指令調整所述雙目攝像頭的角度。

綜上所述，本發明的技術方案，通過確定目標物與雙目攝像頭的相對位置來判斷目標物是否即將脫離雙目攝像頭的可視區域，如果是則對雙目攝像頭進行調整，具體地可以根據雙目攝像頭拍攝到的包含目標物的視頻數據來識別出目標物，進而確定二者的相對位置並加以判斷。該技術方案用可調整角度的雙目攝像頭取代了的固定的雙目攝像頭，並結合拍攝到的視頻數據在符合調整條件時對雙目攝像頭的角度進行調整，從而保證目標物能夠一直處於雙目攝像頭的可視區域內，相當於增大了雙目攝像頭的可視區域，能夠滿足虛擬實境、增強現實等場景下對運動目標進行追蹤拍攝的需求，且不需要過多的人工幹預，效率很高。

附圖說明

圖1示出了根據本發明一個實施例的一種雙目攝像頭調整方法的流程示意圖；

圖2-a示出了根據本發明一個實施例的雙目攝像頭在水平方向上進行調整的示意圖；

圖2-b示出了根據本發明一個實施例的雙目攝像頭在垂直方向上進行調整的示意圖；

圖3示出了根據本發明一個實施例的一種雙目攝像頭調整裝置的結構示意圖；

圖4示出了根據本發明一個實施例的一種雙目攝像頭調整系統的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的涉及思路是：

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

圖1示出了根據本發明一個實施例的一種雙目攝像頭調整方法的流程示意圖，如圖1所示，該方法包括：

步驟s110，接收雙目攝像頭拍攝並發送的視頻數據。

步驟s120，從視頻數據中識別出目標物。

步驟s130，判斷目標物與雙目攝像頭的相對位置是否觸發調整條件。其中調整條件可以是目標物位於雙目攝像頭的可視區域的邊緣。

步驟s140，若是，則根據相對位置計算對攝像頭的調整角度，以使目標物在雙目攝像頭的可視區域中處於指定位置。

步驟s150，向攝像頭髮送包含調整角度的調整指令。

可見，圖1所示的方法，通過確定目標物與雙目攝像頭的相對位置來判斷目標物是否即將脫離雙目攝像頭的可視區域，如果是則對雙目攝像頭進行調整，具體地可以根據雙目攝像頭拍攝到的包含目標物的視頻數據來識別出目標物，進而確定二者的相對位置並加以判斷。該技術方案用可調整角度的雙目攝像頭取代了的固定的雙目攝像頭，並結合拍攝到的視頻數據在符合調整條件時對雙目攝像頭的角度進行調整，從而保證目標物能夠一直處於雙目攝像頭的可視區域內，相當於增大了雙目攝像頭的可視區域，能夠滿足虛擬實境、增強現實等場景下對運動目標進行追蹤拍攝的需求，且不需要過多的人工幹預，效率很高。

在本發明的一個實施例中，上述方法中，從視頻數據中識別出目標物包括：根據預設的目標物識別算法，從視頻數據中識別出目標物。

舉例而言，在虛擬實境場景下一種常用的識別方法是在目標物上放置多個用於識別的馬克點(markerpoint)，這種方法已經較為成熟。又例如道理交通安全也已經實現了識別車輛和行人，這些技術的支撐都在於對於不同的目標物採取了不同的目標物識別算法。因而在本實施例中，可以根據實際需要，針對目標物的不同採取不同的目標物識別算法。

在本發明的一個實施例中，上述方法中，判斷目標物與雙目攝像頭的相對位置是否觸發調整條件包括：根據雙目成像原理，確定目標物與雙目攝像頭的相對位置；根據確定的相對位置和雙目攝像頭的可視區域，計算目標物和雙目攝像頭之間的連線與雙目攝像頭的可視區域的指定邊界線的夾角；調整條件包括：夾角小於預設的角度調整閾值。

雙目攝像頭顧名思義，包含兩個鏡頭，正如人的雙眼。而一個鏡頭與另一鏡頭在拍攝同一物體時，由於鏡頭與目標物的相對位置不同，因而會產生距離差異和/或角度差異，這樣就可以確定雙目攝像頭整體與目標物的相對位置，這也是人眼判斷物體距離人遠近的原理。根據雙目成像原理計算相對位置的技術也很成熟，在此也不贅述。

對於每個鏡頭，其可視區域(fieldofview，fov)是一個錐形區域，那麼對於雙目攝像頭而言，兩個鏡頭的可視區域存在交叉，只有目標物在這個交叉區域內時，才能夠確保兩個鏡頭都能夠拍攝到目標物，因而這個交叉區域才是雙目攝像頭的可視區域。假如以錐形區域的頂點作為原點建立坐標系，那麼根據上述可以實現計算目標物的絕對位置並換算成空間坐標，通過比對目標物的絕對坐標，可以判斷出目標物是在當前攝像頭fov的邊緣位置還是在中間位置。

也就是說，將可視區域的頂點看做雙目攝像機虛擬成的一個點，將目標物虛擬為另一個點，那麼這兩點就確定了一條連線。如圖2-a所示，目標物為人，c線就是人與雙目攝像機之間的連線。而圖2-a中a線和b線分別是在這個剖面下可視區域的邊界線。當然在實際中，邊界線是有無數多條的，但可以根據需要確定若干個標準方向，在每個方向上的邊界線只有兩條。

那麼如圖2-a所述，c線與a線、b線的夾角可以計算出來，圖2-a中c線更貼近b線，假設計算得到的c線與b線的夾角為b度。如果這個度數小於預設的角度調整閾值，那麼就是觸發了調整條件，需要對雙目攝像頭的角度進行調整。

調整條件包括水平調整條件和/或垂直調整條件。下面以兩個實施例示出了在水平方向上和垂直方向上對雙目攝像頭進行調整的示例：

實施例一：

水平調整條件具體為：目標物與雙目攝像頭之間的連線與雙目攝像頭的可視區域的一條水平邊界線的夾角小於第一角度調整閾值；相應的指定位置為：水平方向上的中心位置。

依然如圖2-a所示，該圖示為俯視角度展示攝像頭水平水平fov，初始情況下，確保目標物在雙目攝像頭的可視區域內。當目標物在正常區域內活動時保持雙目攝像頭位置和角度不變，如檢測到目標物在水平方向上處於可視區域邊緣(例如圖中，c線與b線的夾角為b度，小於預設的角度調整閾值)時，需要對雙目攝像頭的角度進行調整。在本實施例中，希望目標物可以重新在調整後的雙目攝像頭的可視區域中，並且在水平方向上處於中心位置。由於雙目攝像頭的水平fov角度是已知的(根據雙目攝像頭的參數可以獲取到)，例如為a度，那麼為了實現這一效果，可以計算得到需要調整的角度是a/2-b。調整後的如圖2-a所示，a線移動到a1線位置，b線移動到b1線位置。

實施例二：

垂直調整條件具體為：目標物與雙目攝像頭之間的連線與雙目攝像頭的可視區域的一條垂直邊界線的夾角小於第二角度調整閾值；相應的指定位置為：垂直方向上的中心位置。

與實施例一相類似，如圖2-b所示，該圖示為正視角度展示攝像頭垂直水平fov，假設雙目攝像頭的垂直fov為c度，垂直方向上的fov邊界線為d線和e線，圖中目標物與雙目攝像頭的連線f線與e線成b度夾角(小於預設的角度調整閾值)，則計算出調整角度為c/2-b，d線移動到d1線位置，e線移動到e1線位置。

在本發明的一個實施例中，可以將實施例一與實施例二進行結合，即實時判斷目標物是否觸發水平或垂直調整條件，如果觸發其中一個，則在相應的方向上進行調整；如果同時觸發兩個，則對兩個調整角度進行矢量求和，得到最終的調整角度。

圖3示出了根據本發明一個實施例的一種雙目攝像頭調整裝置的結構示意圖，如圖3所示，雙目攝像頭調整裝置300包括：

通信單元310，用於接收雙目攝像頭拍攝並發送的視頻數據。

識別單元320，用於從視頻數據中識別出目標物。

計算單元330，用於判斷目標物與雙目攝像頭的相對位置是否觸發調整條件；若是，則根據相對位置計算對攝像頭的調整角度，以使目標物在雙目攝像頭的可視區域中處於指定位置。

通信單元310，還用於向攝像頭髮送包含調整角度的調整指令。

可見，圖3所示的裝置，通過確定目標物與雙目攝像頭的相對位置來判斷目標物是否即將脫離雙目攝像頭的可視區域，如果是則對雙目攝像頭進行調整，具體地可以根據雙目攝像頭拍攝到的包含目標物的視頻數據來識別出目標物，進而確定二者的相對位置並加以判斷。該技術方案用可調整角度的雙目攝像頭取代了的固定的雙目攝像頭，並結合拍攝到的視頻數據在符合調整條件時對雙目攝像頭的角度進行調整，從而保證目標物能夠一直處於雙目攝像頭的可視區域內，相當於增大了雙目攝像頭的可視區域，能夠滿足虛擬實境、增強現實等場景下對運動目標進行追蹤拍攝的需求，且不需要過多的人工幹預，效率很高。

在本發明的一個實施例中，上述裝置中，識別單元320，用於根據預設的目標物識別算法，從視頻數據中識別出目標物。

在本發明的一個實施例中，上述裝置中，計算單元330，用於根據雙目成像原理，確定目標物與雙目攝像頭的相對位置，根據確定的相對位置和雙目攝像頭的可視區域，計算目標物和雙目攝像頭之間的連線與雙目攝像頭的可視區域的指定邊界線的夾角；調整條件包括：夾角小於預設的角度調整閾值。

在本發明的一個實施例中，上述裝置中，調整條件包括水平調整條件和/或垂直調整條件；水平調整條件具體為：目標物與雙目攝像頭之間的連線與雙目攝像頭的可視區域的一條水平邊界線的夾角小於第一角度調整閾值；相應的指定位置為：水平方向上的中心位置；垂直調整條件具體為：目標物與雙目攝像頭之間的連線與雙目攝像頭的可視區域的一條垂直邊界線的夾角小於第二角度調整閾值；相應的指定位置為：垂直方向上的中心位置。

需要說明的是，上述各裝置實施例的具體實施方式與前述方法實施例的具體實施方式對應相同，在此不再贅述。

圖4示出了根據本發明一個實施例的一種雙目攝像頭調整系統的結構示意圖，如圖4所示，雙目攝像頭調整系統400包括如上述任一實施例中的雙目攝像頭調整裝置410，以及一個或多個雙目攝像頭420；雙目攝像頭420包括：微型電機421和通信模塊422；通信模塊422，用於將拍攝的視頻數據發送給雙目攝像頭調整裝置410，以及接收雙目攝像頭調整裝置發送的調整指令並發送給微型電機421；微型電機421，用於根據調整指令調整雙目攝像頭420的角度。

其中，多個雙目攝像頭可以共用一個雙目攝像頭調整裝置，但並不代表各雙目攝像頭需要進行同步調整。

在本發明的一個實施例中，上述系統中，微型電機421，用於根據調整指令調整雙目攝像頭420在水平方向上的角度，和/或用於根據調整指令調整雙目攝像頭420在垂直方向上的角度。具體地可以結合前述實施例一和實施例二。其中，水平方向上可調整的角度範圍為360度，垂直方向上可調整的角度範圍為180度。

綜上所述，本發明的優點在於，通過確定目標物與雙目攝像頭的相對位置來判斷目標物是否即將脫離雙目攝像頭的可視區域，如果是則對雙目攝像頭進行調整，具體地可以根據雙目攝像頭拍攝到的包含目標物的視頻數據來識別出目標物，進而確定二者的相對位置並加以判斷。該技術方案用可調整角度的雙目攝像頭取代了的固定的雙目攝像頭，並結合拍攝到的視頻數據在符合調整條件時對雙目攝像頭的角度進行調整，從而保證目標物能夠一直處於雙目攝像頭的可視區域內，相當於增大了雙目攝像頭的可視區域，能夠滿足虛擬實境、增強現實等場景下對運動目標進行追蹤拍攝的需求，且不需要過多的人工幹預，效率很高。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，在本發明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行其他的改進或變形。本領域技術人員應該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本發明的目的，本發明的保護範圍應以權利要求的保護範圍為準。