CN104173054B - 基于双目视觉技术的人体身高测量方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机视觉技术领域，公开了一种基于双目视觉技术的人体身高测量方法及其装置。本发明中，通过获取双目相机拍摄场景图像中人体目标的人头尖点的图像坐标和与之对应的深度信息，计算人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标，进而测量人体目标的身高。本发明要求被测人员配合度低，只需站到相机拍摄的可测量范围内便可完成身高测量，可以同时测量场景中多个人体目标的身高，且测量精度较高。

Description

基于双目视觉技术的人体身高测量方法及其装置

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，特别涉及一种基于双目视觉技术的人体身高测量技术。

背景技术

计算机视觉是使用计算机及相关设备对生物视觉的一种模拟。它的主要任务就是通过对采集的图片或视频进行处理以获得相应场景的三维信息，就像人类和许多其他类生物每天所做的那样。

双目视觉技术，是计算机视觉的一种重要形式，其基于视差原理并利用不同位置的两个相机对同一场景进行拍摄，通过双目标定及匹配技术，获取场景中目标的三维信息。双目标定，是指根据摄像机模型，建立摄像机图像像素位置与场景点位置之间的关系，由已知特征点的图像坐标和世界坐标求解双目相机的模型参数，标定参数为双目相机的内部参数及外部参数。双目相机的内部参数主要包括镜头焦距、镜头畸变系数、象元尺寸及主点坐标，外部参数包括相机的旋转矩阵和平移向量，以及双目相机安装高度、相机俯仰角及倾斜角。双目匹配是指建立相同场景下的目标点在不同视角下两幅投影图像目标点的对准。双目视觉测量方法具有效率高、精度合适、***结构简单、成本低等优点，非常适合于制造现场的在线、非接触产品检测和质量控制。对运动物体测量中，由于图像获取是在瞬间完成的，因此，双目视觉方法是一种更有效的测量方法。

本发明的发明人发现，现有的人体身高测量都局限在和设备的接触式测量，且需要自身的配合才能较准确的测量人体身高，如卡尺式测量和超声波感应身高测量仪均需要人体站在设备指定的平台上才能完成，而且只能逐个测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双目视觉技术的人体身高测量方法及其装置，可以在无需人员配合的情况下完成可测量范围内多个人体目标的身高的测量。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种基于双目视觉技术的人体身高测量方法，包括以下步骤：

利用双目相机拍摄场景图像，获取场景图像中人体目标的人头尖点的图像坐标；

根据人头尖点的图像坐标获取双目相机生成的人头尖点对应的深度信息；

计算人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标；

根据人头尖点的世界坐标，和双目相机的俯仰角、倾斜角，测量人体目标的身高。

本发明的实施方式还公开了一种基于双目视觉技术的人体身高测量装置，包括：

图像坐标获取单元，用于从双目相机拍摄的场景图像中获取人体目标的人头尖点的图像坐标；

深度信息获取单元，用于依据图像坐标获取单元获取的人头尖点的图像坐标获取双目相机生成的人头尖点对应的深度信息；

世界坐标计算单元，用于依据图像坐标获取单元获取的人头尖点的图像坐标和深度信息获取单元获取的人头尖点对应的深度信息计算人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标；

身高测量单元，用于依据所述世界坐标计算单元计算出的人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标，和双目相机的俯仰角、倾斜角，测量人体目标的身高。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

基于双目视觉技术的人体身高测量，该方法无需人员配合，只需站到相机拍摄的可测量范围内便可完成身高测量，可同时测量多个人体目标的身高，且测量精度较高。

进一步地，对双目相机的安装高度及姿态角度参数的标定，可以提高身高测量的精度，有效补偿测量误差。

进一步地，双目相机的俯仰角及倾斜角很难通过工具量取，利用设置多个已知高度标定点的方法就可以估计相机的俯仰角和倾斜角，且精度较高。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中一种基于双目视觉技术的人体身高测量方法的流程示意图；

图2是本发明第二实施方式中一种基于双目视觉技术的人体身高测量装置的结构示意图；

图3是本发明第三实施方式中一种基于双目视觉技术的人体身高测量方法的流程示意图；

图4是本发明第三实施方式中一种基于双目视觉技术的人体身高测量方法的双目相机安装高度和安装角度的标定步骤的流程示意图；

图5是本发明第三实施方式中一种双目相机测量人体身高的示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

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的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种基于双目视觉技术的人体身高测量方法。图1是该基于双目视觉技术的人体身高测量方法的流程示意图。

如图1所示，该基于双目视觉技术的人体身高测量方法包括以下步骤：

在步骤101中，利用双目相机拍摄场景图像，获取场景图像中人体目标的人头尖点的图像坐标。

在实施步骤101之前，应对双目相机的安装高度和安装角度进行标定，安装角度包括双目相机的俯仰角和倾斜角。

具体地说，对双目相机的安装高度和安装角度进行标定的步骤中，包括以下子步骤：

利用刻度尺量取场景地面到相机的垂直距离作为双目相机的安装高度。

利用双目相机抓拍已知高度的目标在场景中多个位置点的图像。

获取双目相机抓拍图像的多组不同位置点目标的深度信息。

构造最小化问题，求解一组双目相机的俯仰角及倾斜角，使利用该基于双目视觉技术的人体身高测量方法求得的目标高度和目标的实际高度的方差最小，最终得到一组最优的双目相机俯仰角及倾斜角作为双目相机的俯仰角及倾斜角。

对双目相机的安装高度及角度参数的标定，可以提高身高测量的精度，有效补偿测量误差。相机的俯仰角及倾斜角很难通过工具量取，利用设置多个已知高度标定点的方法就可以估计相机的俯仰角和倾斜角，且精度较高。

值得注意的是，在本发明的各方法实施方式中，对双目相机的安装高度和安装角度的进行标定的步骤只需执行一次，以获得最优的双目相机的安装高度和安装角度，在以后的测量中不需要再重复进行标定。

此外，可以理解，在本发明的其它某些实施方式中，也可以采取其它的标定方式，而不以此为限。

进一步地，在获取场景图像中人体目标的人头尖点的图像坐标的步骤中，包括以下子步骤：

利用预先训练好的人头检测器对拍摄的场景图像进行检测；

获取人头检测框区域的人头区域数据；

计算人头区域数据的梯度图；

在人头区域数据的梯度图的基础上，提取外轮廓点，利用圆拟合寻找和外轮廓点拟合度最好的圆作为人头尖圆弧；

以人头尖圆弧的最高点作为人头尖点的位置，确定该人头尖点的图像坐标。

此外，可以理解，在本发明的其它某些实施方式中，也可以通过其它的方式获取场景图像中人体目标的人头尖点的图像坐标，而不以本实施方式中提到的方法为限。

此后进入步骤102，根据该人头尖点的图像坐标获取双目相机生成的人头尖点对应的深度信息。

此后进入步骤103，计算人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标。

在计算人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标的步骤中，是利用该人头尖点对应的深度信息，结合双目相机的内外部参数，计算人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标，计算公式如下：

式中，X_left为人头尖点在左图像中和图像中心点的偏差，X_right为人头尖点在右图像中和图像中心点的偏差；Y为人头尖点在左图像中的纵向坐标，目标点在左右两图像中的纵向坐标相同；f为双目相机的镜头焦距；b为双目相机的基线长；P(x_c，y_c，z_c)为人头尖点在在摄像机坐标系下的世界坐标。

此后进入步骤104，根据人头尖点的世界坐标，和双目相机的俯仰角、倾斜角，测量人体目标的身高。

优选地，测量公式为：式中θ为双目相机的俯仰角，为倾斜角；H_cam为双目相机的安装高度，H_sta为人体目标的身高，P(x_c，y_c，z_c)为人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标。

另外，测量公式也可以为： 式中θ为双目相机的俯仰角，为倾斜角；H_cam为双目相机的安装高度，H_sta为人体目标的身高，P(x_c，y_c，z_c)为人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标。

此外，可以理解，本发明中测量公式包括但不限于这两个。

此后结束本流程。

基于双目视觉技术的人体身高测量，该方法无需人员配合，只需站到相机拍摄的可测量范围内便可完成身高测量，可同时测量多个人体目标的身高，且测量精度较高。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable ArrayLogic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明第二实施方式涉及一种基于双目视觉技术的人体身高测量装置。图2是该基于双目视觉技术的人体身高测量装置的结构示意图。

如图2所示，该基于双目视觉技术的人体身高测量装置包括：

图像坐标获取单元，用于从双目相机实时拍摄的场景图像中获取人体目标的人头尖点的图像坐标。

具体地，该图像坐标获取单元进一步包括以下子单元：

图像检测子单元，利用预先训练好的人头检测器对拍摄的场景图像进行检测。

数据获取子单元，用于获取图像检测子单元输出的人头检测框区域的人头区域数据。

梯度图计算子单元，用于计算数据获取子单元输出的人头区域数据的梯度图。

人头尖圆弧拟合单元，用于在梯度图计算子单元输出的人头区域数据的梯度图基础上提取外轮廓点，并利用圆拟合寻找和外轮廓点拟合度最好的圆作为人头尖圆弧。

图像坐标确定子单元，用于以人头尖圆弧拟合单元输出的人头尖圆弧的最高点作为人头尖点的最终位置，并确定人头尖点的图像坐标。

此外，可以理解，在本发明的其它某些实施方式中，也可以通过人头尖点图像坐标获取单元的其他结构方式获取场景图像中人体目标的人头尖点的图像坐标。

深度信息获取单元，用于依据上述图像坐标获取单元获取的人头尖点的图像坐标获取双目相机生成的人头尖点对应的深度信息。

世界坐标计算单元，用于依据该图像坐标获取单元获取的人头尖点的图像坐标和该深度信息获取单元获取的人头尖点对应的深度信息以及其他双目相机的内外部参数，计算人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标。计算公式如下：

式中，X_left为人头尖点在左图像中和图像中心点的偏差，X_right为人头尖点在右图像中和图像中心点的偏差；Y为人头尖点在左图像中的纵向坐标，目标点在左右两图像中的纵向坐标相同；f为双目相机的镜头焦距；b为双目相机的基线长；P(x_c，y_c，z_c)为人头尖点在在摄像机坐标系下的世界坐标。

身高测量单元，用于依据所述世界坐标计算单元计算出的人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标，和双目相机的俯仰角、倾斜角，测量人体目标的身高。

优选地，所述身高测量单元在测量人体目标的身高时，所利用的测量公式包括以下两个：

测量公式一为：式中θ为双目相机的俯仰角，为倾斜角；H_cam为双目相机的安装高度，H_sta为人体目标的身高，P(x_c，y_c，z_c)为人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标。

测量公式二为：式中θ为双目相机的俯仰角，为倾斜角；H_cam为双目相机的安装高度，H_sta为人体目标的身高，P(x_c，y_c，z_c)为人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标。

此外，还包括，双目标定单元，用于标定双目相机的安装高度和安装角度，安装角度包括双目相机的俯仰角及倾斜角。

更进一步地，该双目标定单元，包括以下子单元：

高度标定子单元，用于标定相机的安装高度；

角度标定子单元，用于标定相机的安装角度；

高度标定子单元，利用刻度尺量取场景地面到相机的垂直距离作为双目相机的安装高度；

角度标定子单元，利用双目相机抓拍已知高度的目标在场景中多个位置点的图像。获取双目相机抓拍图像的多组不同位置点目标的深度信息。构造最小化问题，求解一组双目相机的俯仰角和倾斜角，使利用该基于双目视觉技术的人体身高测量方法求得的目标高度和目标的实际高度的方差最小，最终得到一组最优的双目相机俯仰角及倾斜角值。

值得注意的是，在本发明的各方法实施方式中，双目相机的双目标定单元只在第一次身高测量时进行标定，以获得最优的双目相机的安装高度和安装角度，在以后的测量中该单元不再重复进行标定。

此外，可以理解，在本发明的其它某些实施方式中，也可以采取其它的标定单元，而不以此为限。

该基于双目视觉技术的人体身高测量装置，无需人员配合，只需站到相机拍摄的可测量范围内便可完成身高测量，可同时测量多个人体目标的身高，且测量精度较高。

第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第三实施方式涉及一种基于双目视觉技术的人体身高测量方法。图3是该基于双目视觉技术的人体身高测量方法的流程示意图。

本实施方式以双目相机作为硬件，通过实时拍摄场景图像，获取场景目标点的世界坐标；通过处理单元将获取到的世界坐标结合双目相机的安装高度及姿态角度信息进行分析计算，完成人体身高的准确测量。

如图3所示，该基于双目视觉技术的人体身高测量方法包括以下步骤：

在步骤301中，标定双目相机的内部参数和外部参数。在标定双目相机的内部参数和外部参数的步骤中，包括以下子步骤：

根据监控距离和监控高度确定双目相机的安装位置及角度；

由于双目相机一般采用定焦镜头，因此需要根据监控距离及监控高度确定双目相机的选型、安装位置及安装角度，以保证监控区域中央位置的目标人头部分出现在图像的中心位置。

通过标定精度较高的张正友标定方法标定相机旋转矩阵及平移向量，其中标定板选取棋盘标定板或具有其他形状间距一定的标定板。

双目相机的内部参数及外部参数中的相机旋转矩阵及平移向量可以通过张正友标定方法完成标定，标定精度较高，其中标定板选取棋盘标定板或具有其他形状间距一定的标定板。

标定双目相机的安装高度和安装角度进行，其中安装角度包括双目相机的俯仰角及倾斜角；

其余的参数主要是双目相机安装后的参数，由双目相机的安装高度、相机的俯仰角及倾斜角组成，由于该组参数对双目身高测量精度影响较大，故需要严格标定。

相机的安装高度可以通过刻度尺精确量取，相机的俯仰角及倾斜角很难通过工具量取，因此本实施方式中实现了一种可以估计相机俯仰角及倾斜角参数的方法。图4是该双目相机部分参数标定的流程示意图，包括以下子步骤：

在步骤401中，在安装双目相机时利用刻度尺量取相机所处环境的地面到相机的垂直距离作为双目相机的安装高度；

此后进入步骤402，利用已知高度的目标或人，用双目相机抓拍其在场景中多个位置点的图像；

此后进入步骤403，获取双目相机抓拍图像的多组不同位置点目标的深度信息；

此后进入步骤404，构造最小化问题，求解一组双目相机的俯仰角θ及倾斜角使利用双目求得的目标的高度和目标的实际高度的方差最小，最终得到一组最优的双目相机俯仰角及倾斜角值。

双目相机的安装高度需要在安装的时候利用刻度尺量取，其高度为该环境的地面到相机的垂直距离；利用已知高度的目标或人，用双目相机抓拍其在场景中多个位置点的图像。获取双目相机抓拍图像的多组不同位置点目标的深度信息；构造最小化问题，求解一组双目相机的俯仰角θ及倾斜角使利用双目求得的目标的高度和目标的实际高度的方差最小，最终得到一组最优的双目相机俯仰角及倾斜角值。

此后进入步骤302，获取场景目标深度数据。

双目相机的深度数据表示为视差数据，由双目相机内部生成。

此后进入步骤303，查找场景图像中人头尖点的图像坐标I(x_i，y_i)，在查找该人头尖点的图像坐标的步骤中，包括以下子步骤：

利用已经训练好人头检测器对拍摄的场景图像进行检测；

获取人头检测框区域的人头数据；计算人头区域数据的梯度图；

在人头区域梯度图的基础上，提取外轮廓点，利用圆拟合寻找和外轮廓点拟合度最好的圆作为人头尖圆弧；

以圆弧的最高点作为人头尖点的最终位置，最终确定人头尖点的图像坐标I(x_i，y_i)。

此外，可以理解，在本发明的其它某些实施方式中，也可以通过其它的方式获取场景图像中人体目标的人头尖点的图像坐标。

此后进入步骤304，计算人头尖点的世界坐标。

根据步骤303中获取到的人头尖点位置坐标I(x_i，y_i)及双目相机生成的场景深度图确定人头尖点对应的视差信息，并结合双目相机的内外部参数，完成人头尖点世界坐标P(x_c，y_c，z_c)的计算。

依据该人头尖点图像坐标和上述双目相机生成的人头尖点对应的深度信息以及双目相机的其他内外部参数，完成人头尖点世界坐标P(x_c，y_c，z_c)的计算，计算公式如下：

式中，X_left为人头尖点在左图像中和图像中心点的偏差，X_right为人头尖点在右图像中和图像中心点的偏差；Y为人头尖点在左图像中的纵向坐标，目标点在左右两图像中的纵向坐标相同；f为双目相机的镜头焦距；b为双目相机的基线长；P(x_c，y_c，z_c)为人头尖点在在摄像机坐标系下的世界坐标。

此后进入步骤305，人体身高测量。

图5是本实施方式中一种双目相机测量人体身高的示意图。

当目标通过双目相机的监控区域时，双目相机自动对目标进行抓拍，获取到目标的头尖点信息，利用身高计算公式完成对人体目标的身高测量。

在本申请中，列举两种双目相机测量人体身高的测量公式，但不以此为限。

第一种人体身高测量公式如下：

式中θ为双目相机的俯仰角，为倾斜角；H_cam为双目相机的安装高度，H_sta为人体目标的身高，P(x_c，y_c，z_c，)为人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标。

第一种公式为通过几何关系进行的计算方法。

第二种人体身高测量公式为：

将人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标转换到地平面坐标系。

设定地平面上的点为世界坐标系的原点，将摄像机坐标系中的点通过欧拉角公式转换到地平面的坐标系下，则转换后的目标三维点的Y值即为目标的实际高度。

本发明以摄像机坐标系的原点在地平面的投影点设为世界坐标系的原点，建立坐标系后的转换关系为：

式中(X，Y，Z)为世界坐标系下的点，(x_c，y_c，z_c)为摄像机坐标系下的点，目标的实际高度为Y，表达式为：

式中，Y等于H_sta为人体目标的身高，θ为双目相机的俯仰角，为倾斜角，H_cam为双目相机的安装高度，P(x_c，y_c，z_c)为人头尖点在摄像机坐标系下的世界坐标。

由于在实际应用中值较小，故将上式中的近似处理为1，可得如下式子：

此后结束本流程。

本发明的所有实施方式完成了人体身高的有效测量，该基于双目视觉技术的人体身高测量方法不同于卡尺式测量和超声波测量等传统的身高测量方法，本发明是基于双目立体视觉技术进行的人体身高测量，要求被测量人员配合度低，可同时测量多人的身高，且测量精度较高。

本发明的所有实施方式均可以用于公共及特定场所的人脸卡口，将身高作为人员目标的一个附加属性，用于刑侦或人群数据统计分析；在商场中用于针对性更强的广告投放，如根据人员身高进行智能试衣等。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种基于双目视觉技术的人体身高测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用双目相机拍摄场景图像，获取场景图像中人体目标的人头尖点的图像坐标；

根据人头尖点的图像坐标获取双目相机生成的人头尖点对应的深度信息；

利用所述人头尖点对应的图像坐标和深度信息，计算人头尖点在摄像机坐标系下的坐标；

根据所述人头尖点在摄像机坐标系下的坐标，和双目相机的安装高度、俯仰角、倾斜角，测量人体目标的身高。

2.根据权利要求1所述的基于双目视觉技术的人体身高测量方法，其特征在于，在所述根据所述人头尖点在摄像机坐标系下的坐标，和双目相机的安装高度、俯仰角、倾斜角，测量人体目标的身高的步骤中，测量公式为：式中θ为双目相机的俯仰角，为倾斜角；H_cam为双目相机的安装高度，H_sta为人体目标的身高，P(x_c,y_c,z_c)为人头尖点在摄像机坐标系下的坐标。

3.根据权利要求1所述的基于双目视觉技术的人体身高测量方法，其特征在于，在所述根据所述人头尖点在摄像机坐标系下的坐标，和双目相机的安装高度、俯仰角、倾斜角，测量人体目标的身高的步骤中，测量公式为：式中θ为双目相机的俯仰角，为倾斜角；H_cam为双目相机的安装高度，H_sta为人体目标的身高，P(x_c,y_c,z_c)为人头尖点在摄像机坐标系下的坐标。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于双目视觉技术的人体身高测量方法，其特征在于，在所述利用双目相机拍摄场景图像的步骤之前，还包括以下步骤：

对双目相机的安装高度和安装角度进行标定，安装角度包括双目相机的俯仰角及倾斜角。

5.根据权利要求4所述的基于双目视觉技术的人体身高测量方法，其特征在于，在所述对双目相机的安装高度和安装角度进行标定的步骤中，包括以下子步骤：

利用刻度尺量取场景地面到相机的垂直距离作为双目相机的安装高度；

利用双目相机抓拍已知高度的目标在场景中多个位置点的图像；

获取双目相机抓拍图像的多组不同位置点目标的深度信息；

构造最小化问题，求解一组双目相机的俯仰角及倾斜角，使利用该基于双目视觉技术的人体身高测量方法求得的目标高度和目标的实际高度的方差最小，最终得到一组最优的双目相机俯仰角及倾斜角作为双目相机的俯仰角及倾斜角。

6.根据权利要求5所述的基于双目视觉技术的人体身高测量方法，其特征在于，在所述获取场景图像中人体目标的人头尖点的图像坐标的步骤中，包括以下子步骤：

利用预先训练好的人头检测器对拍摄的场景图像进行检测；

获取人头检测框区域的人头区域数据；

计算人头区域数据的梯度图；

在人头区域数据的梯度图的基础上，提取外轮廓点，利用圆拟合寻找和外轮廓点拟合度最好的圆作为人头尖圆弧；

以人头尖圆弧的最高点作为人头尖点的位置，确定该人头尖点的图像坐标。

7.根据权利要求6所述的基于双目视觉技术的人体身高测量方法，其特征在于，在所述计算人头尖点在摄像机坐标系下的坐标的步骤中，是利用所述人头尖点对应的深度信息，结合双目相机的内外部参数，计算人头尖点在摄像机坐标系下的坐标，计算公式如下:

$\left\{\begin{array}{c}{X}_{left}=f\frac{x_c}{z_c}\\ X_{right}=f\frac{(x_{c-b)}}{z_c}\\ Y=f\frac{y_c}{z_c}\end{array}\right.$

式中，X_left为人头尖点在左图像中和图像中心点的偏差，X_right为人头尖点在右图像中和图像中心点的偏差；Y为人头尖点在左图像中的纵向坐标，目标点在左右两图像中的纵向坐标相同；f为双目相机的镜头焦距；b为双目相机的基线长；P(x_c,y_c,z_c)为人头尖点在在摄像机坐标系下的坐标。

8.一种基于双目视觉技术的人体身高测量装置，其特征在于，包括：

图像坐标获取单元，用于从双目相机拍摄的场景图像中获取人体目标的人头尖点的图像坐标；

深度信息获取单元，用于依据所述图像坐标获取单元获取的人头尖点的图像坐标获取双目相机生成的人头尖点对应的深度信息；

坐标计算单元，用于依据所述图像坐标获取单元获取的人头尖点的图像坐标和深度信息获取单元获取的人头尖点对应的深度信息计算人头尖点在摄像机坐标系下的坐标；

身高测量单元，用于依据所述坐标计算单元计算出的人头尖点在摄像机坐标系下的坐标，和双目相机的安装高度、俯仰角、倾斜角，测量人体目标的身高。

9.根据权利要求8所述的基于双目视觉技术的人体身高测量装置，其特征在于，所述身高测量单元的测量公式为： 式中θ为双目相机的俯仰角，为倾斜角；H_cam为双目相机的安装高度，H_sta为人体目标的身高，P(x_c,y_c,z_c)为人头尖点在摄像机坐标系下的坐标。

10.根据权利要求8所述的基于双目视觉技术的人体身高测量装置，其特征在于，所述身高测量单元的测量公式为： 式中θ为双目相机的俯仰角，为倾斜角；H_cam为双目相机的安装高度，H_sta为人体目标的身高，P(x_c,y_c,z_c)为人头尖点在摄像机坐标系下的坐标。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的基于双目视觉技术的人体身高测量装置，其特征在于，还包括：

双目标定单元，用于标定双目相机的安装高度和安装角度，安装角度包括双目相机的俯仰角及倾斜角。

12.根据权利要求11所述的基于双目视觉技术的人体身高测量装置，其特征在于，所述双目标定单元包括以下子单元：

高度标定子单元，用于标定相机的安装高度；

角度标定子单元，用于标定相机的安装角度，安装角度包括双目相机的俯仰角及倾斜角；

所述高度标定子单元，利用刻度尺量取场景地面到相机的垂直距离作为双目相机的安装高度；

所述角度标定子单元，利用双目相机抓拍已知高度的目标在场景中多个位置点的图像；获取双目相机抓拍图像的多组不同位置点目标的深度信息；构造最小化问题，求解一组双目相机的俯仰角和倾斜角，使利用该基于双目视觉技术的人体身高测量方法求得的目标高度和目标的实际高度的方差最小，最终得到一组最优的双目相机俯仰角及倾斜角值。

13.根据权利要求12所述的基于双目视觉技术的人体身高测量装置，其特征在于，所述图像坐标获取单元包括以下子单元：

图像检测子单元，利用预先训练好的人头检测器对拍摄的场景图像进行检测；

数据获取子单元，用于获取所述图像检测子单元输出的人头检测框区域的人头区域数据；

梯度图计算子单元，用于计算所述数据获取子单元输出的人头区域数据的梯度图；

人头尖圆弧拟合单元，用于在所述梯度图计算子单元输出的人头区域数据的梯度图基础上提取外轮廓点，并利用圆拟合寻找和外轮廓点拟合度最好的圆作为人头尖圆弧；

图像坐标确定子单元，用于以所述人头尖圆弧拟合单元输出的人头尖圆弧的最高点作为人头尖点的最终位置，并确定所述人头尖点的图像坐标。

14.根据权利要求13所述的基于双目视觉技术的人体身高测量装置，其特征在于，所述坐标计算单元依据所述人头尖点对应的深度信息，结合双目相机的内外部参数，计算人头尖点在摄像机坐标系下的坐标，计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{X}_{left}=f\frac{x_c}{z_c}\\ X_{right}=f\frac{(x_{c-b)}}{z_c}\\ Y=f\frac{y_c}{z_c}\end{array}\right.$

式中，X_left为人头尖点在左图像中和图像中心点的偏差，X_right为人头尖点在右图像中和图像中心点的偏差；Y为人头尖点在左图像中的纵向坐标，目标点在左右两图像中的纵向坐标相同；f为双目相机的镜头焦距；b为双目相机的基线长；P(x_c,y_c,z_c)为人头尖点在在摄像机坐标系下的坐标。