CN111046762A - 一种对象定位方法、装置电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种对象定位方法、装置电子设备及存储介质，用以解决现有技术中物体定位方法过于局限的问题。本申请实施例获取图像采集设备采集的包含需要进行定位的目标对象的图像，并确定目标对象在图像中的像素坐标；根据图像采集设备对应的透视变换矩阵，以及目标对象在图像中的像素坐标，确定目标对象的经纬度坐标。本申请实施例通过图像采集设备对应的透视变换矩阵确定目标对象在图像中的像素坐标对应的经纬度坐标完成对目标对象的定位，对图像采集设备的安装位置无严格限制。并且，图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据多个参考点的像素坐标和经纬度坐标确定的，但是对参考点的选取也无严格限制，局限性较低。
Description
技术领域
本申请涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种对象定位方法、装置电子设备及存储介质。
背景技术
车辆的位置信息在车辆的行驶过程中起着很重要的作用，例如，根据车辆位置信息能够准确测得车辆之间的间距，防止车辆之间发生碰撞等问题，以能实现智能交通；或者根据车辆的位置信息与目的地的位置信息获取到达目的地的路线等。随着科学技术的发展，利用图像处理技术获取车辆的位置信息的方法也越来越多。
目前，一种利用单个摄像头对路面上的车辆进行定位的实现过程是：获取摄像头拍摄的包含车辆的车轮的原始图像，根据原始图像得到位于车轮正侧方的虚拟相机的位置以及原始图像在虚拟相机视角下对应的校正图像；在校正图像的检测区域内，对车轮特征进行检测，获得车轮形状检测结果，包括车轮的圆心在校正图像中的位置及车轮半径；最后，根据在校正图像中的车轮检测结果以及虚拟相机的光学特征可以得到车辆与虚拟相机之间的相对位置关系；再根据虚拟相机的位置以及虚拟相机与车轮之间的相对位置关系获得车辆的位置信息。上述利用单个摄像头对路面上的车辆进行定位的方法只能在检测到车辆的车轮时才能对车辆进行定位，但是由于摄像头的视野限制，当摄像头距离车辆的位置较远时，可能无法拍摄到车辆的车轮，则不能对车辆进行定位。因此，目前的物体定位方法过于局限。
发明内容
本申请提供一种对象定位方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中物体定位方法过于局限的问题。
第一方面，本申请提供了一种对象定位方法，包括：
获取图像采集设备采集的包含需要进行定位的目标对象的图像，并确定所述目标对象在所述图像中的像素坐标；
根据所述图像采集设备对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及所述目标对象在所述图像中的像素坐标，确定所述目标对象的经纬度坐标；
其中，所述图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据所述图像采集设备拍摄的图像中多个参考点的像素坐标、以及所述每个参考点对应的经纬度坐标确定的；所述多个参考点为在所述图像采集设备所在的拍摄环境中预先设定的。
第二方面，本申请实施例提供一种车路协同子***，包括：图像采集设备、图像识别设备、路侧通信设备；
所述图像采集设备，用于采集包含需要进行定位的目标对象的图像；
所述图像识别设备，用于确定所述目标对象在所述图像中的像素坐标；根据所述图像采集设备对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及所述目标对象在所述图像中的像素坐标，确定所述目标对象对应的经纬度坐标；并将确定出的所述目标对象的经纬度坐标发送给所述路侧通信设备；
所述路侧通信设备，用于接收所述图像识别设备发送的所述目标对象的经纬度坐标，并将所述经纬度坐标通知给所述目标对象；
其中，所述图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据所述图像采集设备拍摄的图像中多个参考点的像素坐标、以及所述每个参考点对应的经纬度坐标确定的；所述多个参考点为在图像采集设备所在的拍摄环境中预先设定的。
第三方面，本申请实施例提供一种车路协同***，包括沿道路设置的至少一个如第二方面所述的车路协同子***。
第四方面，本申请实施例提供一种对象定位装置，包括：
获取模块，用于获取图像采集设备采集的包含需要进行定位的目标对象的图像，并确定所述目标对象在所述图像中的像素坐标；
确定模块，用于根据所述图像采集设备对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及所述目标对象在所述图像中的像素坐标，确定所述目标对象的经纬度坐标；
其中，所述图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据所述图像采集设备拍摄的图像中多个参考点的像素坐标、以及所述每个参考点对应的经纬度坐标确定的；所述多个参考点为在所述图像采集设备所在的拍摄环境中预先设定的。
第五方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本申请提供的对象定位方法。
第六方面，本申请实施例提供一种计算机可读介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行本申请提供的对象定位方法。
本申请实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
通过获取图像采集设备采集的包含需要进行定位的目标对象的图像，并确定目标对象在图像中的像素坐标；根据图像采集设备对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及目标对象在图像中的像素坐标，确定目标对象的经纬度坐标。可见，本申请实施例通过图像采集设备采集的包含目标对象的图像，利用图像采集设备对应的透视变换矩阵，将获得的图像中目标对象的像素坐标转换为目标对象的经纬度坐标。在获取目标对象的经纬度坐标时，仅需要根据采集到的图像获取目标对象在图像中的像素坐标与图像采集设备对应的透视变换矩阵即可得到，对图像采集设备的安装位置无严格限制。并且，本申请实施里中图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据图像采集设备拍摄的图像中多个参考点的像素坐标和经纬度坐标确定的，但是在确定图像采集设备对应的透视变换矩阵时，对参考点的选取也无严格限制，局限性较低。
本申请实施例提供的对象定位方法在对目标对象进行定位时，所依据的目标对象的像素坐标可以由目标对象的几何中心点确定，采集的图像中包含目标对象的几何轮廓信息即可，相比于现有技术，不需要采集目标对象的局部特征信息，因此可应用于开放式道路场景下中长距离的对象定位；并且本申请实施例提供的对象定位方法可由单个图像采集设备完成；此外，为了减少由于图像采集设备的抖动引起的定位不准问题，可以根据图像采集设备抖动后采集到的图像中参考点的像素坐标以及参考点的经纬度坐标重新确定图像采集设备对应的透视变换矩阵，从而根据重新确定的透视变换矩阵确定目标对象的经纬度坐标，实现经纬度坐标的自动修正，减少定位误差。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本申请实施例提供的一种车路协同***的框架示意图；
图2为本申请实施例提供的一种车路协同子***的框架示意图；
图3为本申请实施例提供的一种对象定位方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种构建像素坐标系的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种对象定位装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种对象定位装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的计算装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清除、完整的描述。
需要说明的是，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
以下，对本申请实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
(1)图像采集设备：是指摄像头、摄像机、相机、扫描仪，或者其他带有拍照功能的设备(手机、平板电脑等)、以及视频采集卡等。
(2)像素坐标：图像都是由像素组成的，像素坐标是像素在图像中的位置。
(3)透视变换算法：透视变换算法是可以实现透视变换的算法，透视变换(Perspective Transformation)是指利用透视中心、像点、目标点三点共线的条件，按透视旋转定律使承影面(透视面)绕迹线(透视轴)旋转某一角度，破坏原有的投影光线束，仍能保持承影面上投影几何图形不变的变换。
(4)V2X：是指车用无线通信技术(vehicle to everything)，即车对外界的信息交换。车联网通过整合全球定位***(GPS)导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术奠定了新的汽车技术发展方向，实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。搭配了V2X***的车辆，在自动驾驶模式下，能够通过对实时交通信息的分析，自动选择路况最佳的行驶路线，从而大大缓解交通堵塞。除此之外，通过使用车载传感器和摄像***，还可以感知周围环境，做出迅速调整，从而实现“零交通事故”。例如，如果行人突然出现，可以自动减速至安全速度或停车。
(5)车路协同***：是智能车路协同***(Intelligent Vehicle InfrastructureCooperative Systems，IVICS)的简称，是智能交通***(ITS)的最新发展方向。车路协同是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通***。
目前，车路协同***在实现智能交通中起着的越来越大作用，在车路协同***中，需要采集路面车辆的检测信息用以实现全方位的车车、车路动态实时信息交互，从而能够主动控制车辆安全以及实现道路协同管理，实现人车路的有效协同。在采集到的路面车辆的检测信息中车辆的位置信息起着至关重要的作用，例如，车路协同***可以根据结合了位置信息的路面车辆检测信息实现超视距安全提示，假设检测到前方道路上的车辆长时间未移动，可能出现故障，则及早提示后方车辆驾驶者注意安全，防止追尾；还可以根据检测到的路面车辆的位置信息实时更新车道级路况，协同检测到的各个车辆的位置信息，得到拥堵路段信息以使驾驶者根据车路协同***实时了解路况等。
现有技术中利用单摄像头对路面车辆进行定位的方法通常是获取摄像头拍摄的包含车辆的车轮的原始图像，根据原始图像得到位于车轮正侧方的虚拟相机的位置以及原始图像在虚拟相机视角下对应的校正图像；在校正图像的检测区域内，对车轮特征进行检测，获得车轮形状检测结果，包括车轮的圆心在校正图像中的位置及车轮半径；最后，根据在校正图像中的车轮检测结果以及虚拟相机的光学特征可以得到车辆与虚拟相机之间的相对位置关系；再根据虚拟相机的位置以及虚拟相机与车轮之间的相对位置关系获得车辆的位置信息。
利用单摄像头对路面车辆进行定位时只有在检测到完整的车轮时才能完成定位，但是在实际使用过程中，由于摄像头的视野限制，当摄像头距离车辆的位置较远时，可能无法拍摄到车辆的车轮，则不能对车辆进行定位，这种利用单摄像头对车辆进行定位的方法过于局限。
本发明人对现有技术进行分析后发现，在现有技术中，对路面车辆进行定位的方法过于局限，对摄像头的布署有一定的要求，在实际的开放式道路环境中可能存在无法满足这些要求的路段。例如，对于利用单摄像头对路面车辆进行定位的方法，比较适用对近距离的车辆进行定位，当车辆距离摄像头较远时可能无法得到包含完整的车轮的图像，无法满足该方法的定位条件。因此，本发明人考虑到一种可以应用在开放式道路中且对摄像头的布署限制性较小的定位方法，降低车辆定位方法的局限性。
基于上述分析，本申请实施例提供一种车路协同***，如图1所示，包括沿道路设置的多个车路协同子***。
车辆在某一个车路协同子***覆盖范围内时，该车路协同子***可以对车辆进行定位。其中，多个车路协同子***可以将整条道路全面覆盖；车辆在道路行驶过程中，根据多个车路协同子***对路面车辆检测得到的包含位置信息的车辆检测信息，并在多个车路协同子***之间进行通信，协同调用多个车路协同子***采集到的路面车辆的检测信息，以实现全方位的车车、车路动态实时信息交互，从而能够主动控制车辆安全以及进行道路协同管理，实现人车路的有效协同。
如图2所示，本申请实施例提供一种车路协同子***的框架示意图，包括图像采集设备10、图像识别设备20和路侧通信设备30。
图像采集设备10，用于采集包含需要进行定位的目标对象的图像；
图像识别设备20，用于获取图像采集设备10采集的图像，并确定目标对象在图像中的像素坐标；根据图像采集设备10对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及目标对象在图像中的像素坐标，确定目标对象对应的经纬度坐标；并将确定出的目标对象的经纬度坐标发送给路侧通信设备30；
路侧通信设备30，用于接收图像识别设备20发送的目标对象的经纬度坐标，并将经纬度坐标通知给目标对象。
其中，图像采集设备10对应的透视变换矩阵是根据图像采集设备10拍摄的图像中多个参考点的像素坐标、以及每个参考点对应的经纬度坐标确定的；多个参考点为在图像采集设备所在的拍摄环境中预先设定的。
需要说明的是，本申请实施例中的路侧通信设备30能够与目标对象进行V2X通信。
具体的，每个车路协同子***中，图像采集设备10对需要进行定位的目标对象进行图像采集，图像识别设备20在获取到图像采集设备10采集的图像后，通过对获取到的图像进行图像处理的方式对目标对象进行定位，确定目标对象的经纬度坐标，并将确定的目标对象的经纬度坐标发送给路侧通信设备30，由路侧通信设备30将目标对象的经纬度坐标发送给目标对象。
下面详细介绍图像识别设备对目标对象进行定位的方法。
如图3所示，本申请实施例提供的一种对象定位方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
步骤S301：获取图像采集设备采集的包含需要进行定位的目标对象的图像，并确定目标对象在图像中的像素坐标；
步骤S302：根据图像采集设备对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及目标对象在图像中的像素坐标，确定目标对象的经纬度坐标；
其中，图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据图像采集设备拍摄的图像中多个参考点的像素坐标、以及每个参考点对应的经纬度坐标确定的；多个参考点为在图像采集设备所在的拍摄环境中预先设定的。
本申请实施例提供的对象定位方法，通过获取图像采集设备采集的包含需要进行定位的目标对象的图像，并确定目标对象在图像中的像素坐标；根据图像采集设备对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及目标对象在图像中的像素坐标，确定目标对象的经纬度坐标。可见，本申请实施例通过图像采集设备采集的包含目标对象的图像，利用图像采集设备对应的透视变换矩阵，将获得的图像中目标对象的像素坐标转换为目标对象的经纬度坐标。在获取目标对象的经纬度坐标时，仅需要根据采集到的图像获取目标对象在图像中的像素坐标与图像采集设备对应的透视变换矩阵即可得到，对图像采集设备的安装位置无严格限制。并且，本申请实施例中图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据图像采集设备拍摄的图像中多个参考点的像素坐标和经纬度坐标确定的，但是在确定图像采集设备对应的透视变换矩阵时，对参考点的选取也无严格限制，局限性较低。
本申请实施例提供的对象定位方法在对目标对象进行定位时，所依据的目标对象的像素坐标可以由目标对象的几何中心点确定，采集的图像中包含目标对象的几何轮廓信息即可，相比于现有技术，不需要采集目标对象的局部特征信息，因此可应用于开放式道路场景下中长距离的对象定位；并且本申请实施例提供的对象定位方法可由单个图像采集设备完成。此外，为了减少由于图像采集设备的抖动引起的定位不准问题，可以根据图像采集设备抖动后采集到的图像中参考点的像素坐标以及参考点的经纬度坐标重新确定图像采集设备对应的透视变换矩阵，从而根据重新确定的透视变换矩阵确定目标对象的经纬度坐标，实现经纬度坐标的自动修正，减少定位误差。
需要说明的是，本申请实施例中的图像采集设备可以是摄像头或者其它能进行图像采集的设备；本申请实施例提供的目标对象定位方法的目标对象可以是人或物，对此不作严格限制。
本申请实施例提供的目标对象定位方法通过透视变换矩阵实现图像中的像素坐标与经纬度坐标之间的转换，在获取到图像采集设备采集的包含目标对象的图像后，根据图像中目标对象的像素坐标以及图像采集设备对应的透视变换矩阵确定目标对象的经纬度坐标。
具体的，在布署图像采集设备时，在图像采集设备所在的拍摄环境中预先设定多个参考点；其中，参考点选取位置没有具体限定，可以是图像采集设备拍摄范围内的任意一点，例如，它们可以是具备某些特殊图形记号的路面标志，如路面标记、灯杆标志等，参考点可通过其图像特征被图像识别设备自动识别。
在选取参考点之后，本申请实施例根据下列方法确定图像采集设备对应的透视变换矩阵：
获取图像采集设备采集的包含多个参考点的图像，并确定每个参考点在图像中的像素坐标；根据每个参考点的像素坐标和预先测量的经纬度坐标，通过透视变换算法确定图像采集设备对应的透视变换矩阵。
具体的，在选取参考点之后，通过安装好的图像采集设备拍摄图像，图像识别设备获取图像采集设备拍摄的图像，根据拍摄的图像中多个参考点的像素坐标以及每个参考点对应的经纬度坐标确定图像采集设备对应的透视变换矩阵。
其中，每个参考点的像素坐标是根据图像采集设备拍摄的图像中的像素位置确定的，在拍摄的图像中构建像素坐标系，可以选取拍摄到的图像的中心点为原点，在平行于图像边缘的方向建立像素坐标系，如图4所示，根据在拍摄的图像中构建的像素坐标系确定图像中参考点的像素坐标(xp，yp)。需要说明的是，本申请实施例中确定像素坐标的方法仅是示例的，用于说明本申请实施例中确定参考点像素坐标的方法，并不构成对本申请保护范围的限定。
每个参考点对应的经纬度坐标是在选取好参考点之后通过高精度的经纬度测量仪器确定的，并将预先测量的每个参考点对应的经纬度坐标存储在图像识别设备中，经纬度坐标可以用(xg，yg)表示。
图像识别设备在确定每个参考点对应的像素坐标和经纬度坐标后，通过透视变换算法确定图像采集设备对应的透视变换矩阵，下面对本申请实施例中的透视变换算法进行说明：
通过透视变换算法得到的透视变换矩阵表示像素坐标与经纬度坐标之间的转换关系，由透视变换算法的性质可知，通过多个参考点的像素坐标与经纬度坐标得到的透视变换矩阵可以应用在图像采集设备采集到的图像的任一像素位置上，图像上任一像素位置的像素坐标、经纬度坐标与透视变换矩阵之间的关系如公式(1)所示：
zg·(xg，yg，1)＝(xp，yp，1)θT ———公式(1)
其中，(xg，yg)为任一像素位置的经纬度坐标；(xp，yp)为该像素位置对应的像素坐标；θ为表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，由于基于二维图像变换的透视变换矩阵的维度为3*3的矩阵，为满足数学计算要求，需要将像素坐标的维度增加一维，因此在公式中使用(xp，yp，1)；通过上述公式得到的经纬度坐标结果为(xg·zg，yg·zg，zg)，对得到的经纬度坐标结果进行归一化处理，提取公因子zg，则可以得到(xg，yg)。
其中，透视变换矩阵θ可以根据参考点的像素坐标和经纬度坐标，通过透视变换算法确定，其计算公式如公式(2)所示：
其中，P表示参考点的像素坐标，G表示参考点的经纬度坐标，PerspectiveTransform(·)为透视变换算法。
具体的，在根据确定透视变换矩阵θ的每个参数时，其过程具体如下：
根据矩阵的运算将其展开，得到公式(4)
对经纬度坐标进行归一化处理后得到：
由透视变换算法可知，透视变换矩阵中的元素a33＝1；则根据公式(5)确定透视变换矩阵θ的其余八个未知元素a11～a32，则需要得到八个方程，可见，需要四个参考点的像素坐标以及经纬度坐标来确定透视变换矩阵的未知元素；
需要说明的是，本申请实施例中选取的多个参考点的个数可以为四个，或者大于四个，当参考点的个数大于四个时，则根据多个参考点中的任意四个来确定本申请实施例中的透视变换矩阵。
选取四个参考点的像素坐标为P＝{(xp_1,yp_1)，(xp_2,yp_2)，(xp_3,yp_3)，(xp_4,yp_4)}，四个参考点的经纬度坐标为G＝{(xg_1,yg_1)，(xg_2,yg_2)，(xg_3,yg_3)，(xg_4,yg_4)}，将其分别带入公式(5)中可以得到八个方程，如公式(6)所示：
根据公式(6)可以解得透视变换矩阵的所有未知元素，得到透视变换矩阵θ。
例如，选取的四个参考点的像素坐标以及预先测量的经纬度坐标如表1所示：
表1
将表1中的数值带入公式(6)中求解，得到的透视变换矩阵如公式(7)所示：
将得到的图像采集设备对应的透视变换矩阵存储在图像识别设备中，在对目标对象进行定位时，获取图像采集设备采集的包含目标对象的图像，并确定目标对象在图像中的像素坐标，根据图像采集设备对应的透视变换矩阵以及目标对象在图像中的像素坐标，确定目标对象的经纬度坐标。
本申请实施例图像识别设备在确定目标对象的经纬度坐标时，还需要确定目标对象在图像中的像素坐标，根据图像采集设备对应的透视变换矩阵以及目标对象在图像中的像素坐标确定目标对象的经纬度坐标。
实施中，可以根据下列方式确定目标对象在图像中的像素坐标：
通过图像识别算法对图像中目标对象进行识别，获取目标对象的几何轮廓信息；根据目标对象的几何轮廓信息确定目标对象的几何中心点；将目标对象的几何中心点在图像中的像素坐标作为目标对象的像素坐标。
具体的，在根据图像识别算法对图像中的目标进行识别得到的目标对象的几何轮廓可以为矩形框，根据目标对象的几何轮廓信息确定目标对象的几何中心点，目标对象的几何中心点可以是目标对象对应的矩形框的几何中心点，将目标对象的几何中心点在图像中的像素坐标作为目标对象的像素坐标。
例如，目标对象对应的矩形框的四个角在图像中的像素坐标为(232，111)，(232，695)，(1110，232)，(1110，695)，则目标对象的几何中心点在图像中的像素坐标为(671，403)，因此目标对象的像素坐标为(671，403)。
需要说明的是，本申请实施例中在确定目标对象的像素坐标时使用的像素坐标系需与确定参考点的像素坐标时使用的像素坐标系相同。
图像识别设备根据获取到的图像采集设备对应的透视变换矩阵以及目标对象在图像中的像素坐标，确定目标对象的经纬度坐标。
具体的，根据公式(1)，将目标对象的像素坐标代入(xp，yp)，根据目标对象的像素坐标以及图像采集设备对应的透视变换矩阵θ，确定目标对象的经纬度坐标(xg，yg)。
例如，目标对象的像素坐标为(671，403)，图像采集设备对应的透视变换矩阵θ如公式(7)所示，代入公式(1)中，得到目标对象的经纬度坐标为(114.13831057，30.39124474)。
实施中，当目标对象为目标车辆时，在确定目标对象的经纬度坐标之后，本申请实施例中图像采集设备还需要将确定的目标对象的经纬度坐标发送给目标车辆。
一种可选的实施方式为，将确定出的目标对象的经纬度坐标发送给路侧通信设备，以使路侧通信设备将经纬度坐标通知给目标对象。
其中，图像识别设备与路侧通信设备之间可以通过V2X消息的形式进行通信，路侧通信设备与目标对象之间也可以通过V2X消息的形式进行通信。
需要说明的是，在具体实施中，图像识别设备发送给路侧通信设备的经纬度坐标的形式不做具体限定。例如，一种可选的方式为，图像识别设备可以将确定的目标对象的经纬度坐标转换为GPS坐标，发送给路侧通信设备的V2X消息中携带的目标对象的位置信息为GPS。其中，将经纬度坐标转换为GPS坐标的方法与现有技术相同，在此不再详细赘述。
本申请实施例中提供的车路协同子***中，图像采集设备采集到的图像可以是视频数据，图像识别设备可以对图像采集设备采集到的视频数据中的每一帧进行图像处理，实时获取目标对象在图像中的像素坐标，通过本申请实施例提供的对象定位方法对目标对象进行定位；或者图像识别设备可以对图像采集设备采集到的视频数据每隔几帧进行一次图像处理，获取目标对象在图像中的像素坐标，通过本申请实施例提供的对象定位方法对目标对象进行定位；或者，图像采集设备每隔固定时间进行一次拍照，图像识别设备根据图像采集设备采集的图像进行图像处理，对目标对象进行定位。
此外，在实际使用过程中，图像采集设备可能由于环境原因发生抖动，显然，本发明人考虑到在图像采集设备发生抖动后，在图像采集设备采集到的图像中，像素坐标与经纬度坐标之间的对应关系发生变化，根据已存储的图像采集设备对应的透视变换矩阵确定目标对象的经纬度坐标可能不准确，因此，本申请实施例提供的图像识别设备在图像采集设备发生抖动时，提供一种自适应动态计算方法，用于对图像采集设备对应的透视变换矩阵进行调整。
一种可选的实施方式为，每隔预设时长后重新采集包含多个参考点的图像，并确定每个参考点在图像中的像素坐标；针对每个参考点，根据上一次确定出的图像采集设备对应的透视变换矩阵确定参考点对应的经纬度坐标，并根据确定出的参考点的经纬度坐标和预先测量的经纬度坐标确定经纬度偏移量；若有参考点对应的经纬度偏移量大于预设门限值，则根据本次采集的图像中每个参考点的像素坐标和预先测量的经纬度坐标，重新通过透视变换算法确定图像采集设备对应的透视变换矩阵。
具体的，图像采集设备每隔预设时长重新采集包含多个参考点的图像，在重新采集的图像中确定参考点的像素坐标。若图像采集设备发生抖动，则图像采集设备采集到的图像中参考点的像素坐标会发生变化，因此，针对每个参考点，图像识别设备根据上依次确定出的图像采集设备对应的透视变换矩阵确定参考点的经纬度坐标，并确定计算得出的参考点的经纬度坐标与预先测量的经纬度坐标之间的经纬度偏移量，若有参考点对应的经纬度偏移量大于预设门限值，则确定图像采集设备发生抖动的幅度较大，则图像识别设备根据重新采集的包含多个参考点的图像中多个参考点的像素坐标和预先测量的经纬度坐标重新通过透视变换算法确定图像采集设备对应的透视变换矩阵。
例如，重新采集的图像中参考点1对应的像素坐标为(xp_1，yp_1)，上一次确定出的图像采集设备对应的透视变换矩阵为θ1，根据参考点的像素坐标(xp_1，yp_1)与图像采集设备对应的透视变换矩阵θ1确定的参考点的经纬度坐标为(xg_1，yg_1)，参考点1对应的预先测量的经纬度坐标为(xg，yg)，假设(xg_1，yg_1)与(xg，yg)之间的经纬度偏移量大于预设门限，则需要根据重新采集的图像中多个参考点对应的像素坐标与预先测量的经纬度坐标通过透视变换算法重新确定图像采集设备对应的透视变换矩阵。
若多个参考点中，每个参考点对应的经纬度偏移量均不大于预设门限，则确定图像采集设备的抖动幅度在误差允许范围内，可以不做任何处理。
其中，本申请实施例对经纬度偏移量的预设门限值的具体数据不做限定，可以由本领域技术人员确定。
实施中，假设需要重新确定图像采集设备对应的透视变换矩阵，重新采集的多个参考点对应的像素坐标以及预先测量的经纬度坐标如表2所示：
| 参考点 | 像素坐标x<sub>p</sub> | 像素坐标y<sub>p</sub> | 经度坐标x<sub>g</sub> | 纬度坐标y<sub>g</sub> |
| 参考点1 | 217 | 905 | 114.1381184 | 30.39104842 |
| 参考点2 | 1695 | 853 | 114.1382066 | 30.39098989 |
| 参考点3 | 971 | 133 | 114.1393189 | 30.39221617 |
| 参考点4 | 1143 | 133 | 114.1394027 | 30.39215211 |
表2
将表2中的数值带入公式(6)中求解，重新确定的透视变换矩阵如公式(8)所示：
将图像识别设备中存储的图像采集设备对应的透视变换矩阵进行更新。
此外，本申请实施例还提供一种对图像采集设备对应的透视变换矩阵进行调整的方法，可以每隔预设时长后重新采集包含多个参考点的图像，并确定每个参考点在图像中的像素坐标；根据本次采集的图像中每个参考点的像素坐标和预先测量的经纬度坐标，重新通过透视变换算法确定图像采集设备对应的透视变换矩阵。也就是说，每隔预设时长重新确定图像采集设备对应的透视变换矩阵，以防止图像采集设备抖动引起的定位误差。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种对象定位装置，由于该装置解决问题的原理与上述对象定位方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
如图5所示，为本申请实施例提供的对象定位装置的结构示意图，包括：
获取模块501，用于获取图像采集设备采集的包含需要进行定位的目标对象的图像，并确定目标对象在图像中的像素坐标；
确定模块502，用于根据图像采集设备对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及目标对象在图像中的像素坐标，确定目标对象的经纬度坐标；
其中，图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据图像采集设备拍摄的图像中多个参考点的像素坐标、以及每个参考点对应的经纬度坐标确定的；多个参考点为在图像采集设备所在的拍摄环境中预先设定的。
一种可选的实施方式为，确定模块502具体用于：
获取图像采集设备采集的包含多个参考点的图像，并确定每个参考点在图像中的像素坐标；
根据每个参考点的像素坐标和预先测量的经纬度坐标，通过透视变换算法确定图像采集设备对应的透视变换矩阵。
一种可选的实施方式为，确定模块502还用于：
每隔预设时长后重新采集包含多个参考点的图像，并确定每个参考点在图像中的像素坐标；
针对每个参考点，根据上一次确定出的图像采集设备对应的透视变换矩阵确定参考点对应的经纬度坐标，并根据确定出的参考点的经纬度坐标和预先测量的经纬度坐标确定经纬度偏移量；
若有参考点对应的经纬度偏移量大于预设门限值，则根据本次采集的图像中每个参考点的像素坐标和预先测量的经纬度坐标，重新通过透视变换算法确定图像采集设备对应的透视变换矩阵。
一种可选的实施方式为，获取模块502具体用于：
通过图像识别算法对图像中目标对象进行识别，获取目标对象的几何轮廓信息；
根据目标对象的几何轮廓信息确定目标对象的几何中心点；
将目标对象的几何中心点在图像中的像素坐标作为目标对象的像素坐标。
一种可选的实施方式为，目标对象为目标车辆；
如图6所示，本申请实施例提供的对象定位装置的结构示意图，还包括：
发送模块503，用于将确定出的目标车辆的经纬度坐标发送给路侧通信设备，以使路侧通信设备将经纬度坐标通知给目标车辆。
为了描述的方便，以上各部分按照功能划分为各模块(或单元)分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块(或单元)的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
另外，本申请实施例还提供一种电子设备700，如图7所示，包括：至少一个处理器701；以及与至少一个处理器通信连接的存储器702；其中，
存储器702存储有可被至少一个处理器701执行的指令，指令被至少一个处理器701执行，以使至少一个处理器701能够执行上述对象定位方法。
在介绍了本申请示例性实施方式的界面展示方法和装置之后，接下来，介绍根据本申请的另一示例性实施方式的计算装置。
所属技术领域的技术人员能够理解，本申请的各个方面可以实现为***、方法或程序产品。因此，本申请的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“***”。
在一些可能的实施方式中，根据本申请的计算装置可以至少包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元。其中，存储单元存储有程序代码，当程序代码被处理单元执行时，使得处理单元执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的界面展示方法中的步骤。例如，处理单元可以执行如图3所示的步骤S301～S302中对象定位方法的流程。
下面参照图8来描述根据本申请的这种实施方式的计算装置800。图8显示的计算装置800仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，计算装置800以通用计算设备的形式表现。计算装置800的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元801、上述至少一个存储单元802、连接不同***组件(包括存储单元802和处理单元801)的总线803。
总线803表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、***总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
存储单元802可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)8021和/或高速缓存存储器8022，还可以进一步包括只读存储器(ROM)8023。
存储单元802还可以包括具有一组(至少一个)程序模块8024的程序/实用工具8025，这样的程序模块8024包括但不限于：操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
计算装置800也可以与一个或多个外部设备804(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与计算装置800交互的设备通信，和/或与使得该计算装置800能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口805进行。并且，计算装置800还可以通过网络适配器806与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器806通过总线803与用于计算装置800的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合计算装置800使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
本申请实施例还提供一种计算机可存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述对象定位方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种对象定位方法，其特征在于，该方法包括：
获取图像采集设备采集的包含需要进行定位的目标对象的图像，并确定所述目标对象在所述图像中的像素坐标；
根据所述图像采集设备对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及所述目标对象在所述图像中的像素坐标，确定所述目标对象的经纬度坐标；
其中，所述图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据所述图像采集设备拍摄的图像中多个参考点的像素坐标、以及所述每个参考点对应的经纬度坐标确定的；所述多个参考点为在所述图像采集设备所在的拍摄环境中预先设定的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下列方式确定所述图像采集设备对应的透视变换矩阵：
获取所述图像采集设备采集的包含多个参考点的图像，并确定每个参考点在图像中的像素坐标；
根据每个参考点的像素坐标和预先测量的经纬度坐标，通过透视变换算法确定所述图像采集设备对应的透视变换矩阵。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据每个参考点的像素坐标和预先测量的经纬度坐标，通过透视变换算法确定所述图像采集设备对应的透视变换矩阵之后，还包括：
每隔预设时长后重新采集包含多个参考点的图像，并确定每个参考点在图像中的像素坐标；
针对每个参考点，根据上一次确定出的所述图像采集设备对应的透视变换矩阵确定所述参考点对应的经纬度坐标，并根据确定出的所述参考点的经纬度坐标和预先测量的经纬度坐标确定经纬度偏移量；
若有参考点对应的经纬度偏移量大于预设门限值，则根据本次采集的图像中每个参考点的像素坐标和预先测量的经纬度坐标，重新通过透视变换算法确定所述图像采集设备对应的透视变换矩阵。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标对象在所述图像中的像素坐标，包括：
通过图像识别算法对所述图像中目标对象进行识别，获取所述目标对象的几何轮廓信息；
根据所述目标对象的几何轮廓信息确定所述目标对象的几何中心点；
将所述目标对象的几何中心点在所述图像中的像素坐标作为所述目标对象的像素坐标。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标对象为目标车辆；
在确定所述目标对象的经纬度坐标之后，还包括：
将确定出的目标车辆的经纬度坐标发送给路侧通信设备，以使所述路侧通信设备将所述经纬度坐标通知给所述目标车辆。
6.一种车路协同子***，其特征在于，包括：图像采集设备、图像识别设备、路侧通信设备；
所述图像采集设备，用于采集包含需要进行定位的目标对象的图像；
所述图像识别设备，用于确定所述目标对象在所述图像中的像素坐标；根据所述图像采集设备对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及所述目标对象在所述图像中的像素坐标，确定所述目标对象对应的经纬度坐标；并将确定出的所述目标对象的经纬度坐标发送给所述路侧通信设备；
所述路侧通信设备，用于接收所述图像识别设备发送的所述目标对象的经纬度坐标，并将所述经纬度坐标通知给所述目标对象；
其中，所述图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据所述图像采集设备拍摄的图像中多个参考点的像素坐标、以及所述每个参考点对应的经纬度坐标确定的；所述多个参考点为在图像采集设备所在的拍摄环境中预先设定的。
7.一种车路协同***，其特征在于，包括沿道路设置的至少一个如权利要求6所述的车路协同子***。
8.一种对象定位装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取图像采集设备采集的包含需要进行定位的目标对象的图像，并确定所述目标对象在所述图像中的像素坐标；
确定模块，用于根据所述图像采集设备对应的用于表示像素坐标与经纬度坐标转换关系的透视变换矩阵，以及所述目标对象在所述图像中的像素坐标，确定所述目标对象的经纬度坐标；
其中，所述图像采集设备对应的透视变换矩阵是根据所述图像采集设备拍摄的图像中多个参考点的像素坐标、以及所述每个参考点对应的经纬度坐标确定的；所述多个参考点为在所述图像采集设备所在的拍摄环境中预先设定的。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至5任一权利要求所述的方法。
10.一种计算机可读介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至5任一权利要求所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 40021629 Country of ref document: HK |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200421 |