(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211082806.0 (22)申请日 2022.09.06 (71)申请人 南京大学 地址 210046 江苏省南京市栖霞区仙林大 道163号 (72)发明人 袁杰　马小莉　戴恬　 (74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237 专利代理师 胡建华 (51)Int.Cl. G06T 7/246(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/80(2017.01) (54)发明名称 一种实现大视场目标拍摄的联动方法 (57)摘要 本发明公开了一种实现大视场目标拍摄的 联动方法， 包括： 步骤1， 在运动目标上固定标记 码； 步骤2， 相机定位标记码， 获得所述运动目标 的位置信息； 步骤3， 判断相机是否需要移动， 发 送控制信号控制相机进行移动； 步骤4， 利用长条 标定板记录相机移动前后的位置； 步骤5， 定位所 述运动目标的移动轨迹。 本方法通过实时检测目 标在相机画面中的位置来判断相机移动的方向、 开始与停止， 且相机运动的时间很短， 对目标的 定位丢失很少， 没有明显的停顿感， 并且可以对 目标运动的轨 迹进行定位。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115439506 A 2022.12.06 CN 115439506 A 1.一种实现大视场目标拍摄的联动方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1， 在运动目标 上固定标记码； 步骤2， 相机 定位标记码， 获得 所述运动目标的位置信息； 步骤3， 判断相机是否需要移动， 发送控制信号控制 相机进行移动； 步骤4， 利用长条 标定板记录相机移动前后的位置； 步骤5， 定位所述 运动目标的移动轨 迹。 2.根据权利要求1所述的一种实现大视场目标拍摄的联动方法， 其特征在于， 步骤1中 所述的标记码由两 部分组成： 一是圆形 特征点的标定 板； 二是A rUco码。 3.根据权利要求2所述的一种实现大视场目标拍摄的联动方法， 其特征在于， 步骤1中 所述在运动目标 上固定标记码的方法包括： 获取目标在相机画面中的位置， 并同时获取目标的定位信息； 标定标记码与目标标记 点O1之间的旋转矩阵为Ri2w， 平移矩阵为ti2w， 即得到标记码与运动目标之间的位置变换关 系。 4.根据权利要求3所述的一种实现大视场目标拍摄的联动方法， 其特征在于， 步骤2包 括： 在相机拍摄的每帧图像中检测ArUco码， 并同时获取所述运动目标在相机画面中的横 坐标为xboard； 当检测到清晰的ArUco码时， 通过张正友标定法， 得到相机与圆形标定板之间 的位置变换关系， 利用步骤1中所述的标记码与运动目标之间的位置变换关系进行坐标变 化， 即获得 所述运动目标的位置信息 。 5.根据权利要求4所述的一种实现大视场目标拍摄的联动方法， 其特征在于， 步骤3中 所述判断相机是否需要移动的方法， 包括： 当xboard位于以下 范围内时控制 相机进行移动： 或 其中， cols为所述相机拍摄的图像的水平分辨 率； 根据所述运动目标在相机画面中的横坐标与边界的关系， 判断相机移动的方向， 使得 所述运动目标始终处在画面中央； 根据上述判断， 发送控制信号控制 相机进行移动。 6.根据权利要求5所述的一种实现大视场目标拍摄的联动方法， 其特征在于， 步骤3中 所述控制 相机进行移动的方法， 包括： 将相机固定在滑轨的滑块上， 通过电机和运动控制器控制滑块运动； 根据所述控制信 号， 运动控制器控制电机运行， 带动滑轨上的滑块进行移动， 从而带动相机滑动， 实现自动 追踪； 所述运动控制器提供通讯协 议， 通过编程 实现计算机与运动控制器之 间的通讯， 将所 述运动目标的移动和相机在滑轨上的运动关联起来， 形成一套相机定位与追踪的反馈系 统。 7.根据权利要求6所述的一种实现大视场目标拍摄的联动方法， 其特征在于， 步骤3中 所述的控制 相机进行移动的方法， 还 包括： 根据滑轨移动的速度和相机的帧率设定相机移动的距离， 具体包括： 记录相机移动 时 采集到的图像帧数， 根据相机的帧率， 设定一个阈值， 当所述的图像帧数大于阈值时相机运权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115439506 A 2动停止； 仅当所述 运动目标移动到相机的画面 边缘时， 开始控制 相机进行移动。 8.根据权利要求7所述的一种实现大视场目标拍摄的联动方法， 其特征在于， 步骤4中 所述的长条 标定板， 包括： 长条标定板 由一块长条形的板构成， 长条标定板上包括三块ArUco板， 所述ArUco板上 印有ArUco码， 每个ArUco板 之间的间隔为相机视角长度， 事 先标定相邻两个ArUco板 之间的 位置关系， 将长条标定板放置在所述运动目标的前方， 在图像采集时记录相 机与相机视野 中对应的A rUco板之间的旋转变换矩阵， 获得相机移动前后的位置以及位置变换关系。 9.根据权利要求8所述的一种实现大视场目标拍摄的联动方法， 其特征在于， 步骤4中 所述记录相机移动前后的位置的方法， 包括： 选定一个ArUco板为起始点， 标定好另两个ArUco板与起始点之间的位置关系， 记对应 的旋转矩阵为 和 平移矩阵为 和 相机移动前记录下当前相机与当前ArUco板之间的变换矩阵并变换到起始点坐标系下 为 和 第j次移动后， 记录对应的旋转变换矩阵为 和 即最终记录下j+1组旋 转变换矩阵； 记录第j次相机运动停止后采集到的第i张图像对应的标定板相对相机的旋转矩阵为 平移矩阵为 10.根据权利要求9所述的一种实现大视场目标拍摄的联动方法， 其特征在于， 步骤5包 括： 以所述运动目标的标记点O1为坐标原点， 横向为X轴， 纵向为Y轴， 垂直于所述运动目标 的标记点平面为Z轴建立三维坐标系； 则所述运动目标中心O的坐标为[x,y,z]T， 记变换到 对应的相机坐标系下时的坐标为[xc,yc,zc]T， 根据相机与标定板之间的位置关系Ri2w和 ti2w， 得到： 记将坐标变换到设定的A rUco板起始点 坐标系下的坐标为[xb,yb,zb]T， 则： 将所述运动目标的中心转换到三维空间中去， 得到所述 运动目标移动的三维轨 迹。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115439506 A 3