基于单摄像机的目标跟踪及轨迹三维重现方法和装置

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成果单位：北京理工大学

合作方式：自行实施合作开发技术转让技术许可技术入股

所处阶段：概念

关键词：监控区域目标跟踪摄像机标定图像采集特征提取相关滤波响应值求取坐标变换三维重现

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

小果解读

核心问题

在数字文化创意和人工智能应用场景中，如何实现仅利用单摄像机对目标进行精准跟踪，并重现其三维轨迹，是提升监控效率与沉浸式体验的关键痛点。传统方法往往依赖多摄像机系统，成本高昂且部署复杂。

解决方案

本成果提出了一种基于单摄像机的目标跟踪及轨迹三维重现方法。首先，对摄像机进行精确标定，建立多坐标系间的齐次变换矩阵。随后，通过图像采集技术获取监控区域视频，并提取目标特征信息。利用相关滤波运算在搜索框内定位目标，确定其形心坐标。再通过坐标变换，将二维图像坐标转换为三维空间坐标，从而实现目标的三维轨迹重现。该方法简化了系统结构，降低了成本。

竞争优势

本成果的创新性在于仅使用单摄像机即可实现高精度的目标跟踪与三维轨迹重现，显著降低了系统复杂度和成本。同时，该方法在数字文化创意和人工智能领域具有广泛的应用潜力，如增强现实体验、智能监控等，为相关领域提供了高效、经济的解决方案，具有显著的市场竞争优势。

成果描述

成果公开日期

20241220

所属产业领域

制造业

转化现有基础

1、成果由北京理工大学单独持有；2、本成果已授权专利

转化合作需求

技术许可、合作开发、技术服务和咨询、技术转让等

转化意向范围

可国（境）内外转让

转化预期效益

会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案

项目名称

北京理工大学产业开发研究院

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

基于单摄像机的目标跟踪及轨迹三维重现方法和装置，方法包括：(1)对摄像机进行标定，建立摄像机坐标系、成像平面坐标系和三维空间坐标系的齐次变换矩阵；(2)通过图像采集卡和摄像机对待监控区域的视频图像进行采集；(3)提取波门内目标的特征信息；(4)搜索框内利用提取的特征和目标波门内的相应特征进行相关滤波运算；(5)求取目标在搜索区域不同位置的响应值；(6)确定目标框的大小和位置，并确定目标形心在图像中的坐标；(7)将步骤(6)中的目标在图像中的形心坐标按照步骤(1)中得到的齐次变换进行坐标变换；(8)按照步骤(7)中的方法进行计算，得出目标在三维空间的坐标；(9)将步骤(8)的计算结果输出和显示。