專利名稱：用于物體跟蹤和識別的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及物體跟蹤和識別系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及采用RFID和視頻設(shè)備進(jìn)行物體識別和跟蹤的方法和裝置。
背景技術(shù)：
云計算的概念能夠使用戶在并未看到計算機(jī)或其他電子設(shè)備的情況下對其進(jìn)行使用。用戶無需發(fā)出明確的指令，而是通過自然的活動就可以操控應(yīng)用程序的執(zhí)行。建立云計算平臺的第一項任務(wù)就是進(jìn)行物體跟蹤和識別以獲取用戶的活動狀態(tài)。例如，在數(shù)字家庭環(huán)境下，上述的活動狀態(tài)可以是與用戶的位置、運(yùn)動、姿勢、聲音或者面部表情相關(guān)的任何信息。通過對用戶的活動狀態(tài)進(jìn)行探測和分析，系統(tǒng)可以進(jìn)行相應(yīng)的操作，無需用戶在家庭設(shè)備上進(jìn)行任何明確的操作。下面對一個簡單的應(yīng)用場景進(jìn)行介紹。I)無論用戶進(jìn)出具有一臺電視的起居室，該電視機(jī)都處于關(guān)閉狀態(tài)。2) —旦用戶表現(xiàn)出觀看電視的意愿，例如坐在沙發(fā)上或者在電視機(jī)前站立不動，則電視機(jī)發(fā)出閃爍(好像在眨眼)。3)當(dāng)用戶朝著電視機(jī)揮手?jǐn)?shù)次時，電視機(jī)開機(jī)。4)用戶可以繼續(xù)通過手勢和聲音指令操縱電視機(jī)。5)當(dāng)用戶走出起居室時，電視節(jié)目暫停；當(dāng)用戶回來時，電視節(jié)目繼續(xù)播放?，F(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)采用無線射頻識別技術(shù)(RFID)的位置識別系統(tǒng)來進(jìn)行用戶位置探測。但是，在探測過程中還存在困難，因為在多路室內(nèi)環(huán)境下接收到的信號強(qiáng)度有時不穩(wěn)定。另外，現(xiàn)有技術(shù)中也將攝像機(jī)用于跟蹤物體。根據(jù)一臺或多臺攝像機(jī)的視場中的物體的外觀確定該物體的圖像信息(例如位置，包括物體的“現(xiàn)實”坐標(biāo)、物體的“物理”位置和物體的“三維”坐標(biāo))以及運(yùn)動和姿勢等。下面說明一個簡單的混合式位置探測和物體識別方法。每個家庭用戶佩戴有有源RFID標(biāo)簽，該標(biāo)簽?zāi)芟蚣彝?nèi)的接收器發(fā)射無線電信號。一個簡單的設(shè)置是在需要控制的家用電器(例如電視機(jī))頂部放置一個RFID接收器。所述標(biāo)簽可以附著在用戶的鞋子或者衣服上。另外，在電視機(jī)的頂部或房間內(nèi)的具體設(shè)置上設(shè)置多個視頻設(shè)備，例如攝像機(jī)和視頻跟蹤設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種物體跟蹤和識別系統(tǒng)，包括:視頻設(shè)備，用于在所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)的探測范圍內(nèi)獲取物體的圖像信息；和RFID設(shè)備，用于探測所述物體的RF標(biāo)簽的信號強(qiáng)度，其中在探測到的信號強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定信號強(qiáng)度閾值時使所述視頻設(shè)備開機(jī)以獲取所述物體的圖像信息。本發(fā)明還涉及一種用于物體跟蹤和識別系統(tǒng)的方法，包括:通過視頻設(shè)備在所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)的探測范圍內(nèi)獲取物體的圖像信息；和通過RFID設(shè)備探測所述物體的RF標(biāo)簽的信號強(qiáng)度，其中在探測到的信號強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定信號強(qiáng)度閾值時開機(jī)所述視頻設(shè)備以獲取所述物體的圖像信息。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進(jìn)行說明，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的混合式物體探測和識別系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的RF信號強(qiáng)度分布的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式的線性矩陣模型的表格；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方式的利用線性矩陣模型的方法的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方式的視頻設(shè)備的探測范圍的示意圖；和圖6是根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于物體探測和識別的方法的流程圖。
具體實施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的混合式物體探測和識別系統(tǒng)100的示意圖。系統(tǒng)100包括視頻設(shè)備110，視頻設(shè)備110可以是設(shè)置在電子設(shè)備(例如顯示設(shè)備)上的一臺或多臺攝像機(jī)，用于獲取出現(xiàn)在視場內(nèi)的物體或用戶的圖像信息。視頻設(shè)備110連接至或包括圖像信息發(fā)生器120，圖像信息發(fā)生器120將視場內(nèi)的物體的位置映射至顯示設(shè)備前的坐標(biāo)，或者獲取圖像信息，例如運(yùn)動、姿勢、聲音或表情。所述坐標(biāo)可以是真坐標(biāo)，例如經(jīng)度、維度和高度?；蛘咚鲎鴺?biāo)可以是相對于特定區(qū)域或者人為設(shè)定的參考域的坐標(biāo)。所述坐標(biāo)用于識別物體在系統(tǒng)100的探測范圍內(nèi)的實際位置并顯示物體與顯示設(shè)備之間的距離。一般而言，可以基于坐標(biāo)和一個圖像模型150獲取所述坐標(biāo)和其他圖像信息，圖像模型150可以包括平面模型(floor plan model)和具有維度線和經(jīng)度線的全局模型(global model)以及圖像數(shù)據(jù)庫。利用視頻設(shè)備110和圖像信息發(fā)生器120獲取物體的坐標(biāo)或其他圖像信息的技術(shù)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是已知的，在此不再詳述。系統(tǒng)100還包括RFID設(shè)備130，其包括設(shè)置在顯示設(shè)備上的一個或多個RFID接收器，用于探測附著在物體或用戶上并發(fā)射RF能量的RFID標(biāo)簽(未示出)的信號強(qiáng)度。RFID設(shè)備130連接至或包括坐標(biāo)發(fā)生器140以基于坐標(biāo)和圖像模型150獲得物體的位置，并探測用戶與顯示設(shè)備之間的距離。利用RFID設(shè)備130和坐標(biāo)發(fā)生器140以獲取坐標(biāo)和物體的距離的技術(shù)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是已知的，在此不再詳述。已知的是，相對RFID設(shè)備而目，視頻設(shè)備能夠獲得物體更精確的圖像彳目息。但是，考慮到用戶的隱私以及能耗，最好能在必要時才讓視頻設(shè)備開機(jī)，特別是當(dāng)無線攝像機(jī)用作所述視頻設(shè)備時。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，采用中央處理器160控制視頻設(shè)備110和RFID設(shè)備130，從而當(dāng)RF信號強(qiáng)度大于預(yù)定閾值時(表示物體或用戶靠近顯示設(shè)備，例如電視機(jī))，才開機(jī)所述視頻設(shè)備。當(dāng)物體或用戶遠(yuǎn)離電視機(jī)時，RF信號強(qiáng)度較低，此時關(guān)閉視頻設(shè)備。所述預(yù)定閾值是物體位于特定位置或與顯示設(shè)備具有特定距離(例如6米)時的信號強(qiáng)度。所述閾值可以表示其產(chǎn)生時的環(huán)境。如果環(huán)境變化，所述閾值可能是無效的，在這種情況下，上述的特定位置或距離可能是錯誤的。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，創(chuàng)建一個關(guān)系模型來描述系統(tǒng)100的探測范圍內(nèi)的兩點(diǎn)之間的信號強(qiáng)度關(guān)系，從而利用該兩點(diǎn)估計和動態(tài)更新所述信號強(qiáng)度的閾值。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的RF信號強(qiáng)度分布的示意圖。圖中示出了相應(yīng)的RSS等高線。圖2右側(cè)的條碼代表無線信號強(qiáng)度RSS (dB)，x軸和y軸限定了物體識別系統(tǒng)100的探測范圍的坐標(biāo)，這里是基于系統(tǒng)中采用的攝像機(jī)而設(shè)定。所述攝像機(jī)具有某個視場(FoV)和景深(DoV)Jf場和景深分別是攝像機(jī)傳感器可以獲取精確圖像/視頻的角度和距離。在此圖中，探測范圍可以分為數(shù)個網(wǎng)格(例如R1-R9以及DR1-DR3)，其中DRl — DR3是閾值網(wǎng)格，其中相應(yīng)的信號強(qiáng)度是用于使所述顯示設(shè)備開機(jī)的預(yù)定閾值。每個網(wǎng)格的位置可以由其中心點(diǎn)代表，這表示每個網(wǎng)格的無線信號強(qiáng)度可以由其中心點(diǎn)的無線信號代表。網(wǎng)格(Rl - R9以及DRl — DR3)中的兩個網(wǎng)格之間的信號強(qiáng)度關(guān)系可以由下面的線性模型來建模:
權(quán)利要求
1.一種物體跟蹤和識別系統(tǒng)(100)，包括: 視頻設(shè)備(110)，用于在所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)(100)的探測范圍內(nèi)獲取物體的圖像息；和 RFID設(shè)備(130)，用于探測所述物體的RF標(biāo)簽的信號強(qiáng)度， 其中所述視頻設(shè)備(110)用于在探測到的信號強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定信號強(qiáng)度閾值時開機(jī)以獲取所述物體的圖像信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)(100)，還包括中央處理器(160)，用于采用所述探測范圍內(nèi)的信號強(qiáng)度的關(guān)系模型更新所述預(yù)定閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)(100)，其中所述關(guān)系模型是所述探測范圍的區(qū)域之間的信號強(qiáng)度的線性矩陣模型。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)(100)，其中所述預(yù)定閾值對應(yīng)于所述物體與RFID (130)之間的距離。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)(100)，其中通過基于所述關(guān)系模型的單點(diǎn)或多點(diǎn)估計方法更新所述預(yù)定閾值。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)(100)，還包括圖像坐標(biāo)或圖像模型(150)，用于為所述視頻設(shè)備(110)和RFID設(shè)備(130)提供坐標(biāo)模型。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)(100)，其中所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)(100)用于設(shè)置在電子設(shè)備上以根據(jù)由所述視頻設(shè)備(110)和所述RFID設(shè)備(130)探測的圖像信息使所述電子設(shè)備開機(jī)/關(guān)閉。
8.一種用于物體跟蹤和識別系統(tǒng)(100)的方法，包括: 通過視頻設(shè)備(110)在所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)的探測范圍內(nèi)獲取物體的圖像信息；和 通過RFID設(shè)備(130)探測所述物體的RF標(biāo)簽的信號強(qiáng)度， 其中在探測到的信號強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定信號強(qiáng)度閾值時使所述視頻設(shè)備(110)開機(jī)以獲取所述物體的圖像信息。
9.一種用于上述權(quán)利要求2 - 7所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種物體跟蹤和識別系統(tǒng)，包括視頻設(shè)備，用于在所述物體跟蹤和識別系統(tǒng)的探測范圍內(nèi)獲取物體的圖像信息；和RFID設(shè)備，用于探測所述物體的RF標(biāo)簽的信號強(qiáng)度，其中在探測到的信號強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定信號強(qiáng)度閾值時使所述視頻設(shè)備開機(jī)以獲取所述物體的圖像信息。
文檔編號G05B13/00GK103109244SQ201080067904
公開日2013年5月15日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者周偉, 李鈞, 馬小駿 申請人:湯姆森特許公司