專利名稱：用于物體跟蹤和識別的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及物體跟蹤和識別系統。具體而言，本發明涉及采用RFID和視頻設備進行物體識別和跟蹤的方法和裝置。
背景技術：
云計算的概念能夠使用戶在并未看到計算機或其他電子設備的情況下對其進行使用。用戶無需發出明確的指令，而是通過自然的活動就可以操控應用程序的執行。建立云計算平臺的第一項任務就是進行物體跟蹤和識別以獲取用戶的活動狀態。例如，在數字家庭環境下，上述的活動狀態可以是與用戶的位置、運動、姿勢、聲音或者面部表情相關的任何信息。通過對用戶的活動狀態進行探測和分析，系統可以進行相應的操作，無需用戶在家庭設備上進行任何明確的操作。下面對一個簡單的應用場景進行介紹。I)無論用戶進出具有一臺電視的起居室，該電視機都處于關閉狀態。2) —旦用戶表現出觀看電視的意愿，例如坐在沙發上或者在電視機前站立不動，則電視機發出閃爍(好像在眨眼)。3)當用戶朝著電視機揮手數次時，電視機開機。4)用戶可以繼續通過手勢和聲音指令操縱電視機。5)當用戶走出起居室時，電視節目暫停；當用戶回來時，電視節目繼續播放。現有技術中，已經采用無線射頻識別技術(RFID)的位置識別系統來進行用戶位置探測。但是，在探測過程中還存在困難，因為在多路室內環境下接收到的信號強度有時不穩定。另外，現有技術中也將攝像機用于跟蹤物體。根據一臺或多臺攝像機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“現實”坐標、物體的“物理”位置和物體的“三維”坐標)以及運動和姿勢等。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標簽，該標簽能向家庭內的接收器發射無線電信號。一個簡單的設置是在需要控制的家用電器(例如電視機)頂部放置一個RFID接收器。所述標簽可以附著在用戶的鞋子或者衣服上。另外，在電視機的頂部或房間內的具體設置上設置多個視頻設備，例如攝像機和視頻跟蹤設備。
發明內容
本發明涉及一種物體跟蹤和識別系統，包括:視頻設備，用于在所述物體跟蹤和識別系統的探測范圍內獲取物體的圖像信息；和RFID設備，用于探測所述物體的RF標簽的信號強度，其中在探測到的信號強度達到預定信號強度閾值時使所述視頻設備開機以獲取所述物體的圖像信息。本發明還涉及一種用于物體跟蹤和識別系統的方法，包括:通過視頻設備在所述物體跟蹤和識別系統的探測范圍內獲取物體的圖像信息；和通過RFID設備探測所述物體的RF標簽的信號強度，其中在探測到的信號強度達到預定信號強度閾值時開機所述視頻設備以獲取所述物體的圖像信息。
下面結合附圖對本發明的示例性實施方式進行說明，其中:圖1是根據本發明實施方式的混合式物體探測和識別系統的示意圖；圖2是根據本發明實施方式的RF信號強度分布的示意圖；圖3是根據本發明實施方式的線性矩陣模型的表格；圖4是根據本發明實施方式的利用線性矩陣模型的方法的示意圖；圖5是根據本發明實施方式的視頻設備的探測范圍的示意圖；和圖6是根據本發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是根據本發明實施方式的混合式物體探測和識別系統100的示意圖。系統100包括視頻設備110，視頻設備110可以是設置在電子設備(例如顯示設備)上的一臺或多臺攝像機，用于獲取出現在視場內的物體或用戶的圖像信息。視頻設備110連接至或包括圖像信息發生器120，圖像信息發生器120將視場內的物體的位置映射至顯示設備前的坐標，或者獲取圖像信息，例如運動、姿勢、聲音或表情。所述坐標可以是真坐標，例如經度、維度和高度。或者所述坐標可以是相對于特定區域或者人為設定的參考域的坐標。所述坐標用于識別物體在系統100的探測范圍內的實際位置并顯示物體與顯示設備之間的距離。一般而言，可以基于坐標和一個圖像模型150獲取所述坐標和其他圖像信息，圖像模型150可以包括平面模型(floor plan model)和具有維度線和經度線的全局模型(global model)以及圖像數據庫。利用視頻設備110和圖像信息發生器120獲取物體的坐標或其他圖像信息的技術對于本領域普通技術人員而言是已知的，在此不再詳述。系統100還包括RFID設備130，其包括設置在顯示設備上的一個或多個RFID接收器，用于探測附著在物體或用戶上并發射RF能量的RFID標簽(未示出)的信號強度。RFID設備130連接至或包括坐標發生器140以基于坐標和圖像模型150獲得物體的位置，并探測用戶與顯示設備之間的距離。利用RFID設備130和坐標發生器140以獲取坐標和物體的距離的技術對于本領域普通技術人員而言是已知的，在此不再詳述。已知的是，相對RFID設備而目，視頻設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備開機，特別是當無線攝像機用作所述視頻設備時。因此，根據本發明的實施方式，采用中央處理器160控制視頻設備110和RFID設備130，從而當RF信號強度大于預定閾值時(表示物體或用戶靠近顯示設備，例如電視機)，才開機所述視頻設備。當物體或用戶遠離電視機時，RF信號強度較低，此時關閉視頻設備。所述預定閾值是物體位于特定位置或與顯示設備具有特定距離(例如6米)時的信號強度。所述閾值可以表示其產生時的環境。如果環境變化，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。根據本發明的實施方式，創建一個關系模型來描述系統100的探測范圍內的兩點之間的信號強度關系，從而利用該兩點估計和動態更新所述信號強度的閾值。圖2是根據本發明實施方式的RF信號強度分布的示意圖。圖中示出了相應的RSS等高線。圖2右側的條碼代表無線信號強度RSS (dB)，x軸和y軸限定了物體識別系統100的探測范圍的坐標，這里是基于系統中采用的攝像機而設定。所述攝像機具有某個視場(FoV)和景深(DoV)Jf場和景深分別是攝像機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個網格(例如R1-R9以及DR1-DR3)，其中DRl — DR3是閾值網格，其中相應的信號強度是用于使所述顯示設備開機的預定閾值。每個網格的位置可以由其中心點代表，這表示每個網格的無線信號強度可以由其中心點的無線信號代表。網格(Rl - R9以及DRl — DR3)中的兩個網格之間的信號強度關系可以由下面的線性模型來建模:
權利要求
1.一種物體跟蹤和識別系統(100)，包括: 視頻設備(110)，用于在所述物體跟蹤和識別系統(100)的探測范圍內獲取物體的圖像息；和 RFID設備(130)，用于探測所述物體的RF標簽的信號強度， 其中所述視頻設備(110)用于在探測到的信號強度達到預定信號強度閾值時開機以獲取所述物體的圖像信息。
2.根據權利要求1所述物體跟蹤和識別系統(100)，還包括中央處理器(160)，用于采用所述探測范圍內的信號強度的關系模型更新所述預定閾值。
3.根據權利要求1或2所述物體跟蹤和識別系統(100)，其中所述關系模型是所述探測范圍的區域之間的信號強度的線性矩陣模型。
4.根據上述權利要求中任一所述物體跟蹤和識別系統(100)，其中所述預定閾值對應于所述物體與RFID (130)之間的距離。
5.根據上述權利要求中任一所述物體跟蹤和識別系統(100)，其中通過基于所述關系模型的單點或多點估計方法更新所述預定閾值。
6.根據上述權利要求中任一所述物體跟蹤和識別系統(100)，還包括圖像坐標或圖像模型(150)，用于為所述視頻設備(110)和RFID設備(130)提供坐標模型。
7.根據上述權利要求中任一所述物體跟蹤和識別系統(100)，其中所述物體跟蹤和識別系統(100)用于設置在電子設備上以根據由所述視頻設備(110)和所述RFID設備(130)探測的圖像信息使所述電子設備開機/關閉。
8.一種用于物體跟蹤和識別系統(100)的方法，包括: 通過視頻設備(110)在所述物體跟蹤和識別系統的探測范圍內獲取物體的圖像信息；和 通過RFID設備(130)探測所述物體的RF標簽的信號強度， 其中在探測到的信號強度達到預定信號強度閾值時使所述視頻設備(110)開機以獲取所述物體的圖像信息。
9.一種用于上述權利要求2 - 7所述物體跟蹤和識別系統的方法。
全文摘要
本發明涉及一種物體跟蹤和識別系統，包括視頻設備，用于在所述物體跟蹤和識別系統的探測范圍內獲取物體的圖像信息；和RFID設備，用于探測所述物體的RF標簽的信號強度，其中在探測到的信號強度達到預定信號強度閾值時使所述視頻設備開機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 優先權日2010年7月2日
發明者周偉, 李鈞, 馬小駿 申請人:湯姆森特許公司