專利名稱：用于物體跟蹤和識(shí)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(shí)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(shí)別和跟蹤的方法和裝置。
背景技術(shù)：
云計(jì)算的概念能夠使用戶在并未看到計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備的情況下對(duì)其進(jìn)行使用。用戶無(wú)需發(fā)出明確的指令，而是通過(guò)自然的活動(dòng)就可以操控應(yīng)用程序的執(zhí)行。建立云計(jì)算平臺(tái)的第一項(xiàng)任務(wù)就是進(jìn)行物體跟蹤和識(shí)別以獲取用戶的活動(dòng)狀態(tài)。例如，在數(shù)字家庭環(huán)境下，上述的活動(dòng)狀態(tài)可以是與用戶的位置、運(yùn)動(dòng)、姿勢(shì)、聲音或者面部表情相關(guān)的任何信息。通過(guò)對(duì)用戶的活動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行探測(cè)和分析，系統(tǒng)可以進(jìn)行相應(yīng)的操作，無(wú)需用戶在家庭設(shè)備上進(jìn)行任何明確的操作。下面對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行介紹。I)無(wú)論用戶進(jìn)出具有一臺(tái)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(dòng)，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(shí)，電視機(jī)開(kāi)機(jī)。4)用戶可以繼續(xù)通過(guò)手勢(shì)和聲音指令操縱電視機(jī)。5)當(dāng)用戶走出起居室時(shí)，電視節(jié)目暫停；當(dāng)用戶回來(lái)時(shí)，電視節(jié)目繼續(xù)播放?，F(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)采用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的位置識(shí)別系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行用戶位置探測(cè)。但是，在探測(cè)過(guò)程中還存在困難，因?yàn)樵诙嗦肥覂?nèi)環(huán)境下接收到的信號(hào)強(qiáng)度有時(shí)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(tái)或多臺(tái)攝像機(jī)的視場(chǎng)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(shí)”坐標(biāo)、物體的“物理”位置和物體的“三維”坐標(biāo))以及運(yùn)動(dòng)和姿勢(shì)等。下面說(shuō)明一個(gè)簡(jiǎn)單的混合式位置探測(cè)和物體識(shí)別方法。每個(gè)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(wú)線電信號(hào)。一個(gè)簡(jiǎn)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(gè)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(gè)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(shí)別系統(tǒng)，包括:視頻設(shè)備，用于在所述物體跟蹤和識(shí)別系統(tǒng)的探測(cè)范圍內(nèi)獲取物體的圖像信息；和RFID設(shè)備，用于探測(cè)所述物體的RF標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度，其中在探測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定信號(hào)強(qiáng)度閾值時(shí)使所述視頻設(shè)備開(kāi)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(shí)別系統(tǒng)的方法，包括:通過(guò)視頻設(shè)備在所述物體跟蹤和識(shí)別系統(tǒng)的探測(cè)范圍內(nèi)獲取物體的圖像信息；和通過(guò)RFID設(shè)備探測(cè)所述物體的RF標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度，其中在探測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定信號(hào)強(qiáng)度閾值時(shí)開(kāi)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(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的混合式物體探測(cè)和識(shí)別系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的RF信號(hào)強(qiáng)度分布的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的線性矩陣模型的表格；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)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(shí)施方式的視頻設(shè)備的探測(cè)范圍的示意圖；和圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于物體探測(cè)和識(shí)別的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的混合式物體探測(cè)和識(shí)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(tái)或多臺(tái)攝像機(jī)，用于獲取出現(xiàn)在視場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)、姿勢(shì)、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(duì)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(shí)別物體在系統(tǒng)100的探測(cè)范圍內(nèi)的實(shí)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(gè)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(kù)。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(duì)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(gè)或多個(gè)RFID接收器，用于探測(cè)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(hào)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(cè)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(duì)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(duì)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(shí)才讓視頻設(shè)備開(kāi)機(jī)，特別是當(dāng)無(wú)線攝像機(jī)用作所述視頻設(shè)備時(shí)。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)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(hào)強(qiáng)度大于預(yù)定閾值時(shí)(表示物體或用戶靠近顯示設(shè)備，例如電視機(jī))，才開(kāi)機(jī)所述視頻設(shè)備。當(dāng)物體或用戶遠(yuǎn)離電視機(jī)時(shí)，RF信號(hào)強(qiáng)度較低，此時(shí)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(shí)的信號(hào)強(qiáng)度。所述閾值可以表示其產(chǎn)生時(shí)的環(huán)境。如果環(huán)境變化，所述閾值可能是無(wú)效的，在這種情況下，上述的特定位置或距離可能是錯(cuò)誤的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，創(chuàng)建一個(gè)關(guān)系模型來(lái)描述系統(tǒng)100的探測(cè)范圍內(nèi)的兩點(diǎn)之間的信號(hào)強(qiáng)度關(guān)系，從而利用該兩點(diǎn)估計(jì)和動(dòng)態(tài)更新所述信號(hào)強(qiáng)度的閾值。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的RF信號(hào)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(wú)線信號(hào)強(qiáng)度RSS (dB)，x軸和y軸限定了物體識(shí)別系統(tǒng)100的探測(cè)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(gè)視場(chǎng)(FoV)和景深(DoV)Jf場(chǎng)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(cè)范圍可以分為數(shù)個(gè)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(hào)強(qiáng)度是用于使所述顯示設(shè)備開(kāi)機(jī)的預(yù)定閾值。每個(gè)網(wǎng)格的位置可以由其中心點(diǎn)代表，這表示每個(gè)網(wǎng)格的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度可以由其中心點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)代表。網(wǎng)格(Rl - R9以及DRl — DR3)中的兩個(gè)網(wǎng)格之間的信號(hào)強(qiáng)度關(guān)系可以由下面的線性模型來(lái)建模:
權(quán)利要求
1.一種物體跟蹤和識(shí)別系統(tǒng)(100)，包括: 視頻設(shè)備(110)，用于在所述物體跟蹤和識(shí)別系統(tǒng)(100)的探測(cè)范圍內(nèi)獲取物體的圖像息；和 RFID設(shè)備(130)，用于探測(cè)所述物體的RF標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度， 其中所述視頻設(shè)備(110)用于在探測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定信號(hào)強(qiáng)度閾值時(shí)開(kāi)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(shí)別系統(tǒng)(100)，還包括中央處理器(160)，用于采用所述探測(cè)范圍內(nèi)的信號(hào)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(shí)別系統(tǒng)(100)，其中所述關(guān)系模型是所述探測(cè)范圍的區(qū)域之間的信號(hào)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(shí)別系統(tǒng)(100)，其中所述預(yù)定閾值對(duì)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(shí)別系統(tǒng)(100)，其中通過(guò)基于所述關(guān)系模型的單點(diǎn)或多點(diǎn)估計(jì)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(shí)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(shí)別系統(tǒng)(100)，其中所述物體跟蹤和識(shí)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(cè)的圖像信息使所述電子設(shè)備開(kāi)機(jī)/關(guān)閉。
8.一種用于物體跟蹤和識(shí)別系統(tǒng)(100)的方法，包括: 通過(guò)視頻設(shè)備(110)在所述物體跟蹤和識(shí)別系統(tǒng)的探測(cè)范圍內(nèi)獲取物體的圖像信息；和 通過(guò)RFID設(shè)備(130)探測(cè)所述物體的RF標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度， 其中在探測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定信號(hào)強(qiáng)度閾值時(shí)使所述視頻設(shè)備(110)開(kāi)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(shí)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(shí)別系統(tǒng)，包括視頻設(shè)備，用于在所述物體跟蹤和識(shí)別系統(tǒng)的探測(cè)范圍內(nèi)獲取物體的圖像信息；和RFID設(shè)備，用于探測(cè)所述物體的RF標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度，其中在探測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定信號(hào)強(qiáng)度閾值時(shí)使所述視頻設(shè)備開(kāi)機(jī)以獲取所述物體的圖像信息。
文檔編號(hào)G05B13/00GK103109244SQ201080067904
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)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(qǐng)人:湯姆森特許公司