一种用于空间相对位置标定与校准的方法及系统

技术领域

本发明涉及空间标定与校准的技术领域，尤其涉及一种用于空间相对位置标定与校准的方法及系统。具体地，本发明用于主要标定多台包括光学相机和视频相机在内的任意一种或两种相机之间的空间相对位置的标定，以及校准相机组与压力跑步机之间的空间位置关系。当然除以上相机与压力跑步机的应用场景之外，本发明还适用于其他的任意一种需要标定与校准的场景中。

背景技术

在矫形鞋垫的设计流程中，需要细致且精准的评估受试者的步态状况，进而定位下肢关节骨不正的具体位置和情况，方能有针对性的修改矫形鞋垫的各项参数以纠正下肢对位的问题，从而达到保守治疗的效果。

常用的评估手段包括：足底压力分布测试，基于皮肤标记点的动作分析，基于视频的动作分析，分别对应的器械设备是：压力板跑步机，光学相机(optical camera)，视频相机(video camera)。足底压力分布测试可以直观反映受试者步态过程中足底压力随步态过程的变化情况，通过与标准步态压力分布进行对比，可以为鞋垫的定制与修改提供直接的依据。基于皮肤标记点的动作分析，通过光学相机捕捉贴在受试者解剖位置处的反光标记球，推算反光标记球的空间坐标，进而计算标记球所定义的人体肢段的运动，可以测量步态运动中的关节角度和位置，为寻找骨不正的具体发生部位及细分种类提供依据。基于视频的动作分析，其目的与基于皮肤标记点的动作分析一致，区别在于：无需在受试者身上贴反光标记球，而是完全依靠多个角度的视频拍摄和后续三维重建算法的配合，实现关节角度和位置的计算。

在过去的矫形鞋垫设计流程中，往往依靠单一的足底压力分布测试；然而近年来国际主流趋势越发倾向于结合足底压力分布与动作分析的联合步态分析系统。实现这样一套系统，并不是简单的将压力板跑步机和多台相机放在一起即可完成，更关键的是要完成标定与校准。标定是求取相机与相机之间相对位置关系以及每一台相机自身成像的数学模型的过程，它建立了多台相机之间的联系，是后续立体视觉计算的基础。校准则是求取相机组与压力板跑步机之间空间位置关系的过程，失去了这层联系，那么相机组给出的运动学数据和跑步机给出的压力分布数据就无法置于同一体系下讨论，因此也就无法探索力学传递机制或是考察关节运动学与压力分布间的关系。

在现有技术中，已经有的技术方案如下：

一些欧美的运动捕捉技术大厂对上述技术需求提出了自己的解决方案。例如Vicon公司提出一款装有LED灯的T型手持棒：实验人员只需手持这一T型棒在运动空间内挥舞并被相机记录一段时间，软件内置的算法就可以利用已知的LED灯分布，完成光学相机和(或)视频相机的标定。但是，如何完成相机与压力板跑步机间的校准，Vicon公司暂时没有给出具体的方案。光学测量和电磁导航领域的大厂NDI(Northern Digital)公司，给出了一种解决方案：先挥舞一个嵌有反光标记球的正方体锤子，完成光学相机的标定；然后用带有发光LED灯的探头，点住压力板跑步机的坐标原点，X轴上一点和Y轴上一点，并分别旋转。由于LED灯在探头上的分布是已知的，所以当探头围绕固定的一端作圆锥旋转时，这些LED灯在空间中形成一个圆球面，利用这些LED灯的空间坐标数据即能拟合出球心(探头一端)的坐标，也就是被测点的空间坐标。当坐标原点，X轴上一点，Y轴上一点在相机坐标系下的坐标利用上述方法测定后，利用“基变换理论”，即可推算相机坐标系和压力板跑步机坐标系间的变换关系。

基于以上在现有技术中公开的技术方案，仍然存在以下技术问题：

现有技术，以NDI的方案最为全面——同时覆盖了标定与校准，但是其主要缺点是操作过于繁复。为了实现标定与校准，首先需要挥舞正方体锤完成标定，然后需要拿着探头点取三个点。在点取每一个点的过程中，还得控制探头底端不动，上端围绕底端作十几秒的旋转运动。上述操作如果不得当，系统判定数据有缺失或数据量不够，则可能需要重新操作。所以，现有技术方案从实现思路上讲，把标定与校准分开作两步处理，且校准操作较为冗长、低效。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于空间相对位置标定与校准的方法及系统。从根本的思路设计和原理实现上，解决现有技术操作冗长和低效的问题。本发明不再把标定与校准分开作两步处理，而是仅适用一步操作，既完成相机间的标定，同时利用标定装置的独特设计，从压力分布信息中解码出空间位置信息，从而同时完成校准。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于空间相对位置标定与校准的方法，包括以下步骤：

S1：建立用于空间相对位置标定与校准的校准装置，在所述校准装置上固定了若干个位于三维空间上不同位置的光学标记点，同时建立所述校准装置的校准坐标系，并确定所述光学标记点在所述校准坐标系中的三维坐标；

S2：当对空间相对位置标定与校准时，将所述校准装置稳定放置于压力跑步机上，且所述校准装置的所述光学标记点均位于所有的待标定相机的拍摄视野中；

S3：使用所有的所述待标定相机对所述校准装置进行拍摄，在拍摄后生成的二维图像中标记每一个所述光学标记点在所述二维图像中的二维投影点的二维坐标；

S4：针对于每一个所述待标定相机，建立每一个所述光学标记点的所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系；

S5：根据所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系，计算出每一个所述待标定相机的内参数矩阵，以及拍摄所述二维图像时所述待标定相机自身的相机坐标系相对于所述校准坐标系的位姿信息；

S6：通过所述内参数矩阵和所述位姿信息推算出每一个所述待标定相机与所述校准坐标系的空间位置关系的变换矩阵；

S7：记第一个所述待标定相机为主相机，对所述主相机的所述变换矩阵求逆，与除所述主相机以外的所述待标定相机的所述变换矩阵相乘，获取到除所述主相机以外的所述待标定相机相对于所述主相机的空间位置关系的所述变换矩阵，将所有的所述待标定相机的位置都相对于所述主相机的参考坐标系进行描述。

S8：以所述压力跑步机的坐标系作为参考系，获取所述校准坐标系相对于所述压力跑步机的坐标系的所述变换矩阵，对所述校准坐标系相对于所述压力跑步机的坐标系的所述变换矩阵求逆，与所述主相机和所述校准坐标系的空间位置关系的所述变换矩阵相乘，获取到所述压力跑步机的坐标系相对于所述主相机的位姿信息。

进一步地，在步骤S1中，还包括：

所述校准装置，由顶板和竖板组成，所述竖板焊接于所述顶板的中心位置，同时在所述顶板和所述竖板的角上固定若干个所述光学标记点；

设所述顶板的长为l,宽为w，所述竖板的高为h；

建立所述校准装置的所述校准坐标系，具体为：在所述顶板上选取与所述竖板在所述顶板上的焊缝平行的方向作为X轴，与所述竖板在所述顶板上的焊缝垂直的方向作为Y轴，Z轴垂直于所述顶板并与所述竖板异侧。

进一步地，将所述顶板设置为呈现固定密度梯度分布，打破所述顶板的质量分布的对称性，从而在所述校准坐标系中反应坐标轴的方向。

进一步地，所述光学标记点，具体为：LED球；

在所述校准装置的内部设置有电路控制所述LED球交替闪烁，通过所述LED球的交替闪烁判断所述LED球的具体编号与在对应的所述二维图像中圆心位置的对应关系。

进一步地，步骤S4，具体为：

设所述光学标记点的所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系如下：

T＝{C

其中，C

P

p

进一步地，步骤S5，具体为：

S51：建立空间中三维坐标点的所述三维坐标到所述二维图像中的二维投影点的所述二维坐标之间的基本关系式：

对于一个空间三维点的所述三维坐标

其中，s是一任意的缩放因子；K是相机的内参数矩阵；R矩阵和C向量共同描述了拍摄所述二维图像时所述待标定相机自身的相机坐标系相对于所述校准坐标系的位姿信息，为了表示的方便与计算的简便，记K[R -RC]＝M,其中,M是3×4矩阵，m

S52：取第i台所述待标定相机的所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系C

其中，p

S53：将C

记为

Am＝0

S54：对A奇异值分解：

A＝UDV

其中，U、D、V是A的三个分解矩阵；

过定方程的最优解是V矩阵的最后一列，即最优解

S55：构建非线性最优化问题：

其中，p

使用

S56：将向量

S57：由

将

S58：对所有的n台所述待标定相机的n个所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系执行步骤S51-S57，可以求出n组K，R,C,记为K

则在步骤S6中，描述第i个所述待标定相机与所述校准坐标系的空间位置关系的变换矩阵为

进一步地，步骤S7，具体为：

记第一个所述待标定相机为所述主相机，将其他相机的位置都相对主相机的参考坐标系描述，则第j个所述待标定相机与所述主相机的空间位置关系的变换

进一步地，步骤S8，具体为：

校准装置顶板朝下放置，其压力分布图可视作一灰度图像：其中灰度图像每一个像素的灰度与压力板下每一个压力传感器对应，鉴于所述校准装置的设计，压力分布图一定呈矩形分布，且由于校准装置密度梯度的设计，矩形分布一定具有非对称性，但由于并未限制校准装置放置时，是否要与跑步机履带方向平行，所以灰度图像中的矩形分布可能呈一旋转角度，记矩形的中心在压力分布图上的坐标为(u

设所述压力板跑步机的坐标系的x轴与y轴同所述压力分布图的坐标轴重合，则以所述压力板跑步机的坐标系为参考系，所述校准坐标系的x轴x＝(u

则所述校准坐标系相对于压力板跑步机的坐标系的位姿是

所述压力板跑步机的坐标系相对于所述主相机的位姿则是

一种执行上述的空间相对位置标定与校准的方法的系统，包括：

校准装置建立模块，用于建立用于空间相对位置标定与校准的校准装置，在所述校准装置上固定了若干个位于三维空间上不同位置的光学标记点，同时建立所述校准装置的校准坐标系，并确定所述光学标记点在所述校准坐标系中的三维坐标；

校准装置放置模块，用于当对空间相对位置标定与校准时，将所述校准装置稳定放置于压力跑步机上，且所述校准装置的所述光学标记点均位于所有的待标定相机的拍摄视野中；

相机拍摄模块，用于使用所有的所述待标定相机对所述校准装置进行拍摄，在拍摄后生成的二维图像中标记每一个所述光学标记点在所述二维图像中的二维投影点的二维坐标；

点对关系建立模块，用于针对于每一个所述待标定相机，建立每一个所述光学标记点的所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系；

位姿信息计算模块，用于根据所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系，计算出每一个所述待标定相机的内参数矩阵，以及拍摄所述二维图像时所述待标定相机自身的相机坐标系相对于所述校准坐标系的位姿信息；

变换矩阵计算模块，用于通过所述内参数矩阵和所述位姿信息推算出每一个所述待标定相机与所述校准坐标系的空间位置关系的变换矩阵；

相机标定模块，用于记第一个所述待标定相机为主相机，对所述主相机的所述变换矩阵求逆，与除所述主相机以外的所述待标定相机的所述变换矩阵相乘，获取到除所述主相机以外的所述待标定相机相对于所述主相机的空间位置关系的所述变换矩阵，将所有的所述待标定相机的位置都相对于所述主相机的参考坐标系进行描述；

跑步机校准模块，用于以所述压力跑步机的坐标系作为参考系，获取所述校准坐标系相对于所述压力跑步机的坐标系的所述变换矩阵，对所述校准坐标系相对于所述压力跑步机的坐标系的所述变换矩阵求逆，与所述主相机和所述校准坐标系的空间位置关系的所述变换矩阵相乘，获取到所述压力跑步机的坐标系相对于所述主相机的位姿信息。

与现有技术相比，本发明包括以下至少一种有益效果是：

通过提供一种用于空间相对位置标定与校准的方法，从根本的思路设计和原理实现上，解决现有技术操作冗长和低效的问题。本发明不再把标定与校准分开作两步处理，而是仅适用一步操作，既完成相机间的标定，同时利用标定装置的独特设计，从压力分布信息中解码出空间位置信息，从而同时完成校准。

附图说明

图1为本发明一种用于空间相对位置标定与校准的方法的整体流程图；

图2为本发明标定装置的示意图；

图3为本发明一种用于空间相对位置标定与校准的系统的整体结构图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

第一实施例

如图1所示，本实施例提供了一种用于空间相对位置标定与校准的方法，包括以下步骤：

S1：建立用于空间相对位置标定与校准的校准装置，在所述校准装置上固定了若干个位于三维空间上不同位置的光学标记点，同时建立所述校准装置的校准坐标系，并确定所述光学标记点在所述校准坐标系中的三维坐标。

S2：当对空间相对位置标定与校准时，将所述校准装置稳定放置于压力跑步机上，且所述校准装置的所述光学标记点均位于所有的待标定相机的拍摄视野中。

S3：使用所有的所述待标定相机对所述校准装置进行拍摄，在拍摄后生成的二维图像中标记每一个所述光学标记点在所述二维图像中的二维投影点的二维坐标。

S4：针对于每一个所述待标定相机，建立每一个所述光学标记点的所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系。

S5：根据所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系，计算出每一个所述待标定相机的内参数矩阵，以及拍摄所述二维图像时所述待标定相机自身的相机坐标系相对于所述校准坐标系的位姿信息。

S6：通过所述内参数矩阵和所述位姿信息推算出每一个所述待标定相机与所述校准坐标系的空间位置关系的变换矩阵。

S7：记第一个所述待标定相机为主相机，对所述主相机的所述变换矩阵求逆，与除所述主相机以外的所述待标定相机的所述变换矩阵相乘，获取到除所述主相机以外的所述待标定相机相对于所述主相机的空间位置关系的所述变换矩阵，将所有的所述待标定相机的位置都相对于所述主相机的参考坐标系进行描述。

S8：以所述压力跑步机的坐标系作为参考系，获取所述校准坐标系相对于所述压力跑步机的坐标系的所述变换矩阵，对所述校准坐标系相对于所述压力跑步机的坐标系的所述变换矩阵求逆，与所述主相机和所述校准坐标系的空间位置关系的所述变换矩阵相乘，获取到所述压力跑步机的坐标系相对于所述主相机的位姿信息。

进一步地，在步骤S1中，为了实现相机之间空间相对位置的标定，以及压力跑步机与相机之间的空间相对位置关系的校准，本发明首先需要建立一个校准装置。本发明对校准装置的形态不做限定，只需要能够依据校准装置建立出一个校准坐标系，且在校准装置上固定若干个位于三维空间中的不同位置的能够被相机拍摄到的光学标记点即可。

如图2所示，为本发明的校准装置的一种具体形态的示例，由顶板和竖板两块钢板成T型焊接而成，所述竖板焊接于所述顶板的中心位置，同时在所述顶板和所述竖板的角上固定若干个所述光学标记点(图2中的实例中为8个，实际设置中对光学标记点的个数不做限制)；

设所述顶板的长为l,宽为w，所述竖板的高为h；

建立所述校准装置的所述校准坐标系，具体为：在所述顶板上选取与所述竖板在所述顶板上的焊缝平行的方向作为X轴，与所述竖板在所述顶板上的焊缝垂直的方向作为Y轴，Z轴垂直于所述顶板并与所述竖板异侧。

进一步地，为了能够在校准装置的校准坐标系中准确的反应出坐标轴的方向，在图2的示例中采用了将所述顶板设置为呈现固定密度梯度分布，打破所述顶板的质量分布的对称性，从而在所述校准坐标系中反应坐标轴的方向的方案。此外，还可以采用在钢板的某一侧设置铅锤，以及对校准装置每一侧设置不同的颜色等等的方案，只需要能准确分辨出坐标轴的方向的方案都可以应用于本发明中。

进一步地，本发明对光学标记点的形式也不做限定，只需要是相机能够识别到的点即可。在如图2所示的方案中，光学标记点采用的是LED球，在所述校准装置的内部设置有电路控制所述LED球交替闪烁，通过所述LED球的交替闪烁判断所述LED球的具体编号与在对应的所述二维图像中圆心位置的对应关系。

图2采用的是通过设置闪烁模式来识别LED球的具体编号，当然设置闪烁模式也不是本发明的唯一方案，也可以采用不同颜色的球，不同形状的标记点等等各种不同的方案。

图2中的方案采用闪烁模式识别LED球的方案，具体的工作过程举例如下：

闪烁模式为：所有球同时闪烁一次，然后闪烁1号球，然后2号…一直到8号球，然后再同时闪烁一次，再回到1号球，如此循环往复。闪烁周期是1s，即从1号球闪烁开始，过1s后，1号球再次闪烁。闪烁频率是9次/s。

使用时，将T型板倒立放置，旋转一定角度，稳定放置在压力板跑步机上，并且8个LED球均能在光学相机(视频相机)的视野中捕捉到。然后，开启相机拍摄，再打开LED的开关使其按照上述既定模式闪烁。等待4-5s后，关闭相机拍摄，关闭LED开关，保存相机视频流数据和压力板跑步机压力分布数据，输入到开发的程序中，即可同时完成标定与校准。

LED球在图像中检测的具体方法为：对视频的每一帧，检测LED球的圆心位置。对于光学相机，由于本身自带可见光滤波片，能直接接收LED球发出的红外光，所以视野中除了小球的位置均为黑色，可以直接使用Hough圆检测算法，检测圆心位置。对于视频相机，在接收LED球的红光之外，还接受场景的其他自然光，所以先对每一帧图像作阈值处理，仅保留红光强的部分，再使用Hough圆检测算法，检测圆心位置。

确定每一颗LED球在图像中的位置为：LED球的闪烁频率是9次/s，远小于光学相机或视频相机的帧率(如60hz)，因此每一颗LED球单独闪烁的状态都能被相机记录下来，且有约6帧的影像。又因为LED球的闪烁模式是已知的，且闪烁周期间会有一个时刻，所有LED球同时闪烁，作为下一个周期开始前的提示，所以可以完全确定LED球的id与对应的图像中圆心位置的对应关系。举例来说，假设相机的帧率是54hz，对应1s采集54张影像，则1-6张，检测第一次发现8颗球同时闪烁，提示闪烁的开始，那么7-12张图像中的圆就对应1号球，取这6张图的圆心检测结果的平均作为1号球对应的图像圆点位置，同理13-18张对应2号球…。依次类推，采集时间大于1s时，55-60张提示下一个周期的开始，61-66张又对应1号球的位置，其圆心位置可以一同参与平均，估计出更精确的圆心位置。因为LED球的分布是已知的，即对于每一颗LED球，其在校准坐标系下的3维坐标是已知的，所以对于有n台相机的情况下，可以获得n组3维2维点对，这里的n台相机，可以全是光学相机，也可以全是视频相机，亦可以是两者的自由组合。后续算法只关心提取出来的点对关系，不再区别具体的相机种类。

进一步地，在步骤S4中，建立点对关系，具体为：

设所述光学标记点的所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系如下：

T＝{C

其中，C

P

p

进一步地，在步骤S5，计算相机的内参数矩阵和相对于校准装置的位姿，进而推断相机组之间的相对位置关系，具体为：

S51：建立空间中三维坐标点的所述三维坐标到所述二维图像中的二维投影点的所述二维坐标之间的基本关系式：

对于一个空间三维点的所述三维坐标

其中，s是一任意的缩放因子；K是相机的内参数矩阵；R矩阵和C向量共同描述了拍摄所述二维图像时所述待标定相机自身的相机坐标系相对于所述校准坐标系的位姿信息，为了表示的方便与计算的简便，记K[R -RC]＝M,其中,M是3×4矩阵，m

S52：取第i台所述待标定相机的所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系C

其中，p

S53：将C

记为

Am＝0

S54：对A奇异值分解：

A＝UDV

其中，U、D、V是A的三个分解矩阵；

过定方程的最优解是V矩阵的最后一列，即最优解

S55：构建非线性最优化问题：

其中，p

使用

S56：将向量

S57：由

将

S58：对所有的n台所述待标定相机的n个所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系执行步骤S51-S57，可以求出n组K，R,C,记为K

则在步骤S6中，描述第i个所述待标定相机与所述校准坐标系的空间位置关系的变换矩阵为

进一步地，步骤S7，具体为：

记第一个所述待标定相机为所述主相机，将其他相机的位置都相对主相机的参考坐标系描述，则第j个所述待标定相机与所述主相机的空间位置关系的变换

进一步地，步骤S8，具体为：

校准装置顶板朝下放置，其压力分布图可视作一灰度图像：其中灰度图像每一个像素的灰度与压力板下每一个压力传感器对应，鉴于所述校准装置的设计，压力分布图一定呈矩形分布，且由于校准装置密度梯度的设计，矩形分布一定具有非对称性，但由于并未限制校准装置放置时，是否要与跑步机履带方向平行，所以灰度图像中的矩形分布可能呈一旋转角度，记矩形的中心在压力分布图上的坐标为(u

设所述压力板跑步机的坐标系的x轴与y轴同所述压力分布图的坐标轴重合，则以所述压力板跑步机的坐标系为参考系，所述校准坐标系的x轴x＝(u

则所述校准坐标系相对于压力板跑步机的坐标系的位姿是

所述压力板跑步机的坐标系相对于所述主相机的位姿则是

第二实施例

如图3所示，本实施例提供了一种执行第一实施例中的空间相对位置标定与校准的方法的系统，包括：

校准装置建立模块1，用于建立用于空间相对位置标定与校准的校准装置，在所述校准装置上固定了若干个位于三维空间上不同位置的光学标记点，同时建立所述校准装置的校准坐标系，并确定所述光学标记点在所述校准坐标系中的三维坐标；

校准装置放置模块2，用于当对空间相对位置标定与校准时，将所述校准装置稳定放置于压力跑步机上，且所述校准装置的所述光学标记点均位于所有的待标定相机的拍摄视野中；

相机拍摄模块3，用于使用所有的所述待标定相机对所述校准装置进行拍摄，在拍摄后生成的二维图像中标记每一个所述光学标记点在所述二维图像中的二维投影点的二维坐标；

点对关系建立模块4，用于针对于每一个所述待标定相机，建立每一个所述光学标记点的所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系；

位姿信息计算模块5，用于根据所述三维坐标到所述二维坐标的点对关系，计算出每一个所述待标定相机的内参数矩阵，以及拍摄所述二维图像时所述待标定相机自身的相机坐标系相对于所述校准坐标系的位姿信息；

变换矩阵计算模块6，用于通过所述内参数矩阵和所述位姿信息推算出每一个所述待标定相机与所述校准坐标系的空间位置关系的变换矩阵；

相机标定模块7，用于记第一个所述待标定相机为主相机，对所述主相机的所述变换矩阵求逆，与除所述主相机以外的所述待标定相机的所述变换矩阵相乘，获取到除所述主相机以外的所述待标定相机相对于所述主相机的空间位置关系的所述变换矩阵，将所有的所述待标定相机的位置都相对于所述主相机的参考坐标系进行描述；

跑步机校准模块8，用于以所述压力跑步机的坐标系作为参考系，获取所述校准坐标系相对于所述压力跑步机的坐标系的所述变换矩阵，对所述校准坐标系相对于所述压力跑步机的坐标系的所述变换矩阵求逆，与所述主相机和所述校准坐标系的空间位置关系的所述变换矩阵相乘，获取到所述压力跑步机的坐标系相对于所述主相机的位姿信息。

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机代码，当计算机代码被执行时，如上述方法被执行。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。