云臺攝像機自動定位角度計算方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種云臺攝像機自動定位角度計算方法，通過計算獲得長焦攝像機圖像上的點的坐標與云臺攝像機旋轉(zhuǎn)角度坐標相轉(zhuǎn)換的模型，從而根據(jù)長焦攝像機所監(jiān)測和跟蹤到的運動目標在圖像上的坐標信息，使云臺攝像機能夠快速旋轉(zhuǎn)至該光軸角度對運動目標區(qū)域進行局部集中視頻采集。本發(fā)明專利技術的云臺攝像機自動定位角度計算方法，長焦攝像機與云臺攝像機相配合的多攝像機智能監(jiān)控系統(tǒng)就能夠得以實現(xiàn)，并在視頻監(jiān)控領域得到廣泛應用。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及視頻圖像處理
，尤其是一種基于長焦攝像機圖像對云臺攝像機進行自動定位的角度計算方法。
技術介紹
隨著智能監(jiān)控技術的不斷發(fā)展和圖像處理技術的日益成熟，原有的采用人力進行可疑目標監(jiān)控已經(jīng)滿足不了需求，而以人工智能和視頻分析等技術為主的智能安防系統(tǒng)很大程度上能彌補人力不足的問題。智能安防系統(tǒng)優(yōu)勢在于可全天候?qū)ΡO(jiān)控場景進行分析，并實時發(fā)現(xiàn)場景中的可疑目標，通過報警等形式通知監(jiān)控人員做出決策，因此有著廣闊的發(fā)展空間和巨大的潛在市場。在監(jiān)控領域使用廣角攝像機和云臺攝像機配合的方式可以實現(xiàn)監(jiān)視較大的場景， 采用智能圖像分析方法對廣角攝像機采集到的視頻圖像進行分析，檢測和跟蹤廣角攝像機視頻圖像中的運動目標，雖然廣角攝像機的視角較大，但是監(jiān)控畫面失真較大，畫面的清晰度也比較差，而云臺攝像機采用了大變倍的一體化攝像機，可以帶來很清晰的監(jiān)控畫面，從而使用云臺攝像機進一步觀測跟蹤目標，指揮云臺攝像機轉(zhuǎn)動和變倍，云臺攝像機對該跟蹤目標區(qū)域進行局部集中視頻采集，使在廣角攝像機的視頻圖像中的跟蹤目標清晰的呈現(xiàn)在云臺攝像機的視頻圖像中。使用時廣角攝像機與云臺攝像機相結合，通過廣角攝像機的圖像進行檢測獲取運動的目標，再控制高速球型的云臺攝像機轉(zhuǎn)到運動目標所在的方向，對目標進行細節(jié)的監(jiān)控，實現(xiàn)全景智能的監(jiān)控，然而在廣角攝像機與云臺攝像機相結合的監(jiān)控系統(tǒng)中，廣角攝像機雖然視角大，但是其觀測距離不夠遠，如果將采用長焦攝像機代替廣角攝像機就可以實現(xiàn)距離更遠的監(jiān)控。雖然長焦攝像機的視場角較小，但可以使用多個長焦攝像機相配合以實現(xiàn)更大視場角。也可以將長焦攝像機和廣角攝像機結合使用，使用廣角攝像機對近距離的較大范圍的運動目標進行檢測和跟蹤，使用多個長焦攝像機對遠距離的運動目標進行監(jiān)測和跟蹤，這樣就可以實現(xiàn)比單一廣角攝像機更廣泛的監(jiān)控范圍，這是監(jiān)控領域的一個重要發(fā)展方向。廣角攝像機可以采用魚眼投影規(guī)則計算廣角攝像機圖像點和云臺攝像機圖像點的位置對應關系。而采用多個長焦攝像機實現(xiàn)全景智能跟蹤的難點是如何使云臺攝像機對長焦攝像機所監(jiān)測和跟蹤到的運動目標進行自動定位。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種在長焦攝像機與云臺攝像機相配合的監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠通過長焦攝像機圖像上的點的坐標與云臺攝像機旋轉(zhuǎn)角度坐標相轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)云臺攝像機對長焦攝像機所監(jiān)測跟蹤到的運動目標進行自動定位的角度計算方法。為解決上述問題，本專利技術的一種云臺攝像機自動定位角度計算方法，包括以下步驟I)利用幾何關系推導出影像點在長焦攝像機像平面坐標系中的坐標值與實點在長焦攝像機所拍攝區(qū)域路平面坐標系中的坐標值的函數(shù)關系，其中影像點為長焦攝像機圖像上的點，實點為影像點在長焦攝像機所拍攝區(qū)域路面上點；2)選取長焦攝像機圖像上任意一圖像點作為基準圖像點；3 )轉(zhuǎn)動云臺攝像機,使其圖像中心，即云臺攝像機光軸對準該基準圖像點所對應的路面上的基準實點，記錄此時云臺攝像機在其球坐標系中的水平和垂直的旋轉(zhuǎn)角度為基準旋轉(zhuǎn)角度；4)獲取長焦攝像機圖像上的任意一圖像點作為目標圖像點，并根據(jù)目標圖像點坐標值以及步驟I)中的函數(shù)計算得出目標圖像點對的應在路面上的目標實點的坐標值；5)通過步驟4)中得出的目標實點的坐標值，利用幾何關系推導出該目標實點與基準實點二者到云臺攝像機的連線之間的水平夾角以及目標實點到云臺攝像機的連線與垂直方向的夾角，并據(jù)此計算得出為當云臺攝像機圖像中心對準目標實點時其在球坐標系中的水平和垂直的目標旋轉(zhuǎn)角度。 所述步驟I)中，取一實點P，其在路平面坐標系中的坐標為(Xp，Yp)，實點P所對應的影像點為P，其在像平面坐標系中的坐標為(Xp，yp)，則有下列函數(shù)關系本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種云臺攝像機自動定位角度計算方法，其特征在于：包括以下步驟：1）利用幾何關系推導出影像點在長焦攝像機像平面坐標系中的坐標值與實點在長焦攝像機所拍攝區(qū)域路平面坐標系中的坐標值的函數(shù)關系，其中影像點為長焦攝像機圖像上的點，實點為影像點在長焦攝像機所拍攝區(qū)域路面上點；2）選取長焦攝像機圖像上任意一圖像點作為基準圖像點；3）轉(zhuǎn)動云臺攝像機，使其圖像中心，即云臺攝像機光軸對準該基準圖像點所對應的路面上的基準實點，記錄此時云臺攝像機在其球坐標系中的水平和垂直的旋轉(zhuǎn)角度為基準旋轉(zhuǎn)角度；4）獲取長焦攝像機圖像上的任意一圖像點作為目標圖像點，并根據(jù)目標圖像點坐標值以及步驟1）中的函數(shù)計算得出目標圖像點對的應在路面上的目標實點的坐標值；5）通過步驟4）中得出的目標實點的坐標值，利用幾何關系推導出該目標實點與基準實點二者與云臺攝像機的連線之間的水平夾角以及目標實點到云臺攝像機的連線與垂直方向的夾角，并據(jù)此計算得出為當云臺攝像機圖像中心對準目標實點時其在球坐標系中的水平和垂直的目標旋轉(zhuǎn)角度。

【技術特征摘要】
1.一種云臺攝像機自動定位角度計算方法，其特征在于包括以下步驟 1)利用幾何關系推導出影像點在長焦攝像機像平面坐標系中的坐標值與實點在長焦攝像機所拍攝區(qū)域路平面坐標系中的坐標值的函數(shù)關系，其中影像點為長焦攝像機圖像上的點，實點為影像點在長焦攝像機所拍攝區(qū)域路面上點； 2)選取長焦攝像機圖像上任意一圖像點作為基準圖像點； 3)轉(zhuǎn)動云臺攝像機，使其圖像中心，即云臺攝像機光軸對準該基準圖像點所對應的路面上的基準實點，記錄此時云臺攝像機在其球坐標系中的水平和垂直的旋轉(zhuǎn)角度為基準旋轉(zhuǎn)角度； 4)獲取長焦攝像機圖像上的任意一圖像點作為目標圖像點，并根據(jù)目標...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：葉晨，武付軍，張福明，張羽，
申請(專利權)人：天津市亞安科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：