一种视频监控的定位方法及视频监控系统与流程

文档序号:20877133发布日期:2020-05-26 16:43阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种视频监控的定位方法,应用于视频监控系统,所述视频监控系统包括摄像机,所述摄像机用于拍摄被摄目标,其特征在于,所述方法包括:

获取所述被摄目标的三维坐标;

根据所述三维坐标,计算得到所述被摄目标在世界坐标系中的世界坐标;

获取所述世界坐标系与相机坐标系的第一转换关系,根据所述世界坐标和所述第一转换关系计算得到所述被摄目标的相机坐标;

获取所述相机坐标系和图像坐标系的第二转换关系,根据所述相机坐标和所述第二转换关系计算得到所述被摄目标的图像坐标;

获取所述相机坐标系和像素坐标系的第三转换关系,根据所述图像坐标和所述第三转换关系计算得到所述被摄目标的像素坐标。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述三维坐标,计算得到所述被摄目标在世界坐标系中的世界坐标的步骤包括:

将所述摄像机和所述被摄目标的高度差设置为预设值,所述三维坐标包括水平偏移角和垂直偏移角,并根据所述水平偏移角和所述垂直偏移角计算得到所述世界坐标,所述世界坐标满足以下公式:

zw=-1,

其中,所述高度差为1,α为所述水平偏移角、β为所述垂直偏移角(xw,yw,zw)为所述世界坐标。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一转换关系满足以下公式:

其中,(xc,yc,zc)为所述相机坐标,(xw,yw,zw)为所述世界坐标,

θ=270°-β,ω=90°-α。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二转换关系满足以下公式:

其中,fp和ft为所述摄像机的镜头焦距,(xi,yi)为所述图像坐标,(xc,yc,zc)为所述相机坐标。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第三转换关系满足以下公式:

其中,(xi,yi)为所述图像坐标,(dx,dy)为所述像素坐标,width、height分别为所述摄像机的成像画面的宽和高。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述镜头焦距的计算公式为:其中v为所述摄像机的水平视角、u为所述摄像机的垂直视场角,width、height分别为所述摄像机的成像画面的宽和高。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述被摄目标的三维坐标的步骤包括:

根据所述摄像机的经纬度、所述被摄目标的经纬度以及所述摄像机与所述被摄目标的高度差,计算得到所述三维坐标;

所述三维坐标包括水平偏移角和垂直偏移角;所述水平偏移角和所述垂直偏移角满足以下公式:

β=arctan(dist/h),

ρ=arccos(cos(90-bw)×cos(90-aw)+sin(90-bw)×sin(90-aw)×cos(bj-aj)),

其中,α为所述水平偏移角、β为所述垂直偏移角,(aj,aw)为所述摄像机的经度和纬度,(bj,bw)为所述被摄目标的经度和纬度,h为所述高度差,dist为所述被摄目标与所述摄像机之间的距离。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述被摄目标与所述摄像机之间的距离满足以下公式:

其中,dist为所述被摄目标与所述摄像机之间的距离,r为地球赤道半径。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述相机坐标系和像素坐标系的第三转换关系,根据所述图像坐标和所述第三转换关系计算得到所述被摄目标的像素坐标的步骤之后还包括:

在所述像素坐标系中的所述像素坐标(dx,dy)处显示预设的标签。

10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:以所述摄像机为原点建立所述世界坐标系和所述相机坐标系,基于所述摄像机的成像画面建立所述图像坐标系和所述像素坐标系。

11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取被摄目标的三维坐标的步骤包括:

获取所述被摄目标的第一像素坐标;

获取第一像素坐标系和第一图像坐标系之间的第四转换关系,根据所述第一像素坐标和所述第四转换关系,得到所述被摄目标所述第一图像坐标;

获取第一图像坐标系和所述第一相机坐标系的第五转换关系,根据所述第一图像坐标和所述第五转换关系,得到所述被摄目标所述第一相机坐标;

获取第一相机坐标系和所述第一世界坐标系的第六转换关系,根据所述第一相机坐标和所述第六转换关系,得到被摄目标所述第一世界坐标;

根据所述第一世界坐标,得到所述被摄目标的所述三维坐标。

12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述第四转换关系满足以下公式:

xi1=dx1-width/2,

yi1=dy1-height/2,

其中(dx1,dy1)为所述第一像素坐标,(xi1,yi1)为所述第一图像坐标,width、height分别为所述摄像机的成像画面的宽和高。

13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述第五转换关系满足以下公式:

其中,(xc1,yc1,zc1)为所述第一相机坐标,fp1和ft1为所述摄像机的镜头焦距。

14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述第六转换关系满足以下公式:

其中,(xw1,yw1,zw1)为所述第一世界坐标,

φ1=90°+β,ψ1=270°+α,(α、β)为所述被摄目标的三维坐标。

15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,根据所述第一世界坐标,得到所述被摄目标的所述三维坐标的步骤包括:

所述被摄目标的所述三维坐标满足以下公式:α=arctan(yw1/xw1)和

16.一种视频监控系统,其特征在于,所述视频系统包括摄像机、显示装置以及处理器,所述摄像机用于拍摄被摄目标,所述显示装置用于显示所述摄像机拍摄的所述被摄目标的图像,所述处理器用于实现如权利要求1-15任一项所述的方法。


技术总结
本申请公开了一种视频监控的定位方法,该方法应用于视频监控系统,视频监控系统包括摄像机,摄像机用于拍摄被摄目标,该方法包括:获取被摄目标的三维坐标;根据三维坐标,计算得到被摄目标在世界坐标系中的世界坐标;获取世界坐标系与相机坐标系的第一转换关系,根据世界坐标和第一转换关系计算得到被摄目标的相机坐标;获取相机坐标系和图像坐标系的第二转换关系,根据相机坐标和第二转换关系计算得到被摄目标的图像坐标;获取相机坐标系和像素坐标系的第三转换关系,根据图像坐标和第三转换关系计算得到被摄目标的像素坐标。通过此种方式,可以实时跟踪被摄目标在显示屏幕中的位置,且定位较为准确。

技术研发人员:李鑫;洪家明
受保护的技术使用者:海能达通信股份有限公司
技术研发日:2019.12.31
技术公布日:2020.05.26
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