[發(fā)明專利]攝像機與目標場景之間的坐標轉換方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210003066.7
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN103200358A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 劉光鹽;李捷
• 申請（專利權）人: 杭州普維光電技術有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發(fā)明涉及自動監(jiān)控技術領域，特別是涉及一種攝像機與目標場景之間的坐標轉換方法及裝置。

背景技術

視頻監(jiān)控作為安全防范系統(tǒng)的重要組成成分，其是一種防范能力較強的綜合系統(tǒng)，視頻監(jiān)控以其直觀、準確、及時和信息內容豐富的優(yōu)勢而廣泛應用于許多場合。近年來，隨著計算機、網絡以及圖像處理、傳輸技術的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術得到長足的發(fā)展。

在實際應用中，經常需要采用大視場的全景攝像機的對較大區(qū)域進行全局性的勢態(tài)監(jiān)控，但是通常全景攝像機無法對細節(jié)進行分辨，需要利用小視場的球機或槍機拍攝較為清晰的局部圖像，對細節(jié)內容進行補充。為了有效實現(xiàn)全景攝像機和一般像機的互補功能，通常采用大視場像機感知物體的存在，并確定方位后，用小視場像機瞄準對應的區(qū)域，實現(xiàn)細節(jié)分辨。

現(xiàn)有技術中，一般攝像機，尤其是全景攝像機、高速球/云臺，由于自身的精度誤差以及安裝角度誤差，在定位真實場景的場景坐標系時準確性不高，以至于影響拍攝效果。例如：在室內監(jiān)控的情況下，以指向地心鉛垂線為z軸，由西向東為x軸，由南向北為y軸，全景攝像機需要準確安裝后，才能正確計算以上坐標，但是在實際應用中，全景攝像機的安裝相對于x、y、z軸會存在一定的偏轉，同時，自身生產工藝也決定全景攝像機的成像角度以及旋轉軸心相對于設定的坐標軸存在不可避免的一定偏差，由于這些偏差的存在將導致全景攝像機對真實場景的場景坐標系的定位不準確，以至于影響小視場攝像機的細節(jié)拍攝效果。

在其它需要在攝像機之間相互傳遞目標的位置的場合，也都需要準確計算目標在本像機中的方位，以實現(xiàn)準確的位置信息傳遞，在不同的攝像機之間實現(xiàn)準確的聯(lián)動。

可見，如何實現(xiàn)攝像機與目標場景之間的有效坐標轉換，進而提高攝像機對真實場景的準確定位是一個值得關注的問題。

發(fā)明內容

為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種攝像機與目標場景之間的坐標轉換方法及裝置，以提高攝像機對真實場景的定位準確性，技術方案如下：

一種攝像機與目標場景之間的坐標轉換方法，其中，所述攝像機對應一極坐標系，所述目標場景對應一場景坐標系，所述方法包括：

分別獲取所述目標對象以及所述攝像機在所述場景坐標系的場景坐標；

根據所述目標對象的場景坐標與所述攝像機的場景坐標，計算所述目標對象到所述攝像機的歸一化場景方向向量；

將所述目標對象對應歸一化場景方向向量與預設的第一校正矩陣相乘，并將相乘結果作為目標對象對應的攝像機方向向量；

將所述攝像機方向向量對應的極坐標作為所述目標對象在所述極坐標系的極坐標；

其中，所述第一校正矩陣的構建過程為：

確定所述目標場景中N個位于所述攝像機視場內的參照物在所述場景坐標系的場景坐標，其中，N≥3；

確定所述攝像機在所述場景坐標系的場景坐標；

計算各參照物相對于所述攝像機的歸一化場景方向向量；

確定各參照物在所述極坐標系的極坐標，并計算各極坐標相對于極坐標系原點的攝像機方向向量；

利用各歸一化場景方向向量與相應的攝像機方向向量，計算使得各歸一化場景方向向量轉換為相應的攝像機方向向量的3×3矩陣；

將計算得到的3×3矩陣作為第一校正矩陣。

相應的，本發(fā)明實施例還提供一種攝像機與目標場景之間的坐標轉換裝置，其中，所述攝像機對應一極坐標系，所述目標場景對應一場景坐標系，所述裝置包括：

場景坐標獲取模塊，用于分別獲取所述目標對象以及所述攝像機在所述場景坐標系的場景坐標；

歸一化場景方向向量確定模塊，用于根據所述目標對象的場景坐標與所述攝像機的場景坐標，計算所述目標對象到所述攝像機的歸一化場景方向向量；

攝像機方向向量確定模塊，用于將所述目標對象對應歸一化場景方向向量與預設的第一校正矩陣相乘，并將相乘結果作為目標對象對應的攝像機方向向量；

極坐標確定模塊，用于將所述攝像機方向向量對應的極坐標作為所述目標對象在所述極坐標系的極坐標；

第一校正矩陣構造模塊，用于

確定所述目標場景中N個位于所述攝像機視場內的參照物在所述場景坐標系的場景坐標，其中，N≥3；

確定所述攝像機在所述場景坐標系的場景坐標；

計算各參照物相對于所述攝像機的歸一化場景方向向量；

確定各參照物在所述極坐標系的極坐標，并計算各極坐標相對于極坐標系原點的攝像機方向向量；