[發(fā)明專利]利用虛擬環(huán)境的傳感器布置和分析

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210076551.7
• 申請(qǐng)日: 2012-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN102685394B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·白;陳恩義;J·G·杜;T·普羅徹爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾國(guó)際公司
• 主分類號(hào): H04N5/247
• 分類號(hào): H04N5/247;H04N7/18
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 曲寶壯,盧江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用虛擬環(huán)境的傳感器布置和分析。

背景技術(shù)

視頻監(jiān)視已作為大量應(yīng)用的安全工具多年，并由于技術(shù)的新突破，安全相機(jī)比之前更有效。重要基礎(chǔ)設(shè)施，銀行，零售商店和無(wú)數(shù)其他終端用戶依賴于視頻監(jiān)視提供的保護(hù)。在視頻監(jiān)視領(lǐng)域，相機(jī)布置變得越來(lái)越復(fù)雜和昂貴。傳統(tǒng)上，二維樓層平面圖或基于地位級(jí)圖的自動(dòng)相機(jī)布置方法已在某種程度上解決了該問(wèn)題。通過(guò)評(píng)估二維平面圖上的相機(jī)覆蓋區(qū)域可簡(jiǎn)化該問(wèn)題。然而，這僅提供了一種大略方案，因?yàn)檫@些方法忽略了要監(jiān)控的區(qū)域中設(shè)施的海拔或高度。例如，這種方法很難區(qū)別半墻(例如小臥室或書桌)或整墻的遮擋，因此，在監(jiān)視系統(tǒng)安裝前，使該大略方案可視化并對(duì)其進(jìn)行評(píng)估從而給出精確方案以滿足視頻監(jiān)視的要求是很有幫助的，特別是對(duì)重要基礎(chǔ)設(shè)施。

在二維樓層平面圖被廣泛使用的同時(shí)，建筑的三維幾何模型目前也可利用(例如，BIM模型)。采用三維模型，就可能采用幾何技術(shù)根據(jù)相機(jī)的平截頭體(frustum)計(jì)算表面目標(biāo)(例如地板，墻，或圓柱)上的覆蓋區(qū)域。通常地，三維方法將三維多邊形作為覆蓋區(qū)域輸出并隨后高亮這些多邊形以可視化覆蓋區(qū)域。該方法可考慮3D環(huán)境中的遮擋效應(yīng)和相機(jī)的海拔高度。然而遮擋區(qū)的計(jì)算是非常精深的。此外，為相機(jī)布置提供交互操作是很困難的，例如相機(jī)的外在參數(shù)(位置，方位)和內(nèi)在參數(shù)(視場(chǎng)，聚焦長(zhǎng)度)的實(shí)時(shí)調(diào)整。

附圖說(shuō)明

圖1A和1B示出了陰影映射技術(shù)。

圖2A和2B是示出了確定虛擬相機(jī)覆蓋面積的處理的流程圖。

圖3示出了虛擬相機(jī)的遮擋效應(yīng)顯示。

圖4示出了虛擬相機(jī)所有可能的覆蓋區(qū)域。

圖5示出了虛擬相機(jī)的覆蓋區(qū)和分辨率約束。

圖6示出了虛擬相機(jī)的覆蓋區(qū)和分辨率。

圖7A和7B示出了采用構(gòu)件實(shí)現(xiàn)虛擬相機(jī)的搖攝和傾斜操作。

圖8A和8B示出了虛擬相機(jī)的變焦。

圖9示出了虛擬相機(jī)的監(jiān)視區(qū)。

圖10示出了虛擬相機(jī)的監(jiān)視區(qū)和覆蓋區(qū)。

圖11A和11B是利用虛擬環(huán)境確定傳感器布置的示例處理的流程圖。

圖12示出了本申請(qǐng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例執(zhí)行所依據(jù)的計(jì)算機(jī)處理器系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

在一個(gè)實(shí)施例中，一種對(duì)相機(jī)布置方案精確可視化并評(píng)估的方法，不僅避免由二維化方法引起的不準(zhǔn)確，又避免了三維幾何計(jì)算引起的響應(yīng)慢的問(wèn)題。該方法不僅提供用于調(diào)整相機(jī)參數(shù)的相機(jī)覆蓋的實(shí)時(shí)交互可視化，還提供相機(jī)布置方案性能的精確評(píng)估。另外，該方法不僅提供相機(jī)布置的直觀顯示，還提供相機(jī)布置性能的定量分析。

在一個(gè)實(shí)施例中，建筑、設(shè)施或其他區(qū)域的三維模型，以及傳感器參數(shù)，連同陰影映射技術(shù)一起使用，以將傳感器可檢測(cè)的區(qū)域部分可視化。本申請(qǐng)關(guān)注于視頻傳感設(shè)備的使用，但是也可使用其他傳感器例如雷達(dá)或毫米波(MMW)傳感器。此處公開的實(shí)施例有多個(gè)方面。第一，采用陰影映射技術(shù)(或相關(guān)技術(shù))，可將三維環(huán)境中的區(qū)域覆蓋實(shí)時(shí)可視化。用戶可定制覆蓋區(qū)域或交疊區(qū)域的紋理(texture)。用戶還可以直接操控覆蓋區(qū)域的三維顯示中的虛擬相機(jī)。第二，可為可搖攝，傾斜和變焦的視頻傳感設(shè)備計(jì)算并顯示所有可能的三維覆蓋區(qū)域。同樣，可計(jì)算并顯示所選的保真度約束(例如，對(duì)一平方英尺區(qū)域要求至少50×50像素)。第三，可計(jì)算并顯示覆蓋區(qū)域不同位置的分辨率，并且分辨率可顯示為密度圖，彩色圖，或等高線圖。第四，用戶可在三維圖中定義監(jiān)視區(qū)域，以及對(duì)視頻傳感設(shè)備的性能定量分析，例如覆蓋百分比，交疊區(qū)域，和視頻傳感設(shè)備不能覆蓋的區(qū)域。該信息可高亮以提醒用戶改進(jìn)視頻傳感設(shè)備的布置。第五，二維或三維圖像被輸出到輸出設(shè)備，這樣用戶可察看并研究該輸出，并隨后確定建筑或設(shè)施中放置視頻傳感設(shè)備的位置從而以最小成本得到最大覆蓋。

陰影映射技術(shù)廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)渲染以提供高保真度陰影效果。在一個(gè)實(shí)施例中，陰影映射技術(shù)用于數(shù)據(jù)可視化中以實(shí)時(shí)顯示相機(jī)覆蓋區(qū)域。陰影映射被稱為二傳技術(shù)。在第一傳，從第一位置渲染場(chǎng)景，該第一位置通常稱為光源位置(沒(méi)有光和顏色)，并將每個(gè)像素的深度存入陰影圖。在第二傳，從第二位置渲染場(chǎng)景，該第二位置通常稱為目視位置，采用投影紋理技術(shù)從光源位置將該陰影圖投影到場(chǎng)景上。場(chǎng)景中的每個(gè)像素接收相對(duì)光源位置的深度值。在每個(gè)像素，所接收的深度值與片段相對(duì)光源的距離相比較。如果后者大，則該像素不是最接近光源的像素，它不能被光源照到。