[發(fā)明專利]一種CCTV視頻目標二維建模與GIS投影方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710474929.1
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107341828A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 馮祥成;呂共欣;譚明;趙國明
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市置辰海信科技有限公司
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06F17/30;H04N7/18
• 代理公司: 深圳市神州聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)44324
• 代理人: 周松強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的方法。

背景技術(shù)

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應用于各種區(qū)域的安全監(jiān)控當中，是對視頻畫面中的目標對象進行識別、跟蹤、行為分析等，從而過濾掉一些無用的信息，獲取有用的信息。

而地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)也逐漸被應用于機場、碼頭、水運、陸運等各個領(lǐng)域，尤其是在港口、碼頭等區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)當中，GIS與船舶自動識別系統(tǒng)(簡稱AIS)和雷達監(jiān)控系統(tǒng)的配合使用能夠即時的顯示船舶的位置信息和雷達掃描到的目標位置信息，有效的提高了航運安全和水面目標監(jiān)控的效率。在一些特殊的區(qū)域(高山或建筑物阻擋等)和情況(AIS設備未啟用等)下雷達和AIS設備存在死角無法進行監(jiān)控，而這些區(qū)域CCTV監(jiān)控系統(tǒng)可獲取到這些目標的畫面圖像然后進行智能視頻分析。

如專利申請201610824625.9公開了一種基于云平臺的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在基于Hadoop云計算平臺搭建的服務器集群上，開發(fā)視頻監(jiān)控云平臺，對前端設備采集的視頻數(shù)據(jù)以流的方式傳入服務器，采用海量的分布式云計算技術(shù)，實現(xiàn)對視頻流的實時跟蹤、處理、分析和輸出，并對外提供服務，方便終端用戶查看調(diào)用。

但是上述的智能視頻分析系統(tǒng)識別出的目標信息中不包含的位置信息，如何計算出視頻目標位置信息并直接投影到GIS地圖上是目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，因此本發(fā)明的首要目地是提供一種CCTV視頻目標二維建模與 GIS投影方法，該方法將視頻圖像抽象成為二維圖像，通過智能視頻分析在抽象后的二維圖像中識別出來的圖像輪廓進行目標識別，并計算目標的位置坐標，從而投影到GIS系統(tǒng)產(chǎn)生包含地理位置信息的視頻圖像。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種CCTV視頻目標二維建模與GIS投影方法，其特征在于該方法通過一個點對多個面進行透射，實現(xiàn)實際平面在畫面上的一個投影，并根據(jù)射影幾何學原理計算出目標在屏幕上坐標，然后再通過坐標系轉(zhuǎn)換獲得GIS地圖坐標。本發(fā)明將視頻圖像抽象成為二維圖像，通過智能視頻分析在抽象后的二維圖像中識別出來的圖像輪廓進行目標識別，并計算目標的位置坐標，識別的目標位置坐標經(jīng)過經(jīng)緯度的轉(zhuǎn)換得到目標的GIS地圖經(jīng)緯度，從而投影到GIS系統(tǒng)，產(chǎn)生包含地理位置信息的視頻圖像。

具體地說，本方法根據(jù)視頻畫面中的實際長度，將線段等比分為N份相同長度的段，根據(jù)段在圖像上的比例，用三角形在屏幕和實際世界的投影來計算，在屏幕上繪制一條指向正北方向的線作為經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換參考，即可知道在這條線上物理位移與圖像坐標之間的關(guān)系，將其轉(zhuǎn)換為GIS坐標從而投影到GIS地圖上。

進一步，所述三角形為等腰三角形。

更進一步，使所述等腰三角形的三個邊的交點進行對合，所述的對合，定義如下：以三角形的一個角的點定義為O，該角對邊AD上兩個端點為A和D， A和D之間任意兩個點為B、C，那么OA，OB，OC，OD是四條投影線，在 O點和AB邊之間具有l(wèi)和2兩個截景，則有：

若一條直線上的三對點B，H；D，F(xiàn)；C，G，具有如下關(guān)系

則稱這三對點是對合的。

進一步，當B，H；D，F(xiàn)；C，G；M，N具有如下關(guān)系時，則稱這四對點是對合的

進一步，根據(jù)畫面中的實際長度將線段等比分為N份相同長度的段，根據(jù)線段在圖像上的比例，即可知道在這條線上物理位移與圖像坐標之間的關(guān)系；根據(jù)圖像中不同目標在同一水平線上的偏移可以近似等比與實際位移，即可知道x方向?qū)嶋H位移；根據(jù)線段比例原則，做積分，根據(jù)目標所在的像素即可計算出y方向的實際位移；然后繪制一條指向正北方向的線作為經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換參考，測量出正北夾角，利用識別目標的高度角E和斜距R，計算出目標在直角坐標系中的坐標。

所述坐標系采用WGS-84地心坐標系，并獲取視頻中的攝像機坐標。

更進一步，所述目標經(jīng)緯度計算，是通過下述公式：

ObjLat＝asin(sin(camLat)*cos(dist/R)+cos(camLat)*sin(dist/R)*cos(fObjtoNorth))；

ObjLon＝camLon+atan2(sin(fObjtoNorth)*sin(dist/R)*cos(camLat),cos(dist/R)-sin(camLat)*sin(ObjLat))