[發(fā)明專利]一種地面坐標(biāo)與PTZ攝像機(jī)的畫面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法、系統(tǒng)以及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811366339.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN109377529B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉平;楊帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門博聰信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80;H04N7/18
• 代理公司: 廈門市精誠新創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

1.一種地面坐標(biāo)與PTZ攝像機(jī)的畫面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括：

獲取目標(biāo)位置的地面坐標(biāo)；

根據(jù)第一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)制將所述目標(biāo)位置的地面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為PTZ攝像機(jī)在其畫面中心對(duì)準(zhǔn)所述目標(biāo)位置時(shí)的垂直高度角θ和水平方位角

根據(jù)第二坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)制以及PTZ攝像機(jī)的當(dāng)前垂直高度角θ'和水平方位角將所述垂直高度角θ和水平方位角轉(zhuǎn)換為所述目標(biāo)位置在所述PTZ攝像機(jī)畫面中的坐標(biāo)；

其中，所述第二坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)制通過下述步驟建立：

以PTZ攝像機(jī)垂直向下時(shí)的光心方向?yàn)閆軸建立三維直角坐標(biāo)系XYZ，PTZ攝像機(jī)畫面為與單位PTZ攝像機(jī)球面相切的平面，所述平面與PTZ攝像機(jī)單位球面切點(diǎn)在PTZ攝像機(jī)機(jī)芯光軸與所述單位PTZ攝像機(jī)球面的交點(diǎn)，記為P點(diǎn)，PTZ攝像機(jī)畫面中任意點(diǎn)的坐標(biāo)記為(S_x，S_y)，所述任意點(diǎn)在所述三維直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)記為(x_ptz,y_ptz,z_ptz)，PTZ攝像機(jī)畫面的高度為H，寬度為W，單位為像素，

所述PTZ攝像機(jī)的垂直高度角θ和水平方位角與所述PTZ攝像機(jī)畫面中任意點(diǎn)坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：

其中，θ'為所述PTZ攝像機(jī)當(dāng)前垂直高度角，為所述PTZ攝像機(jī)當(dāng)前水平方位角，f為所述PTZ攝像機(jī)機(jī)芯當(dāng)前焦距，為所述PTZ攝像機(jī)當(dāng)前的放大倍數(shù)和機(jī)芯最小焦距的乘積，單位為毫米。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面坐標(biāo)與PTZ攝像機(jī)的畫面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述第一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)制通過下述步驟建立：

建立地面坐標(biāo)系以及PTZ攝像機(jī)坐標(biāo)系；

確定所述目標(biāo)位置的地面坐標(biāo)與所述PTZ攝像機(jī)的垂直高度角θ和水平方位角之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系包含相關(guān)轉(zhuǎn)換參數(shù)，其中，所述相關(guān)轉(zhuǎn)換參數(shù)通過下述步驟確定：

在所述地面坐標(biāo)系與所述PTZ攝像機(jī)坐標(biāo)系中進(jìn)行標(biāo)定，包括：將所述PTZ攝像機(jī)定位到水平方位角的位置，隨機(jī)選取至少兩個(gè)不同的垂直高度角θ₁和θ₂，并得到對(duì)應(yīng)的PTZ攝像機(jī)畫面中心指向地面上的兩個(gè)點(diǎn)的地面坐標(biāo)(x₁,y₁)和(x₂,y₂)；

通過標(biāo)定得到的θ₁和θ₂以及(x₁,y₁)和(x₂,y₂)確定上述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系中的所述相關(guān)轉(zhuǎn)換參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地面坐標(biāo)與PTZ攝像機(jī)的畫面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述地面坐標(biāo)系通過GNSS坐標(biāo)系建立，所述地面坐標(biāo)為GNSS坐標(biāo)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地面坐標(biāo)與PTZ攝像機(jī)的畫面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述GNSS坐標(biāo)系為GPS坐標(biāo)系，所述GNSS坐標(biāo)為GPS坐標(biāo)，所述GPS坐標(biāo)系的X和Y軸分別代表地球表面GPS坐標(biāo)系統(tǒng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)方向，以所述GPS坐標(biāo)系的X和Y軸建立所述攝像機(jī)坐標(biāo)系的X和Y軸，且所述攝像機(jī)坐標(biāo)系的Z軸垂直于所述X和Y軸。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地面坐標(biāo)與PTZ攝像機(jī)的畫面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述攝像機(jī)為球機(jī)，所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系表示為：其中，(x,y)為球機(jī)畫面中心指向的地面經(jīng)緯度坐標(biāo)，所述相關(guān)轉(zhuǎn)換參數(shù)包括：球機(jī)安裝位置的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)(x₀,y₀)、球機(jī)水平零位光軸與GPS坐標(biāo)X軸平行時(shí)的球機(jī)角度和所述球機(jī)的安裝高度h。