[發明專利]一種道路監控攝像機安裝角度估計方法

有效

• 申請號: 201910931121.0
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110718068B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 王建輝;鐘勝;顏露新
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/00;G08G1/017;G06T7/60
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種道路監控攝像機安裝角度估計方法，屬于道路監控領域。包括：對攝像機獲取的圖像，基于平行線進行水平消失點的檢測；利用圖像中水平消失點與攝像機安裝角度之間的關系，獲取道路監控攝像機安裝角度。本發明結合道路監控場景的外部條件的先驗知識和成像原理中的投影變換原理，利用消失點與攝像機安裝角度的關系，再輔以在安防相機的安裝過程中只有兩個角度的自由度的特點，通過數學公式計算出關心的兩個安裝角度。從而在監控相機安裝好之后，可以在不增加任何操作流程的基礎上，自動計算出攝像機的安裝角度。以間隔固定時間自動識別安裝角度，以適應自然環境因素對攝像機安裝角度的影響，達到自動標注的目的。

技術領域

本發明屬于道路監控領域，更具體地，涉及一種道路監控攝像機安裝角度估計方法。

背景技術

近年來，隨著經濟的快速發展，我國城鄉機動車保有量迅速增加，與車輛相關的刑事和治安案件也逐年上升。在此情況下，有效利用先進的科技手段提高城鄉道路交通管理水平，打擊、預防涉車案件，鎮懾犯罪分子，提高社會治安管理水平就成為各級公安交通管理部門的一項重要工作。在道路監控相機的很多功能都需要標定相機的外參數，如相機安裝的高度、相機安裝的俯仰角、偏航角和滾動角等參數，而在相機部署的過程中，安裝角度測量比較困難，而且在道路監控中，攝像機的安裝角度還有可能被外界環境影響而改動，如風吹、桿子晃動等，導致前期測量的角度后面出現不準的情況。

目前，攝像機安裝角度的測量一般有以下幾種測量方式：1.通過水平儀等角度測量工具進行測量；2.通過在相機內安裝陀螺儀等設備進行測量；3.通過攝像機中手動尋找參照物，然后通過變換關系計算出攝像機安裝角度。

然而，第一種方法是通過測量工具測量的角度，工程實施非常困難，而且一次測量后無法做到自動更新。第二種方法，帶有陀螺儀等安防監控相機非常少，難以大面積鋪開使用，而且增加一個設備意味著增加成本、降低系統穩定性。第三種方法需要攝像機視場角中有明確的參照物，而大部分相機中不一定具備。而且也只能在安裝的時候進行一次標定，安防監控攝像機常年工作在室外場景，風吹、高溫變形等都可能導致攝像機的安裝角度發生變化，而該方法無法自動識別安裝角度以適應這些應用場景。

發明內容

針對現有技術測量角度方法成本高、無法自適應的缺點，本發明提供了一種道路監控攝像機安裝角度估計方法，其目的在于在不需要人為干預的情況下自動標定相機的安裝角度，為三維攝像機的距離測量、速度測量等提供自動提取的參數，以最低的成本自動實時的標定攝像機的安裝角度。

為實現上述目的，按照本發明的第一方面，提供了一種道路監控攝像機安裝角度估計方法，該方法包括以下步驟：

S1.對攝像機獲取的圖像，基于平行線進行水平消失點的檢測；

S2.利用圖像中水平消失點與攝像機安裝角度之間的關系，獲取道路監控攝像機安裝角度。

具體地，步驟S1包括以下子步驟：

S11.檢測增強后的圖像中的直線段；

S12.將水平線段從檢測到的直線段集合中剔除；

S13.利用剩余直線段兩兩求交叉點，獲得直線段的交點區域；

S14.獲得交點區域的中心點，并將中心點作為圖像的水平消失點；

S15.利用圖像的寬、高和圖像中心信息，對消失點進行歸一化運算，獲得歸一化消失點。

具體地，步驟S1包括以下子步驟：

S111.從輸入圖像中獲取Y通道，基于Y通道進行車道線增強；

S112.使用LSD算法，檢測增強后的圖像中的直線段。

具體地，所述基于Y通道進行車道線增強如下：