[發(fā)明專利]一種基于PTZ相機的GPS坐標(biāo)與像素坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011008170.6
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112116529A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉遠超;吳宗林;姜世強;楊進;陳欽鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江浩騰電子科技股份有限公司
• 主分類號: G06T3/60
• 分類號: G06T3/60;G06T7/80;G01S19/48
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

1.一種基于PTZ相機的GPS坐標(biāo)與像素坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)建立像素坐標(biāo)系、相機坐標(biāo)系以及世界坐標(biāo)系；

2)構(gòu)建世界坐標(biāo)系到相機坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型S；

3)構(gòu)建相機坐標(biāo)系到像素坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型K；

4)計算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型S的未知量

5)計算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型K的未知量(f_x,f_y)；

6)進行GPS坐標(biāo)點到像素坐標(biāo)點的映射；

7)進行像素坐標(biāo)點到GPS坐標(biāo)點的映射。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于PTZ相機的GPS坐標(biāo)與像素坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的像素坐標(biāo)系為以圖像左上角為原點，水平向右方向為U軸，垂直向下方向為V軸。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于PTZ相機的GPS坐標(biāo)與像素坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的相機坐標(biāo)系為以相機的光心為原點O，X軸與Y軸分別與像素坐標(biāo)系的U和V軸平行，Z軸為相機光軸方向，建立右手直角坐標(biāo)系。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于PTZ相機的GPS坐標(biāo)與像素坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的世界坐標(biāo)系為以GPS經(jīng)緯度為0的坐標(biāo)點為原點，以經(jīng)度向東遞增方向為X軸，以維度向北遞增方向為Y軸，建立右手直角坐標(biāo)系。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于PTZ相機的GPS坐標(biāo)與像素坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的構(gòu)建世界坐標(biāo)系到相機坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型S為公式(1)和公式(2):

其中，x_c、y_c和z_c分別為目標(biāo)點在相機坐標(biāo)系上的X、Y和Z軸上的值；x_w和y_w分別為目標(biāo)點在世界坐標(biāo)系上的X和Y軸上的值，x₀、y₀和h分別為相機在世界坐標(biāo)系上的X、Y和Z軸上的值，θ₀和分別為相機的初始垂直偏轉(zhuǎn)角和初始水平偏轉(zhuǎn)角，θ和分別為相機的垂直偏轉(zhuǎn)角和水平偏轉(zhuǎn)角，直接通過PTZ相機獲取得到；R(.)為矩陣運算函數(shù)；符號T表示矩陣轉(zhuǎn)置；此外，為未知量，(x₀,y₀)為已知量。

6.如權(quán)利要求5所述的一種基于PTZ相機的GPS坐標(biāo)與像素坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的構(gòu)建相機坐標(biāo)系到像素坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型K為公式(3)和公式(4)：

[u v 1]^T＝Q*[x_c/z_c y_c/z_c 1]^T (3)

其中，Q為相機內(nèi)參數(shù)矩陣，u和v分別為目標(biāo)點在像素坐標(biāo)系上U軸和V軸的值,ω為當(dāng)前相機的縮放倍數(shù)，γ為相機的畸變系數(shù)，(u₀,v₀)為相機的光學(xué)中心點，f_x和f_y分別為相機在像素坐標(biāo)系上U軸和V軸上的歸一化焦距，為未知量；相機縮放倍數(shù)ω可直接由PTZ相機獲取得到。