一种根据监控目标自动调整摄像机预置位的方法技术

本发明专利技术公开了一种根据监控目标自动调整摄像机预置位的方法，包括如下步骤：获取监控目标的位置；确定摄像机相对于监控目标在三维坐标系中的二维水平旋转角度和二维垂直旋转角度；将二维水平旋转角度和二维垂直旋转角度分别转化为三维空间角度；根据二维水平旋转角度、二维垂直旋转角度和三维空间角度计算摄像机镜头相对于摄像机在水平方向的角度和垂直方向的角度；根据监控目标与摄像机的距离、监控区域宽度和摄像机镜头成像元件对角线长度得到焦距和视角。采用本发明专利技术，可自动生成摄像机预置位，使摄像机能够快速、准确的转到预置位，避免目测布局法灵活性不足、准确性低、精度低的不足，避免了多次进行实地场景勘测带来的资金浪费。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像识别领域，尤其涉及一种调整摄像机预置位的方法。
技术介绍
视频监控系统被运用到很多场合，例如用于变电站无人值守系统。视频监控系统作为支撑变电站无人值守的基础，需要实时监控设备的运行状态。目前摄像机的布局都是先根据二维图纸安装，安装好后再根据肉眼识别调整摄像机的预置位，属于目测布局方法。这种方法缺乏灵活性，精度低，而且不一定能准确地监控到设备。采用目测布局方法，往往需要多次进行实地场景勘测，带来的资金浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种根据监控目标自动调整摄像机预置位的方法。采用该方法，可根据监控目标的位置自动生成摄像机预置位，使摄像机能够快速、准确的转到预置位，避免目测布局法灵活性不足、准确性低、精度低的不足。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种根据监控目标自动调整摄像机预置位的方法，包括如下步骤：S1：导入受监控区域的三维物理模型，获取监控目标的位置，选择距离监控目标最近的摄像机；S2：确定摄像机相对于监控目标在三维坐标系中的二维水平旋转角度和二维垂直旋转角度；S3：将二维水平旋转角度和二维垂直旋转角度分别转化为三维空间角度；S4：根据二维水平旋转角度、二维垂直旋转角度和三维空间角度计算摄像机镜头相对于摄像机在水平方向的角度和垂直方向的角度，摄像机镜头相对于摄像机在水平方向的角度和垂直方向的角度即为摄像机的预置位角度；S5：根据监控目标与摄像机的距离、监控区域宽度和摄像机镜头成像元件对角线长度得到焦距和视角；摄像机的预置位角度、焦距和视角共同构成预置位。进一步的，所述S2中，在三维坐标系中，将摄像机的中心和监控目标的中心分别投影在X-Z平面上，得到投影点C”、P”，线段C”P”与X轴的夹角即为摄像机相对于监控目标的二维水平旋转角度α；将摄像机的中心和监控目标的中心分别投影在X-Y平面上，得到投影点C’、P’，线段C’P’与Y轴的夹角即为摄像机相对于监控目标的二维垂直旋转角度β。进一步的，摄像机的中心和监控目标的中心三维空间坐标系中的坐标分别为C(Cx，Cy，Cz)、P(Px，Py，Pz)，摄像机相对于监控目标的二维水平旋转角度为α，摄像机相对于监控目标的二维垂直旋转角度为β；所述S3中：α对应的三维空间角度为α1；当Cy＜Py,则α1＝-90°-α；当Cy≥Py,则α1＝-α；β对应的三维空间角度为β1；当|Cx-Px|≤0.1&Cz＞Pz，则β1＝180°；当|Cx-Px|≤0.1&Cz≤Pz，则β1＝0°；当|Cz-Pz|≤0.1&Cx＞Px，则β1＝270°；当|Cz-Pz|≤0.1&Cx≤Px，则β1＝90°；当|Cx-Px|＞0.1&|Cz-Pz|＞0.1&Cx＞Px&Cz＞Pz，则β1＝-90°-β；当|Cx-Px|＞0.1&|Cz-Pz|＞0.1&Cx＞Px&Cz＞Pz，则β1＝-β；当|Cx-Px|＞0.1&|Cz-Pz|＞0.1&Cx＜Px&Cz＞Pz，则β1＝90°+β；当|Cx-Px|＞0.1&|Cz-Pz|＞0.1&Cx＜Px&Cz＞Pz，则β1＝β。进一步的，摄像机相对于监控目标的二维水平旋转角度为α，摄像机相对于监控目标的二维垂直旋转角度为β，α对应的三维空间角度为α1，β对应的三维空间角度为β1；所述S4中，α2=α1-αβ2=β1-β;]]>α2为摄像机镜头相对于摄像机在水平方向的角度，β2为摄像机镜头相对于摄像机在垂直的角度；约定摄像机镜头朝摄像机的Y轴负方向时β2＝0°，摄像机镜头朝摄像机的轴正方向时α2＝0°。进一步的，所述S5中：f＝w*λ*Dis/Wfov=2*arctan(L2/f);]]>其中，f为焦距、fov为视角、W为监控区域宽度、L为摄像机镜头成像元件对角线长度、Dis为监控目标与摄像机的距离、λ为监控区域显示在图像上所占的比例。本专利技术的优点和有益效果在于：采用该方法，可根据监控目标的位置自动生成摄像机预置位，使摄像机能够快速、准确的转到预置位，避免目测布局法灵活性不足、准确性低、精度低的不足，避免了多次进行实地场景勘测带来的资金浪费。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施例，下面将对描述本专利技术实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。图1为二维水平旋转角度和二维垂直旋转角度的示意图；图2为摄像机监控范围的示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术，下面将结合本专利技术实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本发明实施例中的一部分，而不是全部。基于本专利技术记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本专利技术保护的范围内。实施例：一种根据监控目标自动调整摄像机预置位的方法，包括如下步骤：S1：导入受监控区域的三维物理模型，获取监控目标的位置，选择距离监控目标最近的摄像机；S2：确定摄像机相对于监控目标在三维坐标系中的二维水平旋转角度和二维垂直旋转角度；S3：将二维水平旋转角度和二维垂直旋转角度分别转化为三维空间角度；S4：根据二维水平旋转角度、二维垂直旋转角度和三维空间角度计算摄像机镜头相对于摄像机在水平方向的角度和垂直方向的角度，摄像机镜头相对于摄像机在水平方向的角度和垂直方向的角度即为摄像机的预置位角度；S5：根据监控目标与摄像机的距离、监控区域宽度和摄像机镜头成像元件对角线长度得到焦距和视角；摄像机的预置位角度、焦距和视角共同构成预置位。下面对S2～S5进行详细说明。对S2的详细说明。如图1所示，在三维坐标系中，摄像机的中心为点C，监控目标的中心为点P。将摄像机的中心和监控目标的中心分别投影在X-Z平面上，得到投影点C”、P”，线段C”P”与X轴的夹角即为摄像机相对于监控目标的二维水平旋转角度α，将摄像机的中心和监控目标的中心分别投影在X-Y平面上，得到投影点C’、P’，线段C’P’与Y轴的夹角即为摄像机相对于监控目标的二维垂直旋转角度β，对S3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据监控目标自动调整摄像机预置位的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：导入受监控区域的三维物理模型，获取监控目标的位置，选择距离监控目标最近的摄像机；S2：确定摄像机相对于监控目标在三维坐标系中的二维水平旋转角度和二维垂直旋转角度；S3：将二维水平旋转角度和二维垂直旋转角度分别转化为三维空间角度；S4：根据二维水平旋转角度、二维垂直旋转角度和三维空间角度计算摄像机镜头相对于摄像机在水平方向的角度和垂直方向的角度，摄像机镜头相对于摄像机在水平方向的角度和垂直方向的角度即为摄像机的预置位角度；S5：根据监控目标与摄像机的距离、监控区域宽度和摄像机镜头成像元件对角线长度得到焦距和视角；摄像机的预置位角度、焦距和视角共同构成预置位。

【技术特征摘要】
1.一种根据监控目标自动调整摄像机预置位的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：导入受监控区域的三维物理模型，获取监控目标的位置，选择距离监控目标最近的
摄像机；
S2：确定摄像机相对于监控目标在三维坐标系中的二维水平旋转角度和二维垂直旋转角
度；
S3：将二维水平旋转角度和二维垂直旋转角度分别转化为三维空间角度；
S4：根据二维水平旋转角度、二维垂直旋转角度和三维空间角度计算摄像机镜头相对于
摄像机在水平方向的角度和垂直方向的角度，摄像机镜头相对于摄像机在水平方向的角度和
垂直方向的角度即为摄像机的预置位角度；
S5：根据监控目标与摄像机的距离、监控区域宽度和摄像机镜头成像元件对角线长度得
到焦距和视角；
摄像机的预置位角度、焦距和视角共同构成预置位。
2.根据权利要求1所述的一种根据监控目标自动调整摄像机预置位的方法，其特征在于：
所述S2中，在三维坐标系中，将摄像机的中心和监控目标的中心分别投影在X-Z平面上，
得到投影点C”、P”，线段C”P”与X轴的夹角即为摄像机相对于监控目标的二维水平旋转
角度α；将摄像机的中心和监控目标的中心分别投影在X-Y平面上，得到投影点C’、P’，
线段C’P’与Y轴的夹角即为摄像机相对于监控目标的二维垂直旋转角度β。
3.根据权利要求1所述的一种根据监控目标自动调整摄像机预置位的方法，其特征在于：
摄像机的中心和监控目标的中心三维空间坐标系中的坐标分别为C(Cx，Cy，Cz)、P(Px，
Py，Pz)，摄像机相对于监控目标的二维水平旋转角度为α，摄像机相对于监控目标的二维垂
直旋转角度为β；
所述S3中：
α对应的三维空间角度为α1；
当Cy＜Py,则α1＝-90°-α；
当Cy≥Py,则α1＝-α；
β对应的三维空间角度为β1；
当|Cx-Px|≤0....

【专利技术属性】
技术研发人员：叶有名，常政威，唐曙光，吴莉娟，冯世林，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：四川;51