一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法，步骤包括：将枪机和球机安装于同一竖直线上，并在枪机和球机之间的竖直线上设置一定的高度差；枪机和球机采集画面，选取枪机的画面中心点附近一标志物，作为枪机的参考点；移动球机，使得球机画面中心点对准枪机的参考点，计算球机的水平视场角度和垂直视场角度；根据枪机的参考点、球机画面中心点以及球机的水平视场角度、垂直视场角度，计算球机的位置坐标；根据实际情况调整球机的水平视场角度和垂直视场角度，降低球机的位置坐标的定位偏差，完成单点定标。本发明专利技术仅需设定一组点即可完成定标过程，解决了现有技术中存在的定标过程复杂，灵活性低，标定成功率无法保障等问题。

A single point scaling method used in multi-target automatic tracking and monitoring system

The invention discloses a method for automatic target tracking monitoring system of single point calibration method, comprising the following steps: the bolt and the ball machine installed in the same vertical line, and the vertical line between the bolt and the ball machine is arranged on a certain height difference; the bolt and the ball collecting screen, screen near the center point a selection marker, as a reference point; move the ball makes the ball machine, machine center point alignment bolt reference point, horizontal viewing angle calculation of ball machine and vertical field of view; according to a reference point, ball screen center and ball machine horizontal viewing angle, the vertical field of view. Coordinate calculation of ball machine; according to the actual situation to adjust the horizontal view angle of ball machine and vertical field of view, to reduce the positioning error of position coordinate of ball machine, single point calibration. The invention only needs to set a set of points to complete the calibration process, and solves the problems that the calibration process in the prior art is complex, the flexibility is low, and the calibration success rate can not be guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法
本专利技术涉及单点定标方法
，尤其涉及一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法。
技术介绍
随着科学技术的发展以及智慧城市建立的需要，在视频监控领域中，开始出现一种基于枪球联动的多目标自动跟踪监控系统(以下简称枪球联动系统)。该系统主要用于解决传统摄像头(以下简称枪机)由于分辨率限制造成对细节捕捉能力较差和PTZ摄像头(以下简称球机)细节捕捉能力较强但监控视角过小的问题，提出将两种摄像头联合起来的监控方式。传统摄像头用于对广域范围内的目标进行智能行为分析，并对多个监控目标按照既定策略进行排序，指挥控制球机对监控目标按顺序进行跟踪。在枪球联动系统中，需要先建立对枪机画面和球机位置的逻辑映射关系，这是枪球联动系统中的一个关键技术。只要建立好枪机画面和球机位置的逻辑映射关系，即可控制球机到达枪机画面上的监控目标位置，进行焦距调整以获取清晰的图像等操作。目前市场上已有的枪球联动系统中，实现该逻辑映射关系的定标，主要分为以下两种：第一种是对枪机画面使用网格进行等距划分为多个小区域，对小区域上的端点分别记下在枪机画面的像素点位置(X,Y)以及球机画面中心对准该像素点时的位置(PTZX，PTZY)，共计获得M*N组参考点。当目标出现在枪机画面中时，对应中心的位置(x1,y1),通过已划分的多个小区域，判断处于哪个区域内，并通过对该区域顶点对应的四个参考点，使用最小二乘法等进行拟合，大致求出此时球机的位置坐标(PTZX1,PTZY1)。第二种是使用映射矩阵，在枪机画面上选取三个以上的参考点，每三个参考点不共线，找到对应的球机画面中心对准参考点的位置，获得如下N组参考点：{(X1,Y1),(PTZX1,PTZY1)}；{(X2,Y2),(PTZX2,PTZY2)}；{(X3,Y3),(PTZX3,PTZY3)}；...{(Xn,Yn),(PTZXn,PTZYn)}；再通过枪机画面与实际世界坐标的关系，球机位置与实际世界坐标的关系，通过联合两个关系，求解出枪机画面对应球机位置的逻辑关系矩阵。当要定位枪机画面上某一位置时，通过该逻辑关系矩阵，得到球机的位置。以上两种定标方式，至少需要三个以上的参考点，同时定标过程繁琐，所以出现了自动定标的方式，试图摆脱人工定标操作以简便化。但由于矩阵的求解是一次性，若出现定标不准，导致部分区域实际定位差异较大，则需要重新求出逻辑关系矩阵。同时，新求出的逻辑关系矩阵对原来准确定位的区域会造成影响，且该影响不可控，严重情况会导致原区域定标出现更大偏差，需要重新定标，灵活性较低，是否正确定标成功，存在不稳定因素。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术提供一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法，用以解决现有技术中存在的定标过程复杂，灵活性低，定标成功率无法保障等问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法，包括如下步骤：S1、将枪机和球机安装于同一竖直线上，并在枪机和球机之间的竖直线上设置一定的高度差；S2、在枪机的采集画面中，选取枪机的画面中心点附近一标志物，作为枪机的参考点；S3、移动球机，使得球机画面中心点对准枪机的参考点，读取此刻球机坐标并计算球机的水平视场角度和垂直视场角度；S4、根据枪机的参考点、参考点对应的球机坐标球机画面中心点以及球机的水平视场角度、垂直视场角度，计算球机的位置坐标；S5、根据实际情况调整球机的水平视场角度和垂直视场角度，降低球机的位置坐标的定位偏差，完成单点定标。进一步地，所述步骤S3中，计算球机的水平视场角度和垂直视场角度为：理论上，球机的水平视场角度和垂直视场角度，直接根据枪机的水平视场角度和垂直视场角度确定；实际上，在不知道枪机的水平视场角度和垂直视场角度情况下，需要计算球机的水平视场角度和垂直视场角度：首先，移动球机，使得球机画面中心点对准枪机画面左上角点，获得此时的球机位置(PTZX1,PTZY1)；再次移动球机，球机画面中心点对准枪机画面右下角点，获得此时的球机位置(PTZX2,PTZY2)，根据(PTZX1,PTZY1)、(PTZX2,PTZY2)计算得到球机的水平视场角度α、球机的垂直视场角度β：进一步地，所述步骤S4，计算球机的位置坐标具体为：此时，枪机的参考点为(x,y)，球机画面中心点为(PTZX0,PTZY0)，枪机画面的分辨率为Dx×Dy，假设球机的位置坐标(ptzx,ptzy)相对于枪机的参考点(x,y)在水平方向上的偏差值为temp，则有ptzx＝temp+PTZX0由上述式子计算得到球机的位置坐标(ptzx,ptzy)，其中，α为球机的水平视场角度，β为球机的垂直视场角度。采用上述技术方案后，本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术仅需设定好一组点{(X0,Y0),(PTZX0,PTZY0)}，即可完成此定标过程，且操作简便，同时根据球机的实际定位情况，若部分区域定位偏差过大，可手动调整水平视场角度α和垂直视场角度β的大小，保证整个枪机画面像素点对应的球机位置坐标准确。相比现有定标方法，具备更高的灵活性。对定标过程中，可能存在的不稳定因素，具备可调整性。附图说明图1为本专利技术一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法的步骤流程图；图2为本专利技术一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法实施例的枪机画面与球机位置关系示意图；图3为本专利技术一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法实施例的枪机球机在实际场景中的示意图；图4为本专利技术一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法实施例的球机运动过程在实际场景中的示意图；图5为本专利技术一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法实施例的实例场景中的参考点设置示意图；图6为本专利技术一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法实施例的实例场景中定位下方花坛角落的定位示意图；图7为本专利技术一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法实施例的实例场景中定位下方花坛角落的矫正定位示意图；图8为本专利技术一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法实施例的实例场景中定位上方路灯底座的定位示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。本专利技术提供一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法，用以解决现有技术中存在的定标过程复杂，灵活性低，定标成功率无法保障等问题，下面结合附图对本专利技术具体实施方式进行详细说明。如图1所示，本专利技术方法主要步骤包括：S1、将枪机和球机安装于同一竖直线上，并在枪机和球机之间的竖直线上设置一定的高度差；S2、在枪机的采集画面中，选取枪机的画面中心点附近一标志物，作为枪机的参考点；S3、移动球机，使得球机画面中心点对准枪机的参考点，计算球机的水平视场角度和垂直视场角度；S4、根据枪机的参考点、参考点对应的球机坐标以及球机的水平视场角度、垂直视场角度，计算球机的位置坐标；S5、根据实际情况调整球机的水平视场角度和垂直视场角度，降低球机的位置坐标的定位偏差，完成单点定标。由于枪机和球机安装方式对逻辑关系有不可避免的影响，针对枪机和球机的安装，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将枪机和球机安装于同一竖直线上，并在枪机和球机之间的竖直线上设置一定的高度差；S2、在枪机的采集画面中，选取枪机的画面中心点附近一标志物，作为枪机的参考点；S3、移动球机，使得球机画面中心点对准枪机的参考点，读取此刻球机坐标并计算球机的水平视场角度和垂直视场角度；S4、根据枪机的参考点、参考点对应的球机坐标以及球机的水平视场角度、垂直视场角度，计算球机的位置坐标；S5、根据实际情况调整球机的水平视场角度和垂直视场角度，降低球机的位置坐标的定位偏差，完成单点定标。

【技术特征摘要】
1.一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将枪机和球机安装于同一竖直线上，并在枪机和球机之间的竖直线上设置一定的高度差；S2、在枪机的采集画面中，选取枪机的画面中心点附近一标志物，作为枪机的参考点；S3、移动球机，使得球机画面中心点对准枪机的参考点，读取此刻球机坐标并计算球机的水平视场角度和垂直视场角度；S4、根据枪机的参考点、参考点对应的球机坐标以及球机的水平视场角度、垂直视场角度，计算球机的位置坐标；S5、根据实际情况调整球机的水平视场角度和垂直视场角度，降低球机的位置坐标的定位偏差，完成单点定标。2.根据权利要求1所述的一种用于多目标自动跟踪监控系统中的单点定标方法，其特征在于，所述步骤S3中，计算球机的水平视场角度和垂直视场角度为：理论上，球机的水平视场角度和垂直视场角度，直接根据枪机的水平视场角度和垂直视场角度确定；实际上，在不知道枪机的水平视场角度和垂直视场角度情况下，需要计算球机的水平视场角度和垂直视场角度：首先，移动球机，使得球机画面中心点对准枪机画面左上角点，获得此时的球机位置(PTZX1,PTZY1)；再次移动球机，球机画面中心点对准枪机画面右下角点，获得此时的球机位置(PTZX2,PTZY2)，根据(PTZX1,PTZY1)、(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国田，周耿城，
申请(专利权)人：广东非思智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44