一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法、系统以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法、系统以及装置，涉及安防领域。该方法包括：根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角

【技术实现步骤摘要】
一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法、系统以及装置
本专利技术涉及安防领域，特别涉及一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法、系统以及装置。
技术介绍
在安防领域，经常会涉及GNSS坐标与球机画面坐标之间的互换，如当球机在转动的过程中，我们希望在球机画面上显示一个标签，标注建筑物的名称等，并且随着球机的转动，标签也跟着移动，总是显示在正确的位置。要实现这种标注，目前的一般方法是：手动在球机画面上标注。在标注时记录下标注点如建筑物的球机坐标，当球机转动时，通过将球机坐标转换为画面坐标，从而实现球机在转动的过程中标签一直跟随建筑物。虽然上述人工标注的方法准确可靠，但是存在效率低下，无法实现自动化标注的问题。
技术实现思路
为了克服如上所述的技术问题，本专利技术提出一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法、系统以及装置，该方法通过获取到目标位置的地面坐标，得到PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角再将所述垂直高度角θ和水平方位角自动转换为所述目标位置在所述PTZ摄像机画面中的坐标，实现目标位置在PTZ摄像机画面中的自动标注，效率高且准确可靠。本专利技术所采用的具体技术方案如下：第一方面，本专利技术提出一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法，包括：获取目标位置的地面坐标；根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角根据第二坐标转换机制以及PTZ摄像机的当前垂直高度角θ'和水平方位角将所述垂直高度角θ和水平方位角转换为所述目标位置在所述PTZ摄像机画面中的坐标。进一步地，所述第一坐标转换机制通过下述步骤建立：建立地面坐标系以及PTZ摄像机坐标系；确定所述目标位置的地面坐标与所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角之间的坐标转换关系，所述坐标转换关系包含相关转换参数，其中，所述相关转换参数通过下述步骤确定：在所述地面坐标系与所述PTZ摄像机坐标系中进行标定，包括：将所述PTZ摄像机定位到水平方位角的位置，随机选取至少两个不同的垂直高度角θ1和θ2，并得到对应的PTZ摄像机画面中心指向地面上的两个点的地面坐标(x1,y1)和(x2,y2)；通过标定得到的θ1和θ2以及(x1,y1)和(x2,y2)确定上述坐标转换关系中的所述相关转换参数。进一步地，所述第二坐标转换机制通过下述步骤建立：以PTZ摄像机垂直向下时的光心方向为Z轴建立三维直角坐标系XYZ，PTZ摄像机画面为与单位PTZ摄像机球面相切的平面，所述平面与PTZ摄像机单位球面切点在球机机芯光轴与所述单位PTZ摄像机球面的交点，记为P点，PTZ摄像机画面中任意点的坐标记为(Sx，Sy)，所述任意点在所述三维直角坐标系中的坐标记为(xptz,yptz,zptz)，PTZ摄像机画面的高度为H，宽度为W，单位为像素，所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角与所述PTZ摄像机画面中任意点坐标之间的转换关系之间的转换关系为：其中，θ'为所述PTZ摄像机当前垂直高度角，为所述PTZ摄像机当前水平方位角，f为所述PTZ摄像机机芯当前焦距，为所述PTZ摄像机当前的放大倍数和机芯最小焦距的乘积，单位为毫米。第二方面，本专利技术提出一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换系统，包括：地面坐标获取模块，用于获取目标位置的地面坐标；PTZ摄像机坐标确定模块，用于根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角画面坐标确定模块，用于根据第二坐标转换机制以及PTZ摄像机的当前垂直高度角θ'和水平方位角将所述垂直高度角θ和水平方位角转换为所述目标位置在所述PTZ摄像机画面中的坐标。第三方面，本专利技术提出一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有至少一段程序，所述程序由所述处理器执行以实现如第一方面所述的地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法。第四方面，本专利技术提出一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由所述处理器执行以实现如第一方面所述的地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术首先获取目标位置的地面坐标；根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角根据第二坐标转换机制以及PTZ摄像机的当前垂直高度角θ'和水平方位角将所述垂直高度角θ和水平方位角转换为所述目标位置在所述PTZ摄像机画面中的坐标，这样能够实现目标位置在PTZ摄像机画面中的自动标注，效率高且准确可靠。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本专利技术的一种地面坐标与PTZ摄像机的坐标转换方法流程图；图2为本专利技术中一种第一坐标转换机制的建立方法流程图；图3为本专利技术中一种PTZ摄像机坐标系的示意图；图4为本专利技术一种坐标转换关系中转换参数的确定方法流程图；图5所示为本专利技术一种以摄像机垂直向下时的光心方向为Z轴建立三维直角坐标系的示意图；图6中所示为本专利技术中一种当球机在其画面中心对准所述目标位置时的示意图；图7所示为本专利技术示出的一种当球机坐标变化时对目标位置在球机画面中的坐标进行自动标注的示意图；图8所示为本专利技术示出的另一种当球机坐标变化时对目标位置在球机画面中的坐标进行自动标注的示意图；图9所示为本专利技术公布的一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换系统示意图；图10示出了本专利技术实施例所涉及的一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方案作进一步地详细描述。需要说明的是，本专利技术所提出的地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法的适用场景广泛。在现今的安防领域中，在一种可能的实际操作中，对于城市或重点小区中的某些重点关注目标，我们往往需要实时跟踪这些目标位置的情况，并在摄像机画面中进行准确标注，以使得通过监控摄像机能够观察到目标位置，以有效保证这些安防区域的安全情况。如图1所示为本专利技术的一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法流程图，示出了该方法的具体实施流程，包括：在步骤101中，获取目标位置的地面坐标；这里的目标位置是为当前感兴趣的对象，在一种可能的目标跟踪场景中，可以是部署在安防区的巡逻车队或警车。在一种可能的实现中，这些需要被跟踪的目标对象会主动上报自身的地面坐标，可选的，为目标对象的地面坐标，本专利技术中还可以采取其他可行的能够获取目标位置的地面的方式，在本专利技术中并不作限制。在步骤102中，根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角通过步骤101获取到目标位置的地面坐标后，可通过第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法，其特征在于，包括：获取目标位置的地面坐标；根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角

【技术特征摘要】
1.一种地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法，其特征在于，包括：获取目标位置的地面坐标；根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角根据第二坐标转换机制以及PTZ摄像机的当前垂直高度角θ'和水平方位角将所述垂直高度角θ和水平方位角转换为所述目标位置在所述PTZ摄像机画面中的坐标。2.根据权利要求1所述的地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法，其特征在于，所述第一坐标转换机制通过下述步骤建立：建立地面坐标系以及PTZ摄像机坐标系；确定所述目标位置的地面坐标与所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角之间的坐标转换关系，所述坐标转换关系包含相关转换参数，其中，所述相关转换参数通过下述步骤确定：在所述地面坐标系与所述PTZ摄像机坐标系中进行标定，包括：将所述PTZ摄像机定位到水平方位角的位置，随机选取至少两个不同的垂直高度角θ1和θ2，并得到对应的PTZ摄像机画面中心指向地面上的两个点的地面坐标(x1,y1)和(x2,y2)；通过标定得到的θ1和θ2以及(x1,y1)和(x2,y2)确定上述坐标转换关系中的所述相关转换参数。3.根据权利要求2所述的地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法，其特征在于，所述地面坐标系通过GNSS坐标系建立，所述地面坐标为GNSS坐标。4.根据权利要求3所述的地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法，其特征在于，所述GNSS坐标系为GPS坐标系，所述GNSS坐标为GPS坐标，所述GPS坐标系的X和Y轴分别代表地球表面GPS坐标系统的经纬度坐标方向，以所述GPS坐标系的X和Y轴建立所述摄像机坐标系的X和Y轴，且所述摄像机坐标系的Z轴垂直于所述X和Y轴。5.根据权利要求4所述的地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法，其特征在于，所述摄像机为球机，所述坐标转换关系可表示为：其中，(x,y)为球机画面中心指向的地面经纬度坐标，所述相关转换参数包括：球机安装位置的GPS经纬度坐标(x0,y0)、球机水平零位光轴与GPS坐标X轴平行时的球机角度和所述球机的安装高度h。6.根据权利要求1所述的地面坐标与PTZ摄像机的画面坐标转换方法，其特征在于，所述第二坐标转换机制通过下述步骤建立：以PTZ摄像机垂直向下时的光心方向为Z轴建立三维直角坐标系XYZ，PTZ摄像机画面为与单位PTZ摄像机球面相切的平面，所述平面与PTZ摄像机单位球面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉平，杨帅，
申请(专利权)人：厦门博聪信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35