一種pt攝像機(jī)的視野調(diào)整控制方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種PT攝像機(jī)的視野調(diào)整控制方法和裝置，屬于自動化控制技術(shù)領(lǐng)域和機(jī)器視覺領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，帶有PT(即Pan&Tilt)功能的攝像機(jī)(即:后續(xù)簡稱為PT攝像機(jī))在視頻監(jiān)控與機(jī)器視覺行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。PT功能可以讓用戶很靈活地調(diào)整攝像機(jī)到某一方位，實現(xiàn)視野調(diào)整。其與固定方位攝像機(jī)相比，在保證清晰度的條件下，帶PT功能的攝像機(jī)可以覆蓋更廣闊的視野，從而減少項目中攝像機(jī)部署的數(shù)量，節(jié)省設(shè)備、安裝、運維成本。
[0003]現(xiàn)有的PT攝像機(jī)視野調(diào)整控制主要有三種方法，包括:
[0004]1.搖桿控制:通過機(jī)械或虛擬搖桿來實現(xiàn)PT攝像機(jī)水平和垂直轉(zhuǎn)動。用戶操作某一方向搖桿，則相應(yīng)向該方向轉(zhuǎn)動。
[0005]2.虛擬3D定位:攝像機(jī)提供一種可視化的直觀控制界面，用戶借助于輸入設(shè)備(如鼠標(biāo))直接在視頻圖像上畫一個虛擬的框，或直接點擊畫面上某個位置實現(xiàn)視野調(diào)整。如果用戶在監(jiān)控圖像上畫了一個框，則將PT攝像機(jī)定位到用戶框住的圖像中心，而如果用戶是直接點擊了監(jiān)控圖像中的一點，則將PT攝像機(jī)視野中心定位到該點。
[0006]3.預(yù)置位控制:攝像機(jī)提供一種能保存和調(diào)取多個PT位置參數(shù)的機(jī)制。每一個預(yù)置位可以保存PT攝像機(jī)的對應(yīng)一個視野的固定方位參數(shù)，稱為設(shè)定預(yù)置位。當(dāng)用戶想定位到某一預(yù)先設(shè)定的視野時，直接通過操縱裝置選取這個預(yù)置位，稱為調(diào)用預(yù)置位。
[0007]但是，上述現(xiàn)有的PT攝像機(jī)調(diào)整視野的方法存在以下的問題，包括:
[0008]1.通過機(jī)械或虛擬搖桿來調(diào)整視野，只能使PT沿某個方向逐漸轉(zhuǎn)動，無法快速定位到某個任意指定的方位。
[0009]2.通過在監(jiān)控圖像上畫框或點擊操作的3D定位方法允許快速定位到某個方位，但這種快速定位受限于當(dāng)前監(jiān)控畫面的視野范圍，無法實現(xiàn)全局可視化操作。
[0010]3.攝像機(jī)預(yù)置位技術(shù)可以快速定位，又不受限于監(jiān)控畫面的視野范圍，但這種方法無法提供給操作者的直觀圖像感知。操作者不能知道預(yù)置位具體在哪個方向，也無法預(yù)知該方向具體是什么樣的場景。操作者只能通過記憶每個預(yù)置位視野方位以及場景信息調(diào)用預(yù)置位，實現(xiàn)固定的視野調(diào)整。
[0011]因此，既能提供操作者攝像機(jī)指向方位的直觀感知(比如通過全景圖像提供直觀的方向感知)，又能實現(xiàn)快速、全方向、任意方位定位的PT攝像機(jī)控制方法已成為行業(yè)內(nèi)迫切需要解決的問題。而本發(fā)明能夠很好地解決上面的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明目的在于提供了一種PT攝像機(jī)的視野調(diào)整控制方法和裝置，該方法既能夠提供操作者攝像機(jī)指向方位的直觀感知，通過全景圖像提供直觀的方向感知，又能夠?qū)崿F(xiàn)快速、全方向、任意方位定位的PT攝像機(jī)控制。
[0013]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種PT攝像機(jī)的視野調(diào)整控制方法，該方法包括如下步驟:
[0014]步驟1:全局視野圖像采集。首先要攝取PT攝像機(jī)全方位視野圖像信息。本發(fā)明把PT攝像機(jī)所處空間視為一個三維立體球面坐標(biāo)系，攝像機(jī)中心為坐標(biāo)系原點。PT攝像機(jī)分別沿水平和垂直兩個方向，每次轉(zhuǎn)動一定的角度，即(水平為a，垂直為b)采集圖像，此轉(zhuǎn)動的角度步長不能超過PT攝像機(jī)對應(yīng)方向的視場角，保證相鄰圖像有部分重疊。PT攝像機(jī)完成沿水平方向轉(zhuǎn)動360度，沿垂直方向轉(zhuǎn)動90度，共采集至少[(360/a) ]*[90/b]張圖像，其中[]表示取整數(shù)，實現(xiàn)對全部視野的圖像采集。
[0015]步驟2:在采集全局視野圖像的同時，記錄PT攝像機(jī)每次轉(zhuǎn)動對應(yīng)的方位角度信息。方位信息可以用PT攝像機(jī)坐標(biāo)來表示，一個PT攝像機(jī)坐標(biāo)有兩個角度信息，即水平旋轉(zhuǎn)角和仰角。方位信息收集部件和上面的圖像采集部件協(xié)同工作，在全局圖像采集部件采集每個位置圖像時，記錄對應(yīng)該視野圖像中心的PT攝像機(jī)坐標(biāo)。PT攝像機(jī)的水平視場角和垂直視場角是PT攝像機(jī)的一個固有參數(shù)。結(jié)合這個攝像機(jī)固有參數(shù)信息，通過方位信息收集可以計算出每一張圖像上任意一點所對應(yīng)的PT攝像機(jī)坐標(biāo)。
[0016]步驟3:圖像融合將上面采集到的圖像拼接成一張全景圖，這張全景圖描述了 PT攝像機(jī)所處位置的全方位圖像信息，本發(fā)明稱之為PT攝像機(jī)雷達(dá)圖。PT攝像機(jī)雷達(dá)圖的效果就好像是從球體容器中心觀察球體內(nèi)表面場景看到的效果一樣。
[0017]步驟4:方位信息融合。計算PT攝像機(jī)雷達(dá)圖上每個點對應(yīng)的PT攝像機(jī)坐標(biāo)。一種減少運算與存儲負(fù)擔(dān)的方法是不計算雷達(dá)圖上每個點的PT攝像機(jī)坐標(biāo)，而只是計算存儲雷達(dá)圖中的一部分點，即(特征點)的PT攝像機(jī)坐標(biāo)。一種簡單的特征點的選取方法是可按一定的步長間隔均勻選取。根據(jù)方位信息收集中記錄的每幅圖像中心的PT攝像機(jī)坐標(biāo)和PT攝像機(jī)水平視場角和垂直視場角，本發(fā)明可以計算出PT攝像機(jī)雷達(dá)圖上每一個點對應(yīng)PT攝像機(jī)坐標(biāo)。
[0018]步驟5:PT攝像機(jī)雷達(dá)圖顯示。用非常直觀的方法把全局視野圖像呈現(xiàn)給使用者。
[0019]步驟6:ΡΤ攝像機(jī)雷達(dá)圖顯示全視野圖像給用戶，用戶可以用點擊或者框選等方式和全局視野雷達(dá)圖產(chǎn)生人機(jī)交互。本發(fā)明采集用戶的操控動作信息。
[0020]步驟7:方位計算。方位計算將輸入控制部件收集到的用戶操控動作信息換算成具體的PT控制指令與參數(shù)。方位計算根據(jù)用戶操控輸入和PT攝像機(jī)雷達(dá)圖的方位信息計算出用戶期望調(diào)整的視野對應(yīng)PT攝像機(jī)轉(zhuǎn)動方位。若用戶點擊PT攝像機(jī)雷達(dá)圖上的某一點，如果該點恰好是選取的PT攝像機(jī)雷達(dá)圖特征點，則直接將PT攝像機(jī)定位到該PT攝像機(jī)雷達(dá)圖特征點的坐標(biāo)。如果不是，則根據(jù)相鄰的PT攝像機(jī)雷達(dá)圖特征點，采用插值的方法計算出用戶點擊點的PT攝像機(jī)坐標(biāo)，然后將PT攝像機(jī)視野中心定位到該坐標(biāo)上。如果用戶在PT攝像機(jī)雷達(dá)圖上框選了一部分區(qū)域，則計算該區(qū)域的中心位置的PT攝像機(jī)坐標(biāo)，然后把PT攝像機(jī)視野定位到該坐標(biāo)上。如果攝像機(jī)帶有Zoom功能，還可以將PT攝像機(jī)的視野縮放到用戶選擇區(qū)域內(nèi)的視野畫面。
[0021]步驟8:驅(qū)動攝像機(jī)PT動作。將方位計算部件計算出的PT方位信息傳遞給攝像機(jī)的PT裝置，并驅(qū)動攝像機(jī)PT裝置轉(zhuǎn)動到計算出的PT方位(對于工業(yè)攝像機(jī)，還可以包括ZOOM信息)ο
[0022]本發(fā)明的上述方法應(yīng)用于PT攝像機(jī)的視野調(diào)整控制裝置。
[0023]本發(fā)明還提供了一種PT攝像機(jī)的視野調(diào)整控制裝置，該裝置包括圖像采集部件、方位信息收集部件、圖像融合部件、方位信息融合部件、顯示部件、輸入控制部件、方位計算部件、PT控制部件。
[0024]圖像采集部件:所述的圖像采集部件執(zhí)行全局視野圖像采集工作，采集一組能覆蓋全局視野的圖像；
[0025]方位信息收集部件:在采集全局視野圖像的同時，所述的方位信息搜集部件負(fù)責(zé)記錄PT攝像機(jī)每次轉(zhuǎn)動對應(yīng)的方位角度信息；
[0026]圖像融合部件:所述的圖像融合部件負(fù)責(zé)將圖像采集部件采集到的圖像拼接成一張全景圖，這張全景圖描述了 PT攝像機(jī)所處位置的全方位圖像信息，即PT攝像機(jī)雷達(dá)圖；所述的圖像融合部件同時將該PT攝像機(jī)雷達(dá)圖存儲起來；
[0027]方位信息融合部件:所述的方位