專利名稱：多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價(jià)空間圖像拼接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能交通系統(tǒng)，特別是涉及一種多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價(jià)空間圖像拼接方法。
背景技術(shù)：
視頻監(jiān)視有著廣泛的應(yīng)用，我國(guó)的高速公路、城市交通、小區(qū)安防等都采用視頻監(jiān)視；近年來(lái)，在飛機(jī)對(duì)地觀測(cè)、低空監(jiān)視、施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視、機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視等都使用CXD監(jiān)視。在低空監(jiān)視方面，如文獻(xiàn)(羅曉，盧宇，吳宏剛，采用多視頻融合的機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視 方法，電訊技術(shù)，2011，Vol. 51(7)，pp :128-132)所述，長(zhǎng)期以來(lái)，雷達(dá)技術(shù)在民航空中交通信息控制(Air Traffic Control, ATC)系統(tǒng)中扮演著重要角色,根據(jù)與被探測(cè)物體的交互方式，可分為協(xié)作式雷達(dá)和非協(xié)作式雷達(dá)兩種；所謂協(xié)作，是指雷達(dá)與被探測(cè)物體之間、信號(hào)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間存在信息交互，如被探測(cè)物主動(dòng)廣播自身狀態(tài)信息，而雷達(dá)接收到這些信息；對(duì)于非協(xié)作式雷達(dá)，則不存在這種交互關(guān)系，因此非協(xié)作式雷達(dá)可以獨(dú)立工作；典型的非協(xié)作式類如一次雷達(dá)，具體到機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面區(qū)域有場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)；但是，場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)十分昂貴，尤其是對(duì)航班起降架次較小的中小型機(jī)場(chǎng)而言，這是一筆很大的開(kāi)銷，在通用航空中難以使用；視頻技術(shù)作為一種常見(jiàn)和更便宜的設(shè)備，也能夠提供非協(xié)作式監(jiān)視潛力，這表現(xiàn)在4個(gè)方面首先，視頻監(jiān)視無(wú)需在飛行器、車輛等被探測(cè)物上安裝專門的設(shè)備；其次，視頻監(jiān)視能夠輸出視頻序列，并且在分析這些序列的基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步獲取活動(dòng)目標(biāo)的位置和速度信息，這一點(diǎn)很像場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)；再次，由于其通用和便宜的特點(diǎn)，視頻攝像頭可以大量部署使其可以覆蓋到場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)覆蓋受限的區(qū)域；最后，基于不同類型的攝像頭相互融合的方法可以提供更加豐富的信息，如紅外攝像頭可以提供夜間的目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤；因此，視頻監(jiān)視能夠作為中小型簡(jiǎn)易機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)等非協(xié)作式監(jiān)視手段的替代方案；同時(shí)，考慮到廣播式自主相關(guān)監(jiān)視ADS-B技術(shù)的快速發(fā)展，將視頻作為非協(xié)作式監(jiān)視手段，將ADS-B作為協(xié)作式監(jiān)視手段，這兩種數(shù)據(jù)的融合甚至完全有可能為未來(lái)的中小型機(jī)場(chǎng)提供監(jiān)視方案；在這種思路下，這就要求視頻系統(tǒng)至少能夠在場(chǎng)面區(qū)域內(nèi)提供像場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)一樣的位置、速度和圖像序列信息。在地形跟蹤方面，如文獻(xiàn)(王廣君，陳欣，田金文，明德烈，柳健，地形導(dǎo)航中的3D地形跟蹤方法，電波科學(xué)學(xué)報(bào)，2002，Vol. 17(6), pp =609-613,619)所述，目前飛行器導(dǎo)航主要是利用慣性系統(tǒng)，利用雷達(dá)高度表測(cè)量飛行器的飛行高度，從而確定飛行器的飛行過(guò)程；但是，在飛行器產(chǎn)生漂移，飛行器前方出現(xiàn)突變障礙物時(shí)，傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式難以實(shí)時(shí)的對(duì)障礙物進(jìn)行回避；激光成像雷達(dá)具有單色性、方向性等特點(diǎn)可以高精度的獲取前視距離圖像和3D實(shí)時(shí)地形圖；這為飛行器自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別、障礙物回避、地形跟蹤、地形匹配等提供可能；在飛行器自動(dòng)導(dǎo)航中，可以用激光成像雷達(dá)作為傳感器，實(shí)時(shí)獲取飛行器正下方的地形圖和飛行器前方的3D距離圖像；飛行器下方的實(shí)時(shí)地形圖用于飛行器的地形匹配，準(zhǔn)確的確定飛行器的當(dāng)前位置；飛行器前方的距離圖像，可以識(shí)別飛行器前方障礙物的信息，實(shí)現(xiàn)飛行器自動(dòng)障礙物回避和自動(dòng)地形導(dǎo)航；近年來(lái)，英國(guó)等國(guó)家給飛機(jī)加裝吊艙并采用圖像和測(cè)距設(shè)備實(shí)現(xiàn)飛行器避障、地形跟蹤/回避過(guò)程；地形參考圖可以通過(guò)圖像處理在線更新，不需要傳輸衛(wèi)星等手段得到的已知高分辨率標(biāo)準(zhǔn)3D地形圖，增加了系統(tǒng)可靠性。在建筑施工方面，隨著成像設(shè)備的廣泛普及，價(jià)格低廉的視頻監(jiān)控已被越來(lái)越多的建筑公司采用，安裝在施工現(xiàn)場(chǎng)的視頻攝像機(jī)，不僅可以輔助管理人員遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)監(jiān)控施工進(jìn)度，監(jiān)督工程用料，而且保存的視頻資料還可滿足項(xiàng)目雙方的存證需求，為確保工程質(zhì)量，提高施工效率，采用基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的施工場(chǎng)景監(jiān)控提供了一種非侵入、方便、快捷的機(jī)制來(lái)分析施工現(xiàn)場(chǎng)的目標(biāo)，理解施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間、空間上的變化，為評(píng)估施工進(jìn)度，提高生產(chǎn)效率提供了客觀、準(zhǔn)確、翔實(shí)、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。大量的實(shí)踐表明，常用CXD圖像幅面大小為720*576，速度25幀/秒或30幀/秒，大幅面如圖像幅面大小8000*6000的CXD速度僅為O. 5幀/秒；CM0S鏡頭雖然速度快但不能適應(yīng)很多應(yīng)用場(chǎng)合；對(duì)于飛行器對(duì)地觀測(cè)的地形跟蹤、低空監(jiān)視、大場(chǎng)面監(jiān)視等都不能滿足實(shí)際要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的CCD圖像幅面小的不足，本發(fā)明提供一種多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價(jià)空間圖像拼接方法。該方法按照給定距離的區(qū)域覆蓋要求和電動(dòng)鏡頭不同距離的視場(chǎng)角，將安裝在不同云臺(tái)上的一組CCD方位角和高低角采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，或者將安裝同一云臺(tái)上的一組CXD高低角采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，實(shí)現(xiàn)給定監(jiān)視區(qū)域的最大覆蓋；通過(guò)監(jiān)視空間等效方法將多個(gè)小幅面CCD系統(tǒng)等效為一個(gè)大幅面CCD監(jiān)視系統(tǒng)，并對(duì)多個(gè)重復(fù)監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行融合估計(jì)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價(jià)空間圖像拼接方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟步驟一、將安裝在不同云臺(tái)上的一組C⑶方位角和高低角、或者安裝同一云臺(tái)上的一組CXD高低角，采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，等效一個(gè)大幅面CXD監(jiān)視系統(tǒng)；步驟二、按照給定距離的區(qū)域覆蓋要求和電動(dòng)鏡頭不同距離的視場(chǎng)角，將安裝在不同云臺(tái)上的一組C⑶方位角和高低角采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，或者安裝同一云臺(tái)上的一組CXD高低角采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，實(shí)現(xiàn)給定監(jiān)視區(qū)域的最大覆蓋；步驟三、等價(jià)一個(gè)大幅面CXD系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)等價(jià)直角坐標(biāo)系定義為0ΧΥΖ，第i個(gè)CXD系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的直角坐標(biāo)系定義為OiXiYiZi，多個(gè)CXD在覆蓋區(qū)域等效觀測(cè)點(diǎn)的直角坐標(biāo)值校正按照以下公式
權(quán)利要求
1.一種多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價(jià)空間圖像拼接方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、將安裝在不同云臺(tái)上的一組CXD方位角和高低角、或者安裝同一云臺(tái)上的一組CXD高低角，采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，等效一個(gè)大幅面CXD監(jiān)視系統(tǒng)； 步驟二、按照給定距離的區(qū)域覆蓋要求和電動(dòng)鏡頭不同距離的視場(chǎng)角，將安裝在不同云臺(tái)上的一組C⑶方位角和高低角采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，或者安裝同一云臺(tái)上的一組CCD高低角采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，實(shí)現(xiàn)給定監(jiān)視區(qū)域的最大覆蓋； 步驟三、等價(jià)一個(gè)大幅面CCD系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)等價(jià)直角坐標(biāo)系定義為OXYZ，第i個(gè)CCD系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的直角坐標(biāo)系定義為OiXiYiZi，多個(gè)C⑶在覆蓋區(qū)域等效觀測(cè)點(diǎn)的直角坐標(biāo)值校正按照以下公式
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多路圖像聯(lián)合監(jiān)視與等價(jià)空間圖像拼接方法，用于解決現(xiàn)有的CCD圖像幅面小的技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方案是按照給定距離的區(qū)域覆蓋要求和電動(dòng)鏡頭不同距離的視場(chǎng)角，將安裝在不同云臺(tái)上的一組CCD方位角和高低角采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，或者將安裝同一云臺(tái)上的一組CCD高低角采用自動(dòng)控制方式調(diào)整，實(shí)現(xiàn)給定監(jiān)視區(qū)域的最大覆蓋。通過(guò)監(jiān)視空間等效方法將多個(gè)小幅面CCD系統(tǒng)等效為一個(gè)大幅面CCD監(jiān)視系統(tǒng)，并對(duì)多個(gè)重復(fù)監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行融合估計(jì)。
文檔編號(hào)G06T11/60GK102905070SQ20121030881
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者史忠科 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)