一種自動確定攝像機位置的方法及裝置與流程

文檔序號：12627965閱讀：537來源：國知局

本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領域，尤其涉及一種自動確定攝像機位置的方法及裝置。

背景技術：

隨著視頻監(jiān)控技術的發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各種行業(yè)中得到了廣泛的應用，為了更直觀的對視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行使用和管理，基于電子地圖呈現(xiàn)的攝像機視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在安防監(jiān)控等行業(yè)中廣泛使用，在基于地圖呈現(xiàn)的攝像機視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，通過地圖可直觀的查看到攝像機所處的位置，并能實時的對地圖指定地點進行視頻監(jiān)控和調度，相比于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控平臺，基于電子地圖的監(jiān)控平臺能夠提供更好的用戶體驗。

在基于電子地圖呈現(xiàn)的攝像機視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，對電子地圖中的攝像機進行點位標注，必須要首先獲取攝像機的經(jīng)緯度，現(xiàn)有技術通過安排工程人員前往每個攝像機安裝的位置，用人工方式對攝像機安裝的位置進行經(jīng)緯度測量，得到攝像機的經(jīng)緯度，然后將攝像機的經(jīng)緯度導入基于電子地圖呈現(xiàn)的攝像機視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，完成攝像機的點位標定。

由于各種視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機數(shù)量非常多，現(xiàn)有技術通過安排工程人員前往每個攝像機安裝的位置，用人工方式對攝像機安裝的位置進行經(jīng)緯度測量，獲取攝像機經(jīng)緯度的方法，需要耗費大量的人力物力并且效率不高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種自動確定攝像機位置的方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術通過人工方式對攝像機安裝的位置進行經(jīng)緯度測量，獲取攝像機經(jīng)緯度的方法，需要耗費大量的人力物力并且效率不高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術方案如下：

一種自動確定攝像機位置的方法，用于確定攝像機的經(jīng)緯度，所述自動確定攝像機位置的方法包括：

控制攝像機轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，根據(jù)所拍攝的視頻圖像識別出周圍場景中的信息點集合，記錄攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)及識別出的信息點的經(jīng)緯度；

從識別出的信息點集合中選取至少兩個信息點，根據(jù)其經(jīng)緯度及其對應的攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)，計算出攝像機的經(jīng)緯度。

本發(fā)明所述攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)包括云臺轉動的角度，所述控制攝像機轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，包括：

根據(jù)設定的角度與方向，控制云臺轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，并獲取云臺反饋的攝像機拍攝視頻圖像時對應的云臺轉動的角度；

或，根據(jù)設定的角度與方向，控制云臺按照預設的時間轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，并根據(jù)云臺最大轉動角度和拍攝的次數(shù)計算出攝像機拍攝視頻圖像時對應的云臺轉動的角度。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所拍攝的視頻圖像識別周圍場景中的信息點，包括：

識別出視頻圖像中的文字信息；

將識別出的文字信息與信息點數(shù)據(jù)庫中的信息點進行匹配，記錄文字信息匹配到的信息點及其經(jīng)緯度；

對記錄的信息點進行信息點篩選，得到攝像機周圍場景中信息點集合。

進一步地，所述對匹配到的信息點進行信息點篩選，還包括：

根據(jù)攝像機所處的區(qū)域或攝像機的最大拍攝距離以及不同的文字信息匹配到的信息點之間的距離，對匹配到的信息點進行篩選，篩選出位于攝像機所在區(qū)域內(nèi)或相互距離在一定范圍內(nèi)的信息點。

優(yōu)選地，所述從識別出的信息點集合中選取至少兩個信息點，包括：

根據(jù)信息點的屬性確定信息點的可信度；

根據(jù)信息點的可信度，從識別出的信息點集合中選取可信度最高的至少兩個信息點。

本發(fā)明還提出了一種自動確定攝像機位置的裝置，用于確定攝像機的經(jīng)緯度，所述自動確定攝像機位置的裝置包括：

信息點識別模塊，用于控制攝像機轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，根據(jù)所拍攝的視頻圖像識別出周圍場景中的信息點集合，記錄攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)及識別出的信息點的經(jīng)緯度；

位置處理模塊，用于從識別出的信息點集合中選取至少兩個信息點，根據(jù)其經(jīng)緯度及其對應的攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)，計算出攝像機的經(jīng)緯度。

本發(fā)明所述攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)包括云臺轉動的角度，所述信息點識別模塊在控制攝像機轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像時，執(zhí)行如下操作：

根據(jù)設定的角度與方向，控制云臺轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，并獲取云臺反饋的攝像機拍攝視頻圖像時對應的云臺轉動的角度；

優(yōu)選地，所述信息點識別模塊根據(jù)所拍攝的視頻圖像識別周圍場景中的信息點，執(zhí)行如下操作：

識別出視頻圖像中的文字信息；

將識別出的文字信息與信息點數(shù)據(jù)庫中的信息點進行匹配，記錄文字信息匹配到的信息點及其經(jīng)緯度；

對記錄的信息點進行信息點篩選，得到攝像機周圍場景中信息點集合。

進一步地，所述信息點識別模塊對匹配到的信息點進行信息點篩選，還執(zhí)行如下操作：

優(yōu)選地，所述位置處理模塊從識別出的信息點集合中選取至少兩個信息點，執(zhí)行如下操作：

根據(jù)信息點的屬性確定信息點的可信度；

根據(jù)信息點的可信度，從識別出的信息點集合中選取可信度最高的至少兩個信息點。

本發(fā)明提出了一種自動確定攝像機位置的方法及裝置，通過控制攝像機轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，根據(jù)所拍攝的視頻圖像識別出周圍場景中的信息點集合，從識別出的信息點集合中選取至少兩個信息點，根據(jù)其經(jīng)緯度及其對應的攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)，計算出攝像機的經(jīng)緯度。本發(fā)明能夠自動計算出攝像機的位置，提高了標定攝像機位置的效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明自動確定攝像機位置的方法的流程圖；

圖2為本實施例通過二個POI信息點確定攝像機位置的示意圖；

圖3為本實施例通過三個POI信息點確定攝像機位置的示意圖；

圖4為本發(fā)明自動確定攝像機位置的裝置結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明技術方案做進一步詳細說明，以下實施例不構成對本發(fā)明的限定。

本發(fā)明的總體思路是根據(jù)攝像機拍攝的周圍場景圖像，確定攝像機的位置，常用于在電子地圖中確定攝像機的經(jīng)緯度信息。通過控制攝像機對周圍場景進行拍攝，獲取攝像機周圍場景的視頻圖像，對所獲取視頻圖像中的文字進行識別，將識別出來的文字信息進行過濾后與POI數(shù)據(jù)庫中的POI數(shù)據(jù)進行匹配，并對所有匹配到的POI數(shù)據(jù)進行分析，得到攝像機周圍場景中的信息點POI，根據(jù)攝像機周圍場景中的信息點POI的位置以及攝像機拍攝周圍場景視頻圖像時的參數(shù)確定出攝像機的位置。

本實施例一種自動確定攝像機位置的方法，如圖1所示，包括：

步驟S1、控制攝像機轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，根據(jù)所拍攝的視頻圖像識別出周圍場景中的信息點集合，記錄攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)及識別出的信息點的經(jīng)緯度。

本實施例通過控制攝像機云臺進行轉動，并使攝像機在云臺每次轉動預設的角度后拍攝視頻圖像，實現(xiàn)獲取攝像機周圍場景的視頻圖像。為了使拍攝視頻圖像中攝像機周圍場景的范圍最大，在進行視頻圖像拍攝前，先將攝像機的變焦倍率調到最小。然后控制云臺，將攝像機的垂直方向角度設定為最小角度(比如0度)，將攝像機的水平方向角度也設定為最小角度(比如0度)，將此位置作為攝像機周圍場景視頻圖像拍攝的初始位置，控制云臺從初始位置沿水平方向轉動到最大角度，控制攝像機在初始位置以及云臺每次轉動預設的水平方向轉動步長(例如10度)后拍攝一張視頻圖像，該預設的水平方向轉動步長要確保每次抓拍視頻圖像和上一次存在一定的重疊，防止水平方向上部分區(qū)域漏拍。

然后控制云臺，將攝像機垂直方向的角度按設定的垂直方向轉動步長進行調整，水平方向按上述方法重新抓拍，垂直方向轉動步長要確保每次抓拍視頻圖像和上一次相同水平角度抓拍的視頻圖像在垂直方向存在一定的重疊，防止垂直方向上部分區(qū)域漏拍。直到垂直方向覆蓋了所有能夠覆蓋的方位，直到攝像機垂直方向的角度達到最大。

記錄下拍攝每張視頻圖像時云臺的位置和轉動方向以及攝像機的變焦參數(shù)。

通過上述方法，本實施例拍攝到攝像機周圍場景中攝像機可覆蓋范圍內(nèi)的所有視頻圖像。

需要說明的是，拍攝攝像機周圍場景視頻圖像時也可以從攝像機當前的位置開始抓拍，按照一定的順序，控制云臺從上到下，然后從左到右，或者，控制云臺從左到右，然后從上到下，直到拍攝到攝像機可覆蓋范圍的所有視頻圖像。

從而對于有云臺反饋的攝像機，能夠根據(jù)設定的角度與方向，控制云臺轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，并獲取云臺反饋的攝像機拍攝視頻圖像時云臺轉動的角度。如果攝像機不帶云臺位置反饋，即云臺可以接受向某個方向進行轉動以及停止轉動的指令，但云臺在轉動完成后，不會反饋轉動的角度。在這種情況下，本實施例可以基于云臺的最大轉動角度，控制云臺按照預設的時間轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，并根據(jù)預設的時間計算出攝像機拍攝視頻圖像時云臺轉動的角度。

例如先確定云臺每次轉動的時間：在初始位置拍攝視頻圖像，設置一個轉動時間T1，控制云臺在水平方向轉動，在轉動停止后拍攝視頻圖像，并與初始位置拍攝的視頻圖像進行比對，如果視頻圖像重合的比例大于預設的比例，則說明轉動不足，恢復初始角度，重新設置一個稍大的轉動時間，如果視頻圖像重合的比例小于預設的比例，則說明轉動過大，恢復初始角度，重新設定一個稍小的轉動時間，直到得到一個合適的轉動時間。將該轉動時間作為云臺每次轉動的時間。

按云臺每次轉動的時間控制云臺在水平方向順序轉動，并在每次轉動停止后進行視頻圖像拍攝，直到水平方向轉到最大角度，記錄視頻圖像拍攝的次數(shù)。

用云臺在水平方向能轉動的最大角度除以視頻圖像拍攝次數(shù)即得到云臺每次在水平方向轉動的角度。

用同樣的方法可以計算出云臺每次在垂直方向轉動的角度。

本實施例通過上述的方法，拍攝到攝像機周圍場景的視頻圖像，并記錄攝像機拍攝視頻圖像時對應的參數(shù)，這些參數(shù)包括云臺轉動的角度及變焦倍率等。

本實施例在每次拍攝視頻圖像后，啟動拍攝視頻圖像識別流程，進行拍攝視頻圖像中的文字識別。如果拍攝視頻圖像識別流程中控制了云臺，則需要在拍攝視頻圖像識別流程結束后將云臺恢復到原來的狀態(tài)，以便進行后續(xù)位置的視頻圖像拍攝。進行拍攝視頻圖像中的文字識別時，先將拍攝視頻圖像分為多個區(qū)域并記錄每個區(qū)域的編號，然后對每個區(qū)域進行文字識別。對每個區(qū)域進行文字識別的具體步驟為：

首先對該區(qū)域是否有文字進行大致判斷，如果判斷有文字則對文字進行準確識別；在對文字進行準確識別時，如果識別出的文字不全，則控制云臺調整角度并控制攝像機進行變焦，確保文字被完整覆蓋后進行重新拍攝，如果無法對文字進行準確識別，則調整攝像機的焦距對文字進行放大后重新拍攝，直到對文字進行完整識別。

需要說明的是，在文字識別中，根據(jù)識別的需要可以調整云臺的角度，并還可以控制攝像機進行變焦(改變變焦倍率)來重新拍攝視頻圖像，并重新識別，直到對文字進行完整識別，從而記錄識別出文字對應的云臺轉動角度和變焦倍率。由于在識別流程中控制了云臺，則需要在該位置視頻圖像識別流程結束后將攝像機恢復到原來的狀態(tài)，即該位置最初的拍攝參數(shù)，以便進行后續(xù)位置的視頻圖像拍攝。

本實施例中云臺為攝像機的云臺，可以調整云臺控制攝像機轉動拍攝周圍場景的視頻圖像。

將識別出的文字信息記錄到ResultTable表中，ResultTable表的具體內(nèi)容如下：

表1

如果在對該區(qū)域是否有文字進行大致判斷時沒有發(fā)現(xiàn)文字，則繼續(xù)判斷該區(qū)域是否有文字被移動物體遮擋，如果有文字被移動物體遮擋，則將抓拍位置和區(qū)域位置記錄在UnSnapTable表中，UnSnapTable表的具體內(nèi)容如下：

表2

本實施例根據(jù)預設的時間周期，周期性地對UnSnapTable表中的記錄進行逐條處理，包括重新拍攝視頻圖像和重新識別。如果某條記錄中被遮擋的文字識別出來后，將識別出來的文字信息記錄到上述ResultTable表中，并在UnSnapTable表中刪除該記錄；如果某條記錄中被遮擋的文字還是繼續(xù)被遮擋，則將該記錄在UnSnapTable表中對應的處理次數(shù)加一，直到處理次數(shù)等于預設的處理次數(shù)閾值后，將該記錄從UnSnapTable表中刪除。

通過上述方法，本實施例得到攝像機周圍場景視頻圖像中的所有文字信息，并記錄在ResultTable表中。容易理解的是，對視頻圖像進行文字識別的目的是找到文字對應的信息點，因此本發(fā)明并不限于利用文字信息來查找信息點，也可以通過商標、圖案、建筑物形狀等來識別出攝像機周圍的信息點，這里不再贅述。

本實施例得到攝像機周圍場景視頻圖像中的所有文字信息后，為了使得識別出的信息點更加準確，確保其為攝像機周圍的信息點，優(yōu)選地，本實施例還從ResultTable表中逐條選取記錄的文字信息進行處理。具體地，首先對文字信息進行過濾，即判斷是否為無效的文字信息，例如是廣告語、友情提示、路牌提示類的信息，如果是，則過濾掉該文字信息，如果不是，則保留該文字信息。然后將過濾后的文字信息與POI數(shù)據(jù)庫中的POI進行匹配，將每條文字信息匹配到的所有POI的經(jīng)緯度記錄在ResultTable表中相應的經(jīng)緯度字段。由于一條文字信息可能會匹配到多個POI，因此需要根據(jù)攝像機所在的區(qū)域、攝像機的最大拍攝距離以及不同的文字信息匹配到的POI之間的距離對記錄的經(jīng)緯度進行篩選。例如，攝像機位于杭州市、濱江區(qū)，則可以刪除不在該區(qū)域的經(jīng)緯度；又例如，攝像機的最大拍攝距離為300米，文字信息“工商銀行”匹配到多個POI，文字信息“外婆家”匹配到多個POI，則只保留二者之間距離小于600米的名稱為“工商銀行”與“外婆家”的POI組合的經(jīng)緯度。

通過上述方法對經(jīng)緯度進行篩選后，得到文字信息對應的唯一經(jīng)緯度，如下表所示：

表3

通過上述方法，本實施例得到攝像機周圍場景中信息點POI的名稱(即對應的文字信息)、經(jīng)緯度及拍攝該信息點所在視頻圖像時攝像機的參數(shù)，攝像機的參數(shù)包括攝像機云臺的位置、轉動方向和攝像機的Zoom變焦參數(shù)，其中云臺的位置、轉動方向就對應了云臺轉動的角度。

步驟S2、從識別出的信息點集合中選取至少兩個信息點，根據(jù)其經(jīng)緯度及其對應的攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)，計算出攝像機的經(jīng)緯度。

本實施例獲取攝像機周圍場景中信息點POI的名稱、經(jīng)緯度及拍攝該信息點所在視頻圖像時攝像機的參數(shù)后，如果存在多個可用的信息點，則可以隨機選擇兩個信息點來確定攝像機的位置。也可以進一步根據(jù)各信息點的可信度進行選擇，信息點的可信度根據(jù)信息點的屬性來確定，比如政府機構信息點的可信度高，小商鋪信息點的可信度低，優(yōu)先選擇可信度高的信息點來標定攝像機的位置。

任選二個可信度最高的信息點，查詢信息點的經(jīng)緯度得到這二個信息點的位置，查詢拍攝每個信息點所在視頻圖像時攝像機的參數(shù)，得到拍攝每個信息點所在視頻圖像時攝像機云臺在水平方向轉動的角度，將這二個角度相減得到攝像機所在位置分別與這二個信息點連線之間的夾角θ，如圖2所示，然后根據(jù)拍攝每個信息點所在視頻圖像時攝像機的Zoom變焦倍率，分別計算出攝像機到二個信息點的距離，根據(jù)攝像機所在位置分別與這二個信息點連線之間的夾角θ，攝像機到二個信息點的距離，以及攝像機云臺拍攝視頻圖像時轉動的方向，即可確定出攝像機所在的位置P，并計算出攝像機的經(jīng)緯度。

容易理解的是，本實施例還根據(jù)信息點對應的攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)，計算出信息點與攝像機的距離，從識別出的信息點集合中選取距離最遠的至少兩個信息點。根據(jù)幾何學，信息點距離攝像機越遠，信息點的區(qū)域范圍相對攝像機越小，則標定的攝像機位置時的誤差就越小。因此本實施例優(yōu)選信息點的區(qū)域范圍小，離攝像機遠的信息點來確定攝像機的位置。

考慮到每一個信息點(比如，人民銀行)都有一定的區(qū)域范圍，POI的經(jīng)緯度采用POI對應建筑物的區(qū)域范圍內(nèi)的任一經(jīng)緯度都是合理的，相對于通過二個信息點確定攝像機位置的方案，通過三個信息點可以更精確的確定一個攝像機位置。如圖3所示，通過信息點1和信息點2確定攝像機的位置為平行四邊形ABCD內(nèi)的任意位置，而通過信息點1、信息點2和信息點3確定攝像機的位置為圖中的陰影區(qū)域內(nèi)的任意位置。

如圖4所示，一種自動確定攝像機位置的裝置，用于確定攝像機的經(jīng)緯度。該自動確定攝像機位置的裝置與上述方法相對應，包括：

本實施例攝像機拍攝視頻圖像時的參數(shù)包括云臺轉動的角度和變焦倍率。信息點識別模塊在控制攝像機轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像時，執(zhí)行如下操作：

根據(jù)設定的角度與方向，控制云臺轉動，拍攝周圍場景的視頻圖像，并獲取云臺反饋的攝像機拍攝視頻圖像時對應的云臺轉動的角度；

與上述方法對應地，本實施例信息點識別模塊根據(jù)所拍攝的視頻圖像識別周圍場景中的信息點，執(zhí)行如下操作：

識別出視頻圖像中的文字信息；

將識別出的文字信息與信息點數(shù)據(jù)庫中的信息點進行匹配，記錄文字信息匹配到的信息點及其經(jīng)緯度；

對記錄的信息點進行信息點篩選，得到攝像機周圍場景中信息點集合。

容易理解的是，與上述方法對應地，還可以通過識別商標、圖案、建筑物形狀等來識別出攝像機周圍的信息點，這里不再贅述。

本實施例信息點識別模塊對匹配到的信息點進行信息點篩選，還執(zhí)行如下操作：

根據(jù)攝像機所處的區(qū)域或攝像機的最大拍攝距離以及不同的文字信息匹配到的信息點之間的距離，對匹配到的信息點進行篩選，篩選出位于攝像機所在區(qū)域內(nèi)或相互距離在一定范圍內(nèi)的信息點。具體篩選方法在上文已經(jīng)描述，這里不再贅述。

本實施例位置處理模塊從識別出的信息點集合中選取至少兩個信息點，執(zhí)行如下操作：

根據(jù)信息點的屬性確定信息點的可信度；