一種攝像機(jī)機(jī)芯光軸自動(dòng)糾偏方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及視頻安防監(jiān)控領(lǐng)域,具體設(shè)及一種攝像機(jī)機(jī)忍光軸自動(dòng)糾偏方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 一般的攝像機(jī)機(jī)忍都有變倍的功能,也即對(duì)所拍攝的物體有放大縮小的功能。當(dāng) 攝像機(jī)機(jī)忍變倍改變時(shí),會(huì)產(chǎn)生光軸偏移。通俗地說(shuō),光軸偏移就是當(dāng)在某個(gè)倍率下看到 某個(gè)物體處在畫(huà)面的正中屯、,但變倍放大或縮小后,物體通常并不是還處在正中屯、,而是往 畫(huà)面的上、下、左或者右發(fā)生了偏移,運(yùn)個(gè)偏移就是光軸偏移。光軸偏移會(huì)給攝像機(jī)系統(tǒng)造 成較大誤差,需要進(jìn)行糾正。要糾正光軸偏移,首先要測(cè)量光軸偏移,要糾正光軸偏移,必須 計(jì)算出每種倍率下光軸偏移的大小,但是由于攝像機(jī)機(jī)忍的變焦是連續(xù)的,因此我們不可 能測(cè)量每種倍率下的偏移,只能采用分段采樣的方法,測(cè)量較少組數(shù)據(jù),然后根據(jù)運(yùn)較少的 數(shù)據(jù)擬合成某個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù),再通過(guò)運(yùn)個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)計(jì)算出其他各種倍率下的偏移量?,F(xiàn)有技 術(shù)中,需要應(yīng)用特殊的儀器來(lái)手動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)。但是由于生產(chǎn)出來(lái)的每一個(gè)攝像機(jī)都不同, 因此在測(cè)量之前需要對(duì)每一個(gè)攝像機(jī)都進(jìn)行光軸校準(zhǔn),再對(duì)每一個(gè)攝像機(jī)手動(dòng)測(cè)量運(yùn)些數(shù) 據(jù),然后再將運(yùn)些數(shù)據(jù)輸入進(jìn)攝像機(jī)里面,如此,勢(shì)必會(huì)帶來(lái)很大的工作量。并且,若測(cè)量的 數(shù)據(jù)多了則會(huì)很耗時(shí),而且容易出錯(cuò),而測(cè)量的數(shù)據(jù)少了,則會(huì)導(dǎo)致擬合的數(shù)學(xué)函數(shù)不夠準(zhǔn) 確,計(jì)算出來(lái)的光軸偏差會(huì)不準(zhǔn)確。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種簡(jiǎn)單、自動(dòng)的攝像機(jī)機(jī)忍光軸自 動(dòng)糾偏方法,采用的技術(shù)方案如下:
[0004] 一種攝像機(jī)機(jī)忍光軸自動(dòng)糾偏方法,包括: 陽(yáng)0化]SI.準(zhǔn)備畫(huà)有十字線的背景物體,將攝像機(jī)的倍率調(diào)至最小,并同時(shí)調(diào)整攝像機(jī)與 背景物體的相對(duì)位置,使背景物體充滿攝像機(jī)的畫(huà)面;
[0006] S2.通過(guò)上位機(jī)控制攝像機(jī)的倍率變至最大;
[0007] S3.通過(guò)上位機(jī)控制攝像機(jī)的云臺(tái),使攝像機(jī)畫(huà)面中的十字線交叉點(diǎn)與背景物體 中的十字線交叉點(diǎn)相重合;
[0008] S4.通過(guò)上位機(jī)尋找背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置,并計(jì)算其與攝像機(jī)畫(huà)面的 十字線交叉點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值;
[0009] S5.判斷步驟S4的測(cè)試倍率下背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的 十字線交叉點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值與上個(gè)測(cè)試倍率的差值是否一樣, 若一樣則不記錄,若不一樣則記錄.
[0010] S6.調(diào)整攝像機(jī)的倍率,重復(fù)步驟S4和S5,計(jì)算各倍率下背景物體中十字線交叉 點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的十字線交叉點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值并判斷 記錄;
[0011] S7.上位機(jī)將記錄的背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的十字線交叉 點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值發(fā)送至攝像機(jī);
[0012] S8.攝像機(jī)對(duì)各倍率下背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的十字線交 叉點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值進(jìn)行線性插值,并根據(jù)應(yīng)用層的命令將其發(fā) 送至應(yīng)用層。 陽(yáng)013] 本發(fā)明控制攝像機(jī)由最大倍率逐漸變到最小倍率,計(jì)算每個(gè)測(cè)試倍率下光軸與視 軸的像素差值,若與上個(gè)倍率差值一樣不做記錄,差值不一樣則做一次記錄,最后會(huì)得出兩 個(gè)集合: 陽(yáng) 01 4] Xoff=Ixm,Xml,...,Xll 陽(yáng)01 引 Y〇ff={ym,ymi,...,yil
[0016] 并發(fā)送至攝像機(jī),攝像機(jī)對(duì)集合中相鄰元素做線性插值,則輸入任意倍率,即可計(jì) 算出對(duì)應(yīng)的像素差值。
[0017] 作為優(yōu)選,所述尋找各倍率下背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置的具體過(guò)程包括尋 找十字水平線所在的行數(shù)和十字豎直線所在的列數(shù),具體過(guò)程如下:
[0018] S41.計(jì)算十字水平線在攝像機(jī)畫(huà)面中的實(shí)際像素和十字豎直線在攝像機(jī)畫(huà)面中 的實(shí)際像素;
[0019] S42.利用步驟S41計(jì)算所得的實(shí)際像素進(jìn)行分組查找,具體如下:
[0020] 從背景物體在攝像機(jī)所成的圖像的第一行開(kāi)始,每行為一組,累加圖像灰度值,累 加時(shí)對(duì)每行的圖像灰度值累加值進(jìn)行加權(quán);
[0021] S43.重復(fù)步驟S42,直到行結(jié)束;
[0022] S44.尋找最小的圖像灰度值累加值,確定十字水平線所在的行數(shù);
[0023] S45.利用步驟S41計(jì)算所得的實(shí)際像素進(jìn)行分組查找,具體如下:
[0024] 從背景物體在攝像機(jī)所成的圖像的第一列開(kāi)始,每列為一組,累加圖像灰度值,累 加時(shí)對(duì)每列的圖像灰度值累加值進(jìn)行加權(quán); 陽(yáng)0巧]S46.重復(fù)步驟S45,直到列結(jié)束; 陽(yáng)0%] S47.尋找最小的圖像灰度值累加值,確定十字豎直線所在的列數(shù);
[0027] S48.利用步驟S44和S47所確定的行數(shù)和列數(shù),確定背景物體中十字交叉點(diǎn)在攝 像機(jī)畫(huà)面中的實(shí)際位置。
[0028] 作為優(yōu)選,所述步驟S41具體為:確定背景物體中十字線的線寬W、攝像機(jī)與背景 物體之間的垂直距離t攝像機(jī)實(shí)時(shí)水平視場(chǎng)角Ah和垂直視場(chǎng)角Ay、攝像機(jī)實(shí)時(shí)分辨率寬 W和分辨率高H,利用公式
計(jì)算十字水平線在攝像機(jī)畫(huà)面中的實(shí)際像素Ph, 利用公式
算十字豎直線在攝像機(jī)畫(huà)面中的實(shí)際像素Py。
[0029] 所述步驟S42中最后每組的圖像灰度值累加為:
[0031] 其中,r為每組開(kāi)始的行數(shù),從第一行開(kāi)始,到r-Ph行結(jié)束。找到最小的f后, 十字水平線所在的行數(shù)即為
[0033] 所述步驟S45中最后每組的圖像灰度值累加為:
[00對(duì)其中,C為每組開(kāi)始的列數(shù),從第一列開(kāi)始,到C-P別結(jié)束。找到最小的。后, 十字豎直線所在的列數(shù)即為
[0037] 本發(fā)明的另一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種攝像機(jī)機(jī)忍光軸自動(dòng)糾偏系 統(tǒng),采用的技術(shù)方案如下:
[0038] 一種攝像機(jī)機(jī)忍光軸自動(dòng)糾偏系統(tǒng),包括畫(huà)有十字線的背景物體、上位機(jī)和攝像 機(jī),所述上位機(jī)和攝像機(jī)信號(hào)連接,所述上位機(jī)包括攝像機(jī)倍率調(diào)整模塊、攝像機(jī)云臺(tái)控制 模塊、背景物體十字線交叉點(diǎn)位置尋找模塊、水平光軸偏移像素差值計(jì)算模塊、垂直光軸偏 移像素差值計(jì)算模塊和判斷記錄模塊;
[0039] 所述攝像機(jī)倍率調(diào)整模塊用于調(diào)整攝像機(jī)的倍率;
[0040] 所述攝像機(jī)云臺(tái)控制模塊用于控制攝像機(jī)的云臺(tái),使攝像機(jī)畫(huà)面中的十字線交叉 點(diǎn)與背景物體中的十字線交叉點(diǎn)相重合;
[0041] 所述背景物體十字線交叉點(diǎn)位置尋找模塊用于尋找背景物體中十字線交叉點(diǎn)的 位置;
[0042] 所述水平光軸偏移像素差值計(jì)算模塊用于計(jì)算各倍率下背景物體中十字線交叉 點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的十字線交叉點(diǎn)在水平方向上的光軸偏移像素差值;
[0043] 所述垂直光軸偏移像素差值計(jì)算模塊用于計(jì)算各倍率下背景物體中十字線交叉 點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的十字線交叉點(diǎn)在垂直方向上的光軸偏移像素差值;
[0044] 所述判斷記錄模塊用于判斷某個(gè)測(cè)試倍率下背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置與 攝像機(jī)畫(huà)面的十字線交叉點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值與上個(gè)測(cè)試倍率的 差值是否一樣,若一樣則不記錄,若不一樣則記錄。
[0045] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明自動(dòng)采集不同倍率下的背景物體中 十字線交叉點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的十字線交叉點(diǎn)在水平和垂直方向上的偏差樣本,避免 了手動(dòng)采集偏差樣本數(shù)據(jù)工作量大、容易出錯(cuò)的問(wèn)題,大大提高了生產(chǎn)效率,且本發(fā)明中, 偏差樣本不需要專(zhuān)口的儀器來(lái)測(cè)量,節(jié)省了生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 圖1是本發(fā)明的流程圖;
[0047] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一定倍率下背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面 的十字線交叉點(diǎn)在水平方向和垂直方向上的光軸偏移像素差值;
[0048] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例該倍率下背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的 十字線交叉點(diǎn)在水平方向的光軸偏移像素差值折線圖;
[0049] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例該倍率下背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的 十字線交叉點(diǎn)在水平方向的光軸偏移像素差值折線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0051] 實(shí)施例:如圖1所示,一種攝像機(jī)機(jī)忍光軸自動(dòng)糾偏方法,包括:
[0052] SI.準(zhǔn)備畫(huà)有十字線的背景物體,將攝像機(jī)的倍率調(diào)至最小,并同時(shí)調(diào)整攝像機(jī)與 背景物體的相對(duì)位置,使背景物體充滿攝像機(jī)的畫(huà)面;
[0053] S2.通過(guò)上位機(jī)控制攝像機(jī)的倍率變至最大;
[0054] S3.通過(guò)上位機(jī)控制攝像機(jī)的云臺(tái),使攝像機(jī)畫(huà)面中的十字線交叉點(diǎn)與背景物體 中的十字線交叉點(diǎn)相重合;
[0055] S4.通過(guò)上位機(jī)尋找背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置,并計(jì)算其與攝像機(jī)畫(huà)面的 十字線交叉點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值;
[0056] S5.判斷步驟S4的測(cè)試倍率下背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的 十字線交叉點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值與上個(gè)測(cè)試倍率的差值是否一樣, 若一樣則不記錄,若不一樣則記錄.
[0057] S6.調(diào)整攝像機(jī)的倍率,重復(fù)步驟S4和S5,計(jì)算各倍率下背景物體中十字線交叉 點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的十字線交叉點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值并判斷 記錄;
[0058] S7.上位機(jī)將記錄的背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的十字線交叉 點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值發(fā)送至攝像機(jī);
[0059] S8.攝像機(jī)對(duì)各倍率下背景物體中十字線交叉點(diǎn)的位置與攝像機(jī)畫(huà)面的十字線交 叉點(diǎn)在水平和垂直方向上的光軸偏移像素差值進(jìn)行線性插值,并根據(jù)應(yīng)