一種PT攝像機的視野調整控制方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種PT攝像機的視野調整控制方法和裝置，該方法既能夠提供操作者攝像機指向方位的直觀感知，通過全景圖像提供直觀的方向感知，又能夠實現快速、全方向、任意方位定位的PT攝像機控制。本發明專利技術實現了高效的人機交互方式，定位時操作者面對全局視野圖像直接操作，能夠視野調整，操作者即使在對攝像機的安裝位置、控制方法不熟悉的情況下，都能夠方便地實現所見即所得的操控效果，并且能夠很好地實現PT攝像機視野精確快速PT定位。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種PT攝像機的視野調整控制方法和裝置，屬于自動化控制
和機器視覺領域。
技術介紹
目前，帶有PT(即Pan&Tilt)功能的攝像機(即：后續簡稱為PT攝像機)在視頻監控與機器視覺行業應用非常廣泛。PT功能可以讓用戶很靈活地調整攝像機到某一方位,實現視野調整。其與固定方位攝像機相比，在保證清晰度的條件下，帶PT功能的攝像機可以覆蓋更廣闊的視野，從而減少項目中攝像機部署的數量，節省設備、安裝、運維成本。現有的PT攝像機視野調整控制主要有三種方法，包括：1.搖桿控制：通過機械或虛擬搖桿來實現PT攝像機水平和垂直轉動。用戶操作某一方向搖桿，則相應向該方向轉動。2.虛擬3D定位：攝像機提供一種可視化的直觀控制界面，用戶借助于輸入設備(如鼠標)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視野調整。如果用戶在監控圖像上畫了一個框，則將PT攝像機定位到用戶框住的圖像中心，而如果用戶是直接點擊了監控圖像中的一點，則將PT攝像機視野中心定位到該點。3.預置位控制：攝像機提供一種能保存和調取多個PT位置參數的機制。每一個預置位可以保存PT攝像機的對應一個視野的固定方位參數，稱為設定預置位。當用戶想定位到某一預先設定的視野時，直接通過操縱裝置選取這個預置位，稱為調用預置位。但是，上述現有的PT攝像機調整視野的方法存在以下的問題，包括：1.通過機械或虛擬搖桿來調整視野，只能使PT沿某個方向逐漸轉動，無法快速定位到某個任意指定的方位。2.通過在監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前監控畫面的視野范圍，無法實現全局可視化操作。3.攝像機預置位技術可以快速定位，又不受限于監控畫面的視野范圍，但這種方法無法提供給操作者的直觀圖像感知。操作者不能知道預置位具體在哪個方向，也無法預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置位視野方位以及場景信息調用預置位，實現固定的視野調整。因此，既能提供操作者攝像機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)，又能實現快速、全方向、任意方位定位的PT攝像機控制方法已成為行業內迫切需要解決的問題。而本專利技術能夠很好地解決上面的問題。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供了一種PT攝像機的視野調整控制方法和裝置，該方法既能夠提供操作者攝像機指向方位的直觀感知，通過全景圖像提供直觀的方向感知，又能夠實現快速、全方向、任意方位定位的PT攝像機控制。本專利技術解決其技術問題所采取的技術方案是：一種PT攝像機的視野調整控制方法，該方法包括如下步驟：步驟1：全局視野圖像采集。首先要攝取PT攝像機全方位視野圖像信息。本專利技術把PT攝像機所處空間視為一個三維立體球面坐標系，攝像機中心為坐標系原點。PT攝像機分別沿水平和垂直兩個方向，每次轉動一定的角度，即(水平為a，垂直為b)采集圖像，此轉動的角度步長不能超過PT攝像機對應方向的視場角，保證相鄰圖像有部分重疊。PT攝像機完成沿水平方向轉動360度，沿垂直方向轉動90度，共采集至少[(360/a)]*[90/b]張圖像，其中[]表示取整數，實現對全部視野的圖像采集。步驟2：在采集全局視野圖像的同時，記錄PT攝像機每次轉動對應的方位角度信息。方位信息可以用PT攝像機坐標來表示，一個PT攝像機坐標有兩個角度信息，即水平旋轉角和仰角。方位信息收集部件和上面的圖像采集部件協同工作，在全局圖像采集部件采集每個位置圖像時，記錄對應該視野圖像中心的PT攝像機坐標。PT攝像機的水平視場角和垂直視場角是PT攝像機的一個固有參數。結合這個攝像機固有參數信息，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的PT攝像機坐標。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攝像機所處位置的全方位圖像信息，本專利技術稱之為PT攝像機雷達圖。PT攝像機雷達圖的效果就好像是從球體容器中心觀察球體內表面場景看到的效果一樣。步驟4：方位信息融合。計算PT攝像機雷達圖上每個點對應的PT攝像機坐標。一種減少運算與存儲負擔的方法是不計算雷達圖上每個點的PT攝像機坐標，而只是計算存儲雷達圖中的一部分點，即(特征點)的PT攝像機坐標。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。根據方位信息收集中記錄的每幅圖像中心的PT攝像機坐標和PT攝像機水平視場角和垂直視場角，本專利技術可以計算出PT攝像機雷達圖上每一個點對應PT攝像機坐標。步驟5：PT攝像機雷達圖顯示。用非常直觀的方法把全局視野圖像呈現給使用者。步驟6：PT攝像機雷達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圖產生人機交互。本專利技術采集用戶的操控動作信息。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。方位計算根據用戶操控輸入和PT攝像機雷達圖的方位信息計算出用戶期望調整的視野對應PT攝像機轉動方位。若用戶點擊PT攝像機雷達圖上的某一點，如果該點恰好是選取的PT攝像機雷達圖特征點，則直接將PT攝像機定位到該PT攝像機雷達圖特征點的坐標。如果不是，則根據相鄰的PT攝像機雷達圖特征點，采用插值的方法計算出用戶點擊點的PT攝像機坐標，然后將PT攝像機視野中心定位到該坐標上。如果用戶在PT攝像機雷達圖上框選了一部分區域，則計算該區域的中心位置的PT攝像機坐標，然后把PT攝像機視野定位到該坐標上。如果攝像機帶有Zoom功能，還可以將PT攝像機的視野縮放到用戶選擇區域內的視野畫面。步驟8：驅動攝像機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的PT裝置，并驅動攝像機PT裝置轉動到計算出的PT方位(對于工業攝像機，還可以包括ZOOM信息)。本專利技術的上述方法應用于PT攝像機的視野調整控制裝置。本專利技術還提供了一種PT攝像機的視野調整控制裝置，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。圖像采集部件：所述的圖像采集部件執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；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責記錄PT攝像機每次轉動對應的方位角度信息；圖像融合部件：所述的圖像融合部件負責將圖像采集部件采集到的圖像拼接成一張全景圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種PT攝像機的視野調整控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：步驟1：全局視野圖像采集；首先攝取PT攝像機全方位視野圖像信息，把PT攝像機所處空間視為一個三維立體球面坐標系，攝像機中心為坐標系原點；所述的PT攝像機分別沿水平和垂直兩個方向，每次轉動一定的角度(即水平為a，垂直為b)采集圖像，此轉動的角度步長不能超過PT攝像機對應方向的視場角，使相鄰圖像有部分重疊；步驟2：在采集全局視野圖像的同時，記錄PT攝像機每次轉動對應的方位角度信息；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攝像機所處位置的全方位圖像信息，即PT攝像機雷達圖；步驟4：方位信息融合；步驟5：PT攝像機雷達圖顯示；步驟6：PT攝像機雷達圖顯示全視野圖像給用戶；步驟7：方位計算；所述的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；方位計算根據用戶操控輸入和PT攝像機雷達圖的方位信息計算出用戶期望調整的視野對應PT攝像機轉動方位；步驟8：驅動攝像機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的PT裝置，并驅動攝像機PT裝置轉動到計算出的PT方位。...

【技術特征摘要】
1.一種PT攝像機的視野調整控制方法，其特征在于，所述方法包括如下
步驟：
步驟1：全局視野圖像采集；
首先攝取PT攝像機全方位視野圖像信息，把PT攝像機所處空間視為一個
三維立體球面坐標系，攝像機中心為坐標系原點；所述的PT攝像機分別沿水平
和垂直兩個方向，每次轉動一定的角度(即水平為a，垂直為b)采集圖像，此
轉動的角度步長不能超過PT攝像機對應方向的視場角，使相鄰圖像有部分重疊；
步驟2：在采集全局視野圖像的同時，記錄PT攝像機每次轉動對應的方位
角度信息；
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攝像機所處位置的全方位圖像信息，即PT攝像機雷達圖；
步驟4：方位信息融合；
步驟5：PT攝像機雷達圖顯示；
步驟6：PT攝像機雷達圖顯示全視野圖像給用戶；
步驟7：方位計算；
所述的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；方位計算根據用戶操控輸入和PT攝像機雷達圖的方位信息
計算出用戶期望調整的視野對應PT攝像機轉動方位；
步驟8：驅動攝像機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的PT裝置，并驅動攝
像機PT裝置轉動到計算出的PT方位。
2.根據權利要求1所述的一種PT攝像機的視野調整控制方法，其特征在
于，所述步驟1包括：PT攝像機完成沿水平方向轉動360度，沿垂直方向轉動

\t90度，共采集至少[(360/a)]*[90/b]張圖像，其中[]表示取整數，對全部視野
的圖像采集。
3.根據權利要求1所述的一種PT攝像機的視野調整控制方法，其特征在
于，所述步驟2包括：所述的方位信息用PT攝像機坐標來表示，一個PT攝像
機坐標有兩個角度信息，即水平旋轉角和仰角；方位信息收集部件和圖像采集
部件協同工作，在全局圖像采集部件采集每個位置圖像時，記錄對應該視野圖
像中心的PT攝像機坐標；PT攝像機的水平視場角和垂直視場角是PT攝像機的
一個固有參數，結合這個攝像機固有參數信息，通過方位信息收集計算出每一
張圖像上任意一點所對應的PT攝像機坐標。
4.根據權利要求1所述的一種PT攝像機的視野調整控制方法，其特征在
于，所述步驟3包括：所述的PT攝像機雷達圖是從球體容器中心觀察球體內表
面場景。
5.根據權利要求1所述的一種PT攝像機的視野調整控制方法，其特征在
于，所述步驟4包括：計算PT攝像機雷達圖上每個點對應的PT攝像機坐標；
一種是減少運算與存儲負擔的方法，不計算雷達圖上每個點的PT攝像機坐標，
而只是計算存儲雷達圖中的一部分點，即(特征點)的PT攝像機坐標；另一種
是特征點選取方法，按一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳珂，王興國，穆科明，
申請(專利權)人：南京杰邁視訊科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32