本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于視頻圖像的隧道人員疏散軌跡測定方法，本發(fā)明專利技術(shù)為克服Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法是基于一個平面的缺點，提出利用視頻圖像上兩個平面與各相應(yīng)的真實場景平面的對應(yīng)關(guān)系，構(gòu)成一個立體空間關(guān)系的視頻圖像坐標(biāo)與真實世界坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，基于上述對應(yīng)關(guān)系，通過人員在視頻圖像內(nèi)的屏幕坐標(biāo)和人員高度，可以確定人員在實際隧道內(nèi)的位置，克服人員身高差異導(dǎo)致的計算誤差。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開了，本專利技術(shù)為克服Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法是基于一個平面的缺點，提出利用視頻圖像上兩個平面與各相應(yīng)的真實場景平面的對應(yīng)關(guān)系，構(gòu)成一個立體空間關(guān)系的視頻圖像坐標(biāo)與真實世界坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，基于上述對應(yīng)關(guān)系，通過人員在視頻圖像內(nèi)的屏幕坐標(biāo)和人員高度，可以確定人員在實際隧道內(nèi)的位置，克服人員身高差異導(dǎo)致的計算誤差。【專利說明】
本專利技術(shù)涉及一種隧道人員疏散軌跡測定方法，尤其涉及。
技術(shù)介紹
隧道是一個狹長相對封閉的空間，一旦發(fā)生火災(zāi)等重大事故，人員的逃生至關(guān)重要，因此，觀察和測定人員在隧道內(nèi)的疏散軌跡具有重要的意義。針對人員的疏散軌跡的測定主要包括利用GPS定位系統(tǒng)、基于視頻圖像和人工觀察等方法進行。采用GPS定位系統(tǒng)定位價格昂貴、人工觀察精度差等缺點，基于視頻圖像測定人員疏散軌跡是一個有效、經(jīng)濟的方法。現(xiàn)有技術(shù)方案，主要基于視頻圖像坐標(biāo)與實際物理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的關(guān)系進行，現(xiàn)有的技術(shù)方案主要基于Ghosh提出利用線性變換的方法把視頻中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為真實世界的坐標(biāo)，如圖1和圖2所示，方案主要基于一個道路平面進行。確定同一平面內(nèi)已知的不共線的四個點確定該平面真實坐標(biāo)與屏幕坐標(biāo)的對應(yīng)轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而可確定屏幕圖像上該單一平面上任何一個點的所對應(yīng)的實際坐標(biāo)，以此得到人員疏散軌跡。因為隧道空間狹長、光線昏暗、人員眾多，通過架設(shè)在隧道拱頂?shù)臄z像系統(tǒng)，利用視頻內(nèi)人腳在路面的位置，基于現(xiàn)有的Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法，確定真實世界的物理位置，不可行。另一種方法，就是選擇隧道路面上方某一平面為標(biāo)準(zhǔn)(如人體的平均身高)，利用Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法，但由于人員身高的差異，將導(dǎo)致計算誤差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就在于為了解決上述問題而提供。本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:本專利技術(shù)包括以下步驟:(I)在隧道內(nèi)一定高度架設(shè)攝像系統(tǒng)，設(shè)AB⑶-EFGH區(qū)域為隧道內(nèi)攝像頭觀察區(qū)域,設(shè)abcd-efgh視頻系統(tǒng)形成的圖像；(2)當(dāng)實際物理場景AB⑶-EFGH各點坐標(biāo)和屏幕圖像abcd-efgh像素坐標(biāo)已知，利用Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法，結(jié)合A、B、G、F各點坐標(biāo)值與a、b、g、f各點屏幕坐標(biāo)值，可計算出ABGF平面內(nèi)與abgf平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系；(3)根據(jù)步驟(2)的計算方法能夠同時計算出DCHE平面內(nèi)與dche平面內(nèi)各點的 對應(yīng)關(guān)系；(4)隧道人員的高度為h時，設(shè)隧道空間內(nèi)高度為H時的平面為MJIL，可確定出在隧道空間內(nèi)高度h的MJIL平面和M、J、1、L各點的坐標(biāo)； (5)利用步驟(2)中ABGF-abgf兩平面內(nèi)各點的——對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)M、J兩點的坐標(biāo)可計算出m、j兩點的屏幕坐標(biāo)值，利用步驟(3)中的DCHE-dche兩平面各點的一一對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)L、I兩點的坐標(biāo)可計算出1、i兩點的屏幕坐標(biāo)值；(6)基于步驟(5)，利用M、J、1、L各點與m、j、1、l各點的對應(yīng)關(guān)系，利用Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法，能夠確定MJIL平面與mjil平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系；(7)基于步驟(6)計算出的MJIL平面與mjiI平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系，利用視頻圖像獲取隧道人員(身高為h)頭頂屏幕圖像上的坐標(biāo)，即可計算出該人在真實場景的位置。 (8)根據(jù)有序的不同時刻的視頻圖像中目標(biāo)人員的位置變化，可得到該人員在真是場景中的位置變化，從而確定該人員在該時間段內(nèi)的疏散軌跡。本專利技術(shù)的有益效果在于:本專利技術(shù)為克服Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法是基于一個平面的缺點，提出利用視頻圖像上兩個平面與各相應(yīng)的真實場景平面的對應(yīng)關(guān)系，構(gòu)成一個立體空間關(guān)系的視頻圖像坐標(biāo)與真實世界坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，基于上述對應(yīng)關(guān)系，通過人員在視頻圖像內(nèi)的屏幕坐標(biāo)和人員高度，可以確定人員在實際隧道內(nèi)的位置，克服人員身高差異導(dǎo)致的計算誤差。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)的隧道人員疏散軌跡測定場景布置示意圖；圖2是本專利技術(shù)的實際物理場景坐標(biāo)圖；圖3是本專利技術(shù)的屏幕圖像坐標(biāo)圖；圖4是本專利技術(shù)所設(shè)高度h后的實際物理場景坐標(biāo)圖；圖5是本專利技術(shù)所設(shè)高度h后的屏幕圖像坐標(biāo)圖；圖6是本專利技術(shù)基本算法的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參考點示意圖；圖7是本專利技術(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換點示意圖。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進一步說明:本專利技術(shù)包括以下步驟:(I)如圖1、圖2和圖3所示:在隧道內(nèi)一定高度架設(shè)攝像系統(tǒng)，設(shè)AB⑶-EFGH區(qū)域為隧道內(nèi)攝像頭觀察區(qū)域，設(shè)abcd-efgh視頻系統(tǒng)形成的圖像；(2)如圖1、圖2和圖3所示:當(dāng)實際物理場景AB⑶-EFGH各點坐標(biāo)和屏幕圖像abcd-efgh像素坐標(biāo)已知,利用Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法,結(jié)合A、B、G、F各點坐標(biāo)值與a、b、g、f各點屏幕坐標(biāo)值，可計算出ABGF平面內(nèi)與abgf平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系；(3)如圖1、圖2和圖3所示:根據(jù)步驟(2)的計算方法能夠同時計算出DCHE平面內(nèi)與dche平面內(nèi)各點的--對應(yīng)關(guān)系；(4)如圖4和圖5所示:隧道人員的高度為h時，設(shè)隧道空間內(nèi)高度為H時的平面為MJIL，可確定出在隧道空間內(nèi)高度h的MJIL平面和M、J、1、L各點的坐標(biāo)；(5)如圖4和圖5所示:利用步驟(2)中ABGF-abgf兩平面內(nèi)各點的——對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)M、J兩點的坐標(biāo)可計算出m、j兩點的屏幕坐標(biāo)值，利用步驟(3)中的DCEH-dceh兩平面各點的一一對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)L、I兩點的坐標(biāo)可計算出1、i兩點的屏幕坐標(biāo)值；(6)如圖4和圖5所示:基于步驟(5)，利用M、J、1、L各點與m、j、1、l各點的對應(yīng)關(guān)系，利用Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法，能夠確定MJIL平面與mjil平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系；(7)如圖4和圖5所示:基于步驟(6)計算出的MJIL平面與mjil平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系，利用視頻圖像獲取隧道人員(身高為h)頭頂屏幕圖像上的坐標(biāo)，即可計算出該人在真實場景的位置。(8)如圖1至圖5所示:根據(jù)有序的不同時刻的視頻圖像中目標(biāo)人員的位置變化，可得到該人員在真是場景中的位置變化，從而確定該人員在該時間段內(nèi)的疏散軌跡。如圖6和圖7所示:Ghosh提出可用線性變換的方法把視頻中坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為真實世界的坐標(biāo)，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換基本原理:假定道路平面為水平面，通過拍攝圖像中四個不共線的參考點的屏幕坐標(biāo)和實際道路坐標(biāo)，求解屏幕坐標(biāo)和道路坐標(biāo)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)，由坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)計算圖像中任意一屏幕坐標(biāo)點對應(yīng)的道路坐標(biāo)。若已知圖像所示輸入圖像與輸出圖像上若干對(至少應(yīng)為不共線的四個點)對應(yīng)點，如圖7所示，原圖像與輸出圖像上各個點A、B、C、D的對應(yīng)關(guān)系為:(xl，yl) —(X1，Y1)、(x2，y2) — (X2，Y2)、(x3，y3) — (X3，Y3)、(x4，y4) — (X4，Y4)，則求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)的過程如下:設(shè)X、Y為道路坐標(biāo)，x、y為屏幕坐標(biāo)，兩者關(guān)系滿足下式的映射關(guān)系:【權(quán)利要求】1.，其特征在于:包括以下步驟: (1)在隧道內(nèi)一定高度架設(shè)攝像系統(tǒng)，設(shè)AB⑶-EFGH區(qū)域為隧道內(nèi)攝像頭觀察區(qū)域，設(shè)abcd-efgh視頻系統(tǒng)形成的圖像； (2)當(dāng)實際物理場景AB⑶-EFGH各點坐標(biāo)和屏幕圖像abcd-efgh像素坐標(biāo)已知，利用Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法，結(jié)合A、B、G、F各點坐標(biāo)值與a、b、g、f各點屏幕坐標(biāo)值，可計算出ABGF平面內(nèi)與abgf平面內(nèi)各點的--對應(yīng)關(guān)系； (3)根據(jù)步驟(2)的計算本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于視頻圖像的隧道人員疏散軌跡測定方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）在隧道內(nèi)一定高度架設(shè)攝像系統(tǒng)，設(shè)ABCD?EFGH區(qū)域為隧道內(nèi)攝像頭觀察區(qū)域，設(shè)abcd?efgh視頻系統(tǒng)形成的圖像；（2）當(dāng)實際物理場景ABCD?EFGH各點坐標(biāo)和屏幕圖像abcd?efgh像素坐標(biāo)已知，利用Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法，結(jié)合A、B、G、F各點坐標(biāo)值與a、b、g、f各點屏幕坐標(biāo)值，可計算出ABGF平面內(nèi)與abgf平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系；（3）根據(jù)步驟（2）的計算方法能夠同時計算出DCHE平面內(nèi)與dche平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系；（4）隧道人員的高度為h時，設(shè)隧道空間內(nèi)高度為H時的平面為MJIL，可確定出在隧道空間內(nèi)高度h的MJIL平面和M、J、I、L各點的坐標(biāo)；（5）利用步驟（2）中ABGF?abgf兩平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)M、J兩點的坐標(biāo)可計算出m、j兩點的屏幕坐標(biāo)值，利用步驟（3）中的DCHE?dche兩平面各點的一一對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)L、I兩點的坐標(biāo)可計算出l、i兩點的屏幕坐標(biāo)值；（6）基于步驟（5），利用M、J、I、L各點與m、j、i、l各點的對應(yīng)關(guān)系，利用Ghosh坐標(biāo)轉(zhuǎn)化方法，能夠確定MJIL平面與mjil平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系；（7）基于步驟（6）計算出的MJIL平面與mjil平面內(nèi)各點的一一對應(yīng)關(guān)系，利用視頻圖像獲取隧道人員（身高為h）頭頂屏幕圖像上的坐標(biāo)，即可計算出該人在真實場景的位置。（8）根據(jù)有序的不同時刻的視頻圖像中目標(biāo)人員的位置變化，可得到該人員在真是場景中的位置變化，從而確定該人員在該時間段內(nèi)的疏散軌跡。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何川，張玉春，向月，馬尉翔，焦齊柱，張迪，
申請(專利權(quán))人：西南交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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