WO2016195533A1 - Device for reducing ptz camera positioning error - Google Patents

Device for reducing ptz camera positioning error Download PDF

Info

Publication number
WO2016195533A1
WO2016195533A1 PCT/RU2015/000810 RU2015000810W WO2016195533A1 WO 2016195533 A1 WO2016195533 A1 WO 2016195533A1 RU 2015000810 W RU2015000810 W RU 2015000810W WO 2016195533 A1 WO2016195533 A1 WO 2016195533A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
camera
positioning error
reducing
processing unit
positioning
Prior art date
Application number
PCT/RU2015/000810
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Иван Сергеевич ШИШАЛОВ
Андрей Викторович ФИЛИМОНОВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Дисикон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Дисикон" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Дисикон"
Publication of WO2016195533A1 publication Critical patent/WO2016195533A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/695Control of camera direction for changing a field of view, e.g. pan, tilt or based on tracking of objects
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20Image preprocessing
    • G06V10/24Aligning, centring, orientation detection or correction of the image

Definitions

  • This technical solution relates to the field of video surveillance, in particular to video surveillance using PTZ cameras.
  • PTZ cameras are widely used to monitor large areas. They are a device that supports remote control of viewing direction and zoom. ⁇ -cameras are actively used when conducting video conferences, being a necessary attribute of a conference room or meeting room, when building security systems and other video surveillance systems. Due to their high prevalence at the moment, the range of cameras is quite extensive, cameras have different characteristics and cost.
  • Sinha and Polleface proposed a positioning device for ⁇ -cameras [2], in which the camera is first calibrated at low zoom, and then the internal parameters of the camera are calculated with increasing zoom. Since calibration is performed discretely from one zoom value to another, piecewise linear interpolation is used to calculate the internal parameters. Using this method provides the need for a large number of calibration steps to mitigate noise, which significantly increases the operating time.
  • the technical result is to reduce errors and increase the repeatability of positioning.
  • This technical result is achieved through the use of intermediate positioning points, which reduce the effect of inertia and "flight" of the required position. By reducing the positioning error, the positioning accuracy is improved. Another technical result is the repeatability of positioning results. As a result, the positioning error becomes systematic and the same.
  • a device for reducing the positioning error of a PTZ camera includes: a PTZ camera, a data processing unit, a data storage unit, a program that is stored on the data storage unit and executed on the data processing unit, the program including the following instructions: the command processing unit receives the target rotation position ⁇ cameras, then the command processing unit determines at least one intermediate position of the camera and its coordinates based on the data about the target position of camera rotation, after which the command processing unit sends commands ⁇ -camera sequentially rotates to the target position through the aforementioned intermediate positions.
  • the data processing unit includes an instruction receiving unit and a control unit configured to display information in the data output unit.
  • At least one intermediate position and its coordinates are determined by testing the camera.
  • At least one intermediate position and its coordinates are determined on the basis of ideas about the method of operation and the characteristics of the pivoting mechanism of the camera.
  • the intermediate points may be determined through absolute coordinates or through relative coordinates.
  • the number and coordinates of intermediate positions depend on the required speed and positioning accuracy.
  • the relative coordinates of the intermediate position are determined so that the intermediate position is as close to the desired position.
  • computer vision algorithms are used to determine positioning errors.
  • At least two intermediate positions are determined, the first position being different by A in the panoramic angle and the angle of inclination from the desired position, and the second intermediate position in the panoramic angle is the same as the desired position, and in the angle of inclination different by A.
  • At least two intermediate positions are determined, the first position being different by A in the panoramic angle and the angle of inclination from the desired position, and the second intermediate position in the angle of inclination coincides with the desired position, and in the panoramic angle different by A.
  • the speed of movement from the starting point to the first intermediate, between the intermediate and between the last intermediate point and the target point may be different.
  • Figure 1 - shows a block diagram of the functional interaction of the elements in the device
  • Figure 2 - shows a block diagram of an example implementation of the inventive device
  • Figure 4 is an external view of the device
  • a panoramic angle (precession angle, Pan) is one of the Euler angles that describes the rotation of an object around the Z axis (for more details, see [9]). This angle corresponds to the rotation of the object in its own horizontal plane.
  • the angle of inclination is one of the Euler angles that describes the rotation of an object around the Y axis (for more details, see [9]). This angle corresponds to the rotation of the object in its own vertical plane.
  • Positioning error the difference between the target position of the camera and the actual position of the camera after positioning in the target position. It is expressed by two angles: panoramic (corresponding to the difference between the panoramic angles of the actual and target position) and the angle of inclination (corresponding to the difference between the angle of inclination of the actual and target position).
  • Repeatability of a result is a characteristic that reflects the probability of a repetition of the result of an experiment subject to a certain set of initial conditions.
  • the repeatability of the positioning result is a characteristic that reflects the probability of achieving the same values of the positioning error while maintaining the target position of the camera and changing the initial position.
  • the command processing unit 200 (FIG. 2) sends the MHz northwestandoxy-camera 209 a rotation command from the initial position to the target position:
  • Pos 2 (Pan 2 ; Tilt 2 ) - the second initial position of the camera orientation, which differs from the first values of the panoramic angle and tilt angle;
  • Pos D2 (Pan D + Pan Er2 ; Tilt D + Tilt Er2 ) - the orientation of the camera when it comes to the target position from starting position 2, with other error values for the panoramic angle and angle of inclination.
  • the resulting position also differs from the desired target direction of the camera view.
  • Pos Int1 (Pan Int + Pan Erl ) Tilt lnt + Tilt Erl ) - an intermediate position with its own positioning error when repositioning from the first starting position.
  • Pos D1 Pan D + Pan MErl ; Tilt D + Tilt MErX ) ⁇ end (target) position when repositioning from an intermediate position.
  • Pos 2 (Pan 2 ; Tilt 2 ) - second starting position, different from the first starting position.
  • Pos Int2 (Pan int + Pan Er2 ; Tilt Int + Tilt Er2 ) - an intermediate position with its own positioning error when repositioning from the second initial position.
  • Pos D2 (Pan D + Pan MEr2 ; Tilt D + Tilt MErZ ) - the end position upon arrival from an intermediate position. Because the erie ⁇ scanner-camera 209 is positioned at the final point from an intermediate point, the coordinates of which in the two described driving routes may differ by no more than a positioning error (from 0.05 to 0.5 degrees), the final error is Pan MEr ; Tilt MEr will be significantly smaller, and for cameras with a positioning accuracy of 0.05 degrees, it can already be about 0.01 degrees.
  • a device for implementing a technical solution includes an instruction processing unit 200.
  • An instruction processing unit 200 may be configured as a client, server, mobile device, or any other computing device that interacts with data in a collaboration system.
  • the data processing unit 200 typically includes at least one processor 201 and a data storage unit 202.
  • system memory 202 may be volatile (e.g., random access memory (RAM, RAM)), non-volatile (for example, read-only memory (ROM)), or some combination thereof.
  • the data storage unit 202 typically includes one or more application programs 203 and may include program data 204.
  • the functional principle of operation is shown in FIG. 1, in which the steps of the method are indicated as 101, 102,103.
  • the present technical solution is implemented in application programs 203, the functional principle of operation being shown in FIG. 1, in which the steps of the method are indicated as 101, 102,103.
  • the command processing unit 200 receives the target rotation position of the PTZ camera
  • the target position is understood as the camera position defined by the camera control program or the operator.
  • the target rotation position of the MHz oscillation position of the MHz oscillation is transmitted to the command processing unit 200 either from the input device 205 or from the data storage unit 202.
  • the essence of the technical solution does not depend on the method of obtaining the target position.
  • the command processing unit 200 determines at least one intermediate position of the camera and its coordinates based on the target rotation position of the camera; The command processing unit 200 determines the intermediate positions and their coordinates by testing the device, or on the basis of ideas about the configuration of the camera rotary mechanism. During testing, global optimization algorithms can be used to obtain optimal parameters of intermediate points [6,7,8].
  • Intermediate positions can be defined through absolute coordinates or through relative coordinates.
  • the number of intermediate positions depends on the required speed and positioning accuracy. The higher the positioning speed is required, the less intermediate positioning points should be, and in some cases one intermediate positioning point may be sufficient. It is also obvious from general considerations that increasing the number of intermediate points beyond a certain limit will not increase the accuracy of positioning.
  • the speed and accuracy of positioning can be set either from the input device 205, or from the data storage unit 202, depending on the specific application of the camera.
  • the definition of intermediate points build an automatic procedure for calculating the resulting positioning accuracy at a given speed and vice versa, the resulting positioning speed at the required accuracy.
  • testing to determine intermediate positions can occur as follows:
  • the command processing unit 200 randomly determines the target position of the camera.
  • the command processing unit 200 sends the MHz sentence width-camera 209 a command to move to an arbitrary point, then immediately sends the command to return to the target position according to a certain positioning algorithm, measuring accuracy and positioning speed.
  • the command processing unit 200 changes the positioning algorithm and again measures the accuracy of the positioning.
  • computer vision algorithms can be used, for example, realizing the integration of control points on two frames and determining the offset of the anchor points between frames.
  • the search for reference points can be performed as indicated in the information source [5].
  • two images can be used - the first obtained at the target point at the initial moment of time, and the second obtained at the target position after positioning from an intermediate position. Next, these images are compared and a positioning error is determined.
  • the command processing unit 200 sends the command to the ⁇ -camera 209 sequential rotation to the target position through the aforementioned intermediate positions.
  • the command processing unit 200 After receiving the target position and calculating a set of intermediate positions, the command processing unit 200 sends the command to the specialized noteumble-camera 209 of successive rotation to the target position through the first intermediate position, then, if it is present, to the second, and so on. The final step is to rotate the camera to the target position.
  • the command processing unit 401 (FIG. 4) is physically implemented in the ⁇ -camera 402.
  • the command processing unit 200 may have additional features or functionality.
  • the command processing unit 200 may also include additional data storage devices (removable and non-removable), such as, for example, magnetic disks, optical disks, or tape.
  • additional storages are illustrated in FIG. 2 through removable storage 207 and non-removable storage 208.
  • Computer storage media may include volatile and non-volatile, removable and non-removable media implemented in any way or using any technology for storing information, such as machine-readable instructions, data structures, program modules, or other data.
  • a storage unit 202, removable storage 207, and non-removable storage 208 are examples of computer storage media.
  • Computer storage media includes, but is not limited to, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), flash memory or other memory technology, compact ROM a disc (CD-ROM), universal digital disks (DVDs) or other optical storage devices, magnetic tapes, magnetic tapes, magnetic disk storage or other magnetic storage devices, or any other medium that may be used on to store the desired information and which can be accessed by the command processing unit 200. Any such computer storage medium may be part of the unit 200.
  • the command processing unit 200 may also include input unit (s) 205, such as a keyboard, mouse, pen , a voice input device, a touch input device, and so on.
  • Block (s) 206 output such as a display, speakers, and the like, can also be included in the device.
  • the command processing unit 200 comprises communication connections that allow the device to communicate with other computing devices.
  • Communication connection is an example of a communication environment.
  • a communications environment can be implemented using machine-readable instructions, data structures, software modules, or other data in a modulated information signal, such as a carrier wave, or in another transport mechanism, and includes any information delivery medium.
  • modulated information signal means a signal, one or more of its characteristics are changed or set in such a way as to encode information in this signal.
  • communication media include wired media such as a wired network or a direct wired connection.
  • machine-readable medium includes both storage media and communication media.
  • Positioning at a low speed would reduce the error, but would significantly increase the positioning time if the initial position of the camera and the target position are significantly different.
  • rotary mechanism it turned out that in order to achieve the minimum positioning error, it is enough to determine one intermediate point that differs from the target position by one degree in the panoramic angle and angle of inclination and move from the intermediate position to the target one with a minimum speed.
  • an increase in the distance between the target position and the intermediate one does not lead to a decrease in the error, but, of course, leads to an increase in the positioning time.
  • a further reduction in distance leads to an increase in positioning error.
  • a distance of one degree at two angles is optimal in terms of reducing positioning errors.
  • Fig. C a technical solution
  • the definition of the intermediate position (Pan -, Tilt -) is given in the absolute coordinates of the camera, but can also be determined in relative coordinates.
  • the relative position of the intermediate point will be (Pan - 1 - Figx, Tilt - 1 - Tisx) and will correspond to the offset at which rotate the camera to reach an intermediate position.
  • the coordinates of the target position relative to the intermediate position will be (1,1).
  • the result of this sequence of actions will be a reduction in positioning error at the target point, since the movement into it was carried out at a minimum speed.
  • the positioning time will increase insignificantly, since with a minimum speed the camera moved only a short interval of the positioning trajectory, namely, the path of one degree along the panoramic angle and tilt angle.
  • the direction of the reduced error will be the same, since the camera’s vector of movement at the moment of reaching the target position will be the same, which will allow translating the error into a systematic category, taking into account and thus completely leveling.
  • the target position is first obtained, after which two intermediate positions are determined.
  • the first position (Pan - 1 °, Tilt - 1 °)
  • the second position (Pan, Tilt - 1 °). Then they are positioned in the first intermediate position with maximum speed, after which they are positioned in the second intermediate position with minimum speed. As a result, they are positioned at the target position with minimal speed.
  • this device results in a further reduction in positioning error due to the fact that in the last two steps the movement is carried out only in one of the angles and there is no error associated with inaccurate synchronization of the positioning mechanism drives movement along each of the corners.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

The present technical solution relates to the field of video monitoring, and specifically to video monitoring using rotary (PTZ) cameras. A device for reducing PTZ camera positioning error, including: a PTZ-camera, a data processing unit, a data storage unit and a program, the program being stored in the data storage unit and being executed in the data processing unit, wherein the program includes the following instructions: a command processing unit receiving a PTZ-camera target rotation position, then the command processing unit determining at least one intermediate camera position and the coordinates thereof based on the camera target rotation position data, then the command processing unit sending a command for the PTZ camera to rotate sequentially to the target position via the aforementioned intermediate positions. The technical result consists in reducing camera positioning error and increasing the repeatability of positioning.

Description

УСТРОЙСТВО УМЕНЬШЕНИЯ ОШИБКИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ PTZ КАМЕРЫ  PTZ CAMERA POSITIONING ERROR DEVICE
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ FIELD OF TECHNOLOGY
Данное техническое решение относится к области видеонаблюдения, в частности к видеонаблюдению с использованием поворотных (PTZ) камер.  This technical solution relates to the field of video surveillance, in particular to video surveillance using PTZ cameras.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ  BACKGROUND OF THE INVENTION
В настоящее время для видеонаблюдения за большими территориями используются ставшие повсеместно распространенными поворотные камеры (PTZ), представляющие собой устройство, которое поддерживает удаленное управление направлением взгляда и зумом. ΡΤΖ-камеры активно используются при проведении видеоконференций, являясь необходимым атрибутом конференц-зала или переговорной комнаты, при построении охранных систем и других систем видеонаблюдения. Вследствие их большой распространенности на данный момент, модельный ряд камер достаточно обширен, камеры обладают различными характеристиками и стоимостью.  Currently, PTZ cameras are widely used to monitor large areas. They are a device that supports remote control of viewing direction and zoom. ΡΤΖ-cameras are actively used when conducting video conferences, being a necessary attribute of a conference room or meeting room, when building security systems and other video surveillance systems. Due to their high prevalence at the moment, the range of cameras is quite extensive, cameras have different characteristics and cost.
При использовании поворотной камеры для видеонаблюдения важной характеристикой ее функционирования является ошибка позиционирования камеры, зависит от степени износа механизма, его начальной точности, калибровки камеры.  When using a PTZ camera for video surveillance, an important characteristic of its functioning is the camera positioning error, it depends on the degree of wear of the mechanism, its initial accuracy, and camera calibration.
Из уровня техники известна статья [1], в которой описываются подходы, которые применяются в решении поставленной задачи.  The prior art article is known [1], which describes the approaches that are used in solving the problem.
Синха и Поллефейс предложили устройство позиционирования для ΡΤΖ-камер [2], в котором камера сначала калибруется на малом зуме, а затем внутренние параметры камеры рассчитываются при увеличении зума. Так как калибровка осуществляется дискретно от одного значения зума к другому, применяют кусочно-линейную интерполяцию для вычисления внутренних параметров. Использование данного способа обеспечивает потребность в большом количестве шагов калибровки для смягчения шума, что значительно увеличивает время работы.  Sinha and Polleface proposed a positioning device for ΡΤΖ-cameras [2], in which the camera is first calibrated at low zoom, and then the internal parameters of the camera are calculated with increasing zoom. Since calibration is performed discretely from one zoom value to another, piecewise linear interpolation is used to calculate the internal parameters. Using this method provides the need for a large number of calibration steps to mitigate noise, which significantly increases the operating time.
СУЩНОСТЬ  ESSENCE
Данное техническое решение направлено на устранение недостатков, свойственных решениям, известным из уровня техники.  This technical solution is aimed at eliminating the disadvantages inherent in solutions known from the prior art.
Техническим результатом является уменьшение ошибки и увеличение повторяемости позиционирования.  The technical result is to reduce errors and increase the repeatability of positioning.
Данный технический результат достигается за счет использования промежуточных точек позиционирования, которые уменьшают эффект инерции и «перелета» необходимой позиции. При уменьшении ошибки позиционирования повышается точность позиционировани . Еще одним техническим результатом является повторяемость результатов позиционирования. В итоге ошибка позиционирования становится систематической и одинаковой. This technical result is achieved through the use of intermediate positioning points, which reduce the effect of inertia and "flight" of the required position. By reducing the positioning error, the positioning accuracy is improved. Another technical result is the repeatability of positioning results. As a result, the positioning error becomes systematic and the same.
Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры, включает: PTZ- камеру, блок обработки данных, блок хранения данных, программу, которая хранится на блоке хранения данных и исполняется на блоке обработки данных, причем программа включает следующие инструкции: блок обработки команд получает целевую позицию поворота ΡΤΖ-камеры, затем блок обработки команд определяет, по крайней мере, одну промежуточную позицию камеры и ее координаты на основе данных о целевой позиции поворота камеры, после чего блок обработки команд направляет команду ΡΤΖ-камере последовательного поворота в целевую позицию через вышеупомянутые промежуточные позиции.  A device for reducing the positioning error of a PTZ camera includes: a PTZ camera, a data processing unit, a data storage unit, a program that is stored on the data storage unit and executed on the data processing unit, the program including the following instructions: the command processing unit receives the target rotation position ΡΤΖ cameras, then the command processing unit determines at least one intermediate position of the camera and its coordinates based on the data about the target position of camera rotation, after which the command processing unit sends commands ΡΤΖ-camera sequentially rotates to the target position through the aforementioned intermediate positions.
В некоторых вариантах реализации блок обработки данных включает блок принятия команд и управляющий блок, выполненный с возможностью отображать информацию в блоке вывода данных.  In some embodiments, the data processing unit includes an instruction receiving unit and a control unit configured to display information in the data output unit.
В некоторых вариантах реализации, по крайней мере, одну промежуточную позицию и ее координаты определяют путем проведения тестирования камеры.  In some embodiments, at least one intermediate position and its coordinates are determined by testing the camera.
В некоторых вариантах реализации, по крайней мере, одну промежуточную позицию и ее координаты определяют исходя из представлений о способе работы и характеристиках поворотного механизма камеры.  In some embodiments, at least one intermediate position and its coordinates are determined on the basis of ideas about the method of operation and the characteristics of the pivoting mechanism of the camera.
В некоторых вариантах реализации промежуточные точки могут быть определены через абсолютные координаты или через относительные координаты.  In some embodiments, the intermediate points may be determined through absolute coordinates or through relative coordinates.
В некоторых вариантах реализации количество и координаты промежуточных позиций зависят от требуемой скорости и точности позиционирования.  In some embodiments, the number and coordinates of intermediate positions depend on the required speed and positioning accuracy.
В некоторых вариантах реализации относительные координаты промежуточной позиции определяются таким образом, чтобы промежуточная позиция находилась максимально близко к требуемой позиции.  In some embodiments, the relative coordinates of the intermediate position are determined so that the intermediate position is as close to the desired position.
В некоторых вариантах реализации для определения ошибки позиционирования используют алгоритмы компьютерного зрения  In some embodiments, computer vision algorithms are used to determine positioning errors.
В некоторых вариантах реализации определяют, по крайней мере, две промежуточные позиции, причем первая позиция отличается на А по панорамному углу и углу наклона от требуемой позиции, а вторая промежуточная позиция по панорамному углу совпадает с требуемой позицией, а по углу наклона отличается на А.  In some embodiments, at least two intermediate positions are determined, the first position being different by A in the panoramic angle and the angle of inclination from the desired position, and the second intermediate position in the panoramic angle is the same as the desired position, and in the angle of inclination different by A.
В некоторых вариантах реализации определяют, по крайней мере, две промежуточные позиции, причем первая позиция отличается на А по панорамному углу и углу наклона от требуемой позиции, а вторая промежуточная позиция по углу наклона совпадает с требуемой позицией, а по панорамному углу отличается на А. В некоторых вариантах реализации скорость движения из исходной точки до первой промежуточной, между промежуточными и между последней промежуточной точкой и целевой точкой могут быть различными. In some embodiments, at least two intermediate positions are determined, the first position being different by A in the panoramic angle and the angle of inclination from the desired position, and the second intermediate position in the angle of inclination coincides with the desired position, and in the panoramic angle different by A. In some embodiments, the speed of movement from the starting point to the first intermediate, between the intermediate and between the last intermediate point and the target point may be different.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Признаки и преимущества настоящего технического решения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых:  The signs and advantages of this technical solution will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, in which:
На Фиг.1 - приведена блок-схема функционального взаимодействия элементов в устройстве; На Фиг.2 - приведена блок-схема примера реализации заявляемого устройства;  Figure 1 - shows a block diagram of the functional interaction of the elements in the device; Figure 2 - shows a block diagram of an example implementation of the inventive device;
На Фиг.З - приведен пример реализации технического решения с одной промежуточной точкой.  In Fig.Z - an example implementation of a technical solution with one intermediate point.
На Фиг.4 - внешний вид устройства; Figure 4 is an external view of the device;
ПОДРОБНОЕ РАСКРЫТИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ DETAILED DISCLOSURE OF TECHNICAL SOLUTION
Ниже будут описаны понятия и определения, необходимые для подробного раскрытия осуществляемого технического решения.  Below will be described the concepts and definitions necessary for the detailed disclosure of the ongoing technical solution.
Панорамный угол (угол прецессии, Pan) - один из углов Эйлера, описывающий поворот объекта вокруг оси Z (более подробно в источнике [9]). Данный угол соответствует повороту объекта в собственной горизонтальной плоскости.  A panoramic angle (precession angle, Pan) is one of the Euler angles that describes the rotation of an object around the Z axis (for more details, see [9]). This angle corresponds to the rotation of the object in its own horizontal plane.
Угол наклона (угол нутации, Tilt) - один из углов Эйлера, описывающий поворот объекта вокруг оси Y (более подробно в источнике [9]). Данный угол соответствует повороту объекта в собственной вертикальной плоскости. The angle of inclination (nutation angle, Tilt) is one of the Euler angles that describes the rotation of an object around the Y axis (for more details, see [9]). This angle corresponds to the rotation of the object in its own vertical plane.
Ошибка позиционирования - разница между целевой позицией камеры и фактическим положением камеры после позиционирования в целевую позицию. Выражается двумя углами: панорамным (соответствующим разнице между панорамными углами фактической и целевой позиции) и углом наклона (соответствующим разнице между углами наклона фактической и целевой позиции).  Positioning error - the difference between the target position of the camera and the actual position of the camera after positioning in the target position. It is expressed by two angles: panoramic (corresponding to the difference between the panoramic angles of the actual and target position) and the angle of inclination (corresponding to the difference between the angle of inclination of the actual and target position).
Повторяемость результата - характеристика, отражающая вероятность повторения результата эксперимента при соблюдении определенного набора начальных условий.  Repeatability of a result is a characteristic that reflects the probability of a repetition of the result of an experiment subject to a certain set of initial conditions.
Повторяемость результата позиционирования - характеристика, отражающая вероятность достижения одних и тех же величин ошибки позиционирования при сохранении целевой позиции камеры и изменении исходной позиции. В стандартном режиме позиционирования, при необходимости повернуть камеру, блок обработки команд 200 (Фиг.2) посылает ΡΤΖ-камере 209 команду поворота из исходной позиции в целевую позицию:
Figure imgf000006_0001
The repeatability of the positioning result is a characteristic that reflects the probability of achieving the same values of the positioning error while maintaining the target position of the camera and changing the initial position. In the standard positioning mode, if necessary, rotate the camera, the command processing unit 200 (FIG. 2) sends the камере-camera 209 a rotation command from the initial position to the target position:
Figure imgf000006_0001
- исходная позиция камеры, которая характеризуется панорамным
Figure imgf000006_0005
- the initial position of the camera, which is characterized by panoramic
Figure imgf000006_0005
углом Ращ и углом наклона Tiltx, PosD1 (PanD + PanErl; TiltD + TiltErl) - позиция камеры при движении камеры из точки 1 в целевую позицию, она отличается от требуемой целевой позиции PosD(PanD; TiltD) на величину ошибки позиционирования.the angle Rasc and the angle of inclination Tilt x , Pos D1 (Pan D + Pan Erl ; Tilt D + Tilt Erl ) - the camera position when the camera moves from point 1 to the target position, it differs from the desired target position Pos D (Pan D ; Tilt D ) by the value of the positioning error.
При этом поворот в ту же целевую позицию из другого исходного положения в общем случае приводит к другим ошибкам позиционирования:
Figure imgf000006_0002
In this case, turning to the same target position from a different starting position generally leads to other positioning errors:
Figure imgf000006_0002
Pos2(Pan2; Tilt2) - вторая начальная позиция ориентации камеры, отличающаяся от первой значениями панорамного угла и угла наклона, PosD2(PanD + PanEr2; TiltD + TiltEr2) - ориентация камеры при приходе в целевую позицию из исходной позиции 2, с другими значениями ошибки по панорамному углу и углу наклона. Получившаяся позиция так же отличается от требуемого целевого направления обзора камеры. Pos 2 (Pan 2 ; Tilt 2 ) - the second initial position of the camera orientation, which differs from the first values of the panoramic angle and tilt angle; Pos D2 (Pan D + Pan Er2 ; Tilt D + Tilt Er2 ) - the orientation of the camera when it comes to the target position from starting position 2, with other error values for the panoramic angle and angle of inclination. The resulting position also differs from the desired target direction of the camera view.
При таком подходе разброс значений PanEr; TiltEr может достигать существенных значений, причем для камер с различными механизмами поворота ошибка будет составлять от 0,05 градуса до 0,5 градусов. Различные механизмы поворота описаны в [4]. В данном техническом решении предлагается введение, по крайней мере, одной дополнительной позиции через которую проходит камера перед достижением целевой позиции, позволяющее уменьшить ошибку позиционирования: With this approach, the scatter of Pan Er values; Tilt Er can reach significant values, and for cameras with different rotation mechanisms, the error will be from 0.05 degrees to 0.5 degrees. Various rotation mechanisms are described in [4]. This technical solution proposes the introduction of at least one additional position through which the camera passes before reaching the target position, which allows to reduce the positioning error:
Figure imgf000006_0003
Figure imgf000006_0003
Аналогично предыдущему: первая исходная позиция. Similar to the previous one: the first starting position.
Figure imgf000006_0004
Figure imgf000006_0004
PosInt1(PanInt + PanErl) Tiltlnt + TiltErl) - промежуточная позиция с собственной ошибкой позиционирования при перепозиционировании из первой исходной позиции.Pos Int1 (Pan Int + Pan Erl ) Tilt lnt + Tilt Erl ) - an intermediate position with its own positioning error when repositioning from the first starting position.
PosD1 (PanD + PanMErl; TiltD + TiltMErX) ~ конечная (целевая) позиция при перепозиционировании из промежуточной позиции. Pos D1 (Pan D + Pan MErl ; Tilt D + Tilt MErX ) ~ end (target) position when repositioning from an intermediate position.
Pos2(Pan2; Tilt2) - вторая исходная позиция, отличающаяся от первой исходной позиции. PosInt2(Panint + PanEr2; TiltInt + TiltEr2) - промежуточная позиция с собственной ошибкой позиционирования при перепозиционировании из второй исходной позиции.Pos 2 (Pan 2 ; Tilt 2 ) - second starting position, different from the first starting position. Pos Int2 (Pan int + Pan Er2 ; Tilt Int + Tilt Er2 ) - an intermediate position with its own positioning error when repositioning from the second initial position.
PosD2(PanD + PanMEr2; TiltD + TiltMErZ) - конечная позиция при приходе из промежуточной позиции. Т.к. в конечную точку ΡΤΖ-камера 209 позиционируется из промежуточной точки, координаты которой в двух описываемых маршрутах движения могут отличаться не более, чем на ошибку позиционирования (от 0,05 до 0,5 градуса), конечная ошибка PanMEr; TiltMEr будет существенно меньше, и для камер с точностью позиционирования 0,05 градуса может составлять уже около 0,01 градуса. Pos D2 (Pan D + Pan MEr2 ; Tilt D + Tilt MErZ ) - the end position upon arrival from an intermediate position. Because the точку-camera 209 is positioned at the final point from an intermediate point, the coordinates of which in the two described driving routes may differ by no more than a positioning error (from 0.05 to 0.5 degrees), the final error is Pan MEr ; Tilt MEr will be significantly smaller, and for cameras with a positioning accuracy of 0.05 degrees, it can already be about 0.01 degrees.
Необходимый эффект достигается ценой некоторой потери времени, необходимого на промежуточное позиционирование и контроль установки поворотного механизма в промежуточную позицию. Однако для многих задач точность, которая достигается за счет уменьшения ошибки позиционирования, является приоритетным фактором. Кроме того, современные камеры обладают очень большой скоростью позиционирования, что сводит временные затраты на дополнительное позиционирование к минимуму. The necessary effect is achieved at the cost of some loss of time required for intermediate positioning and control of the installation of the rotary mechanism in the intermediate position. However, for many tasks, accuracy, which is achieved by reducing positioning error, is a priority. In addition, modern cameras have a very high positioning speed, which reduces the time spent on additional positioning to a minimum.
Согласно Фиг. 2, устройство для реализации технического решения включает в себя блок обработки команд 200. Блок обработки команд 200 может быть сконфигурировано как клиент, сервер, мобильное устройство или любое другое вычислительное устройство, которое взаимодействует с данными в системе совместной работы. В самой базовой конфигурации блок обработки данных 200, как правило, включает в себя, по меньшей мере, один процессор 201 и блок хранения данных 202. В зависимости от точной конфигурации и типа вычислительного устройства системная память 202 может быть энергозависимой (например, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM)), энергонезависимой (например, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM)) или некоторой их комбинацией. Блок хранения данных 202, как правило, включает в себя одну или более прикладных программ 203 и может включать в себя данные 204 программ. Функциональный принцип работы показан на Фиг. 1, на которой шаги способа обозначены как 101, 102,103. Настоящее техническое решение реализуется в прикладных программах 203, причем функциональный принцип работы показан на Фиг. 1, на которой шаги способа обозначены как 101, 102,103.  According to FIG. 2, a device for implementing a technical solution includes an instruction processing unit 200. An instruction processing unit 200 may be configured as a client, server, mobile device, or any other computing device that interacts with data in a collaboration system. In the most basic configuration, the data processing unit 200 typically includes at least one processor 201 and a data storage unit 202. Depending on the exact configuration and type of computing device, system memory 202 may be volatile (e.g., random access memory (RAM, RAM)), non-volatile (for example, read-only memory (ROM)), or some combination thereof. The data storage unit 202 typically includes one or more application programs 203 and may include program data 204. The functional principle of operation is shown in FIG. 1, in which the steps of the method are indicated as 101, 102,103. The present technical solution is implemented in application programs 203, the functional principle of operation being shown in FIG. 1, in which the steps of the method are indicated as 101, 102,103.
блок обработки команд 200 (Фиг.2) получает целевую позицию поворота PTZ- камеры; the command processing unit 200 (FIG. 2) receives the target rotation position of the PTZ camera;
Под целевой позицией понимается позиция камеры, задаваемая программой управления камерой или оператором. Таким образом, целевая позиция поворота ΡΤΖ-камеры передается блоку обработки команд 200 либо из устройства ввода 205, либо из блока хранения данных 202. Сущность технического решения не зависит от способа получения целевой позиции.  The target position is understood as the camera position defined by the camera control program or the operator. Thus, the target rotation position of the камеры-camera is transmitted to the command processing unit 200 either from the input device 205 or from the data storage unit 202. The essence of the technical solution does not depend on the method of obtaining the target position.
блок обработки команд 200 определяет, по крайней мере, одну промежуточную позицию камеры и ее координаты на основе данных о целевой позиции поворота камеры; Промежуточные позиции и их координаты блок обработки команд 200 определяет путем проведения тестирования устройства, либо на основании представлений об конфигурации поворотного механизма камеры. При проведении тестирования для получения оптимальных параметров промежуточных точек могут использоваться алгоритмы глобальной оптимизации [6,7,8]. the command processing unit 200 determines at least one intermediate position of the camera and its coordinates based on the target rotation position of the camera; The command processing unit 200 determines the intermediate positions and their coordinates by testing the device, or on the basis of ideas about the configuration of the camera rotary mechanism. During testing, global optimization algorithms can be used to obtain optimal parameters of intermediate points [6,7,8].
Промежуточные позиции могут быть определены через абсолютные координаты или через относительные координаты.  Intermediate positions can be defined through absolute coordinates or through relative coordinates.
Количество промежуточных позиций зависит от требуемой скорости и точности позиционирования. Чем выше требуется скорость позиционирования, тем меньше должно быть промежуточных точек позиционирования, при этом, в некоторых случаях может быть достаточно одной промежуточной точки позиционирования. Также из общих соображений очевидно, что увеличение количества промежуточных точек сверх определенного предела не приведет к увеличению точности позиционирования.  The number of intermediate positions depends on the required speed and positioning accuracy. The higher the positioning speed is required, the less intermediate positioning points should be, and in some cases one intermediate positioning point may be sufficient. It is also obvious from general considerations that increasing the number of intermediate points beyond a certain limit will not increase the accuracy of positioning.
Скорость и точность позиционирования могут задаваться либо из устройства ввода 205, либо из блока хранения данных 202 в зависимости от конкретного способа применения камеры.  The speed and accuracy of positioning can be set either from the input device 205, or from the data storage unit 202, depending on the specific application of the camera.
В некоторых вариантах определения промежуточных точек строят автоматическую процедуру вычисления получаемой точности позиционирования при заданной скорости и наоборот, получаемой скорости позиционирования при необходимой точности.  In some embodiments, the definition of intermediate points build an automatic procedure for calculating the resulting positioning accuracy at a given speed and vice versa, the resulting positioning speed at the required accuracy.
В частном случае, тестирование с целью определения промежуточных позиций может происходить следующим образом: In a particular case, testing to determine intermediate positions can occur as follows:
1. Блок обработки команд 200 случайным образом определяет целевую позицию камеры.  1. The command processing unit 200 randomly determines the target position of the camera.
2. Блок обработки команд 200 направляет ΡΤΖ-камере 209 команду на перемещение в произвольную точку, затем сразу направляет команду возвращения в целевую позицию по определенному алгоритму позиционирования, проводя замер точности и скорости позиционирования.  2. The command processing unit 200 sends the камере-camera 209 a command to move to an arbitrary point, then immediately sends the command to return to the target position according to a certain positioning algorithm, measuring accuracy and positioning speed.
3. Блок обработки команд 200 изменяет алгоритм позиционирования и снова проводит измерения точности позиционирования.  3. The command processing unit 200 changes the positioning algorithm and again measures the accuracy of the positioning.
При изменении алгоритма позиционирования подразумевается как выбор другого алгоритма, так и настройка текущего действующего.  When changing the positioning algorithm, it implies both the choice of another algorithm and the setting of the current one.
При этом могут использоваться различные стратегии изменения алгоритма позиционирования, в том числе наиболее простые. Приведем пример простой стратегии определения алгоритма позиционирования: блок обработки команд 200 выбирает одну промежуточную позицию, отличающуюся от целевой по панорамному углу и углу наклона на величину А. Затем при помощи алгоритма глобальной оптимизации [6,7,8] для одномерной функции выбирают такое значение А, которое соответствует минимальной ошибке позиционирования.  In this case, various strategies for changing the positioning algorithm can be used, including the simplest ones. Let us give an example of a simple strategy for determining a positioning algorithm: the command processing unit 200 selects one intermediate position that differs from the target by the panoramic angle and angle of inclination by A. Then, using the global optimization algorithm [6,7,8] for a one-dimensional function, choose this value A which corresponds to a minimum positioning error.
Для определения ошибки позиционирования могут использоваться алгоритмы компьютерного зрения, например, реализующие вьщеление опорных точек на двух кадрах и определение смещения опорных точек между кадрами. Поиск опорных точек может быть произведен, как указано в источнике информации [5]. В частном случае, могут использоваться два изображения - первое, полученное в целевой точке в начальный момент времени, и второе, полученное в целевой позиции после позиционирования из промежуточной позиции. Далее эти изображения сравниваются, и определяется ошибка позиционирования. To determine the positioning error, computer vision algorithms can be used, for example, realizing the integration of control points on two frames and determining the offset of the anchor points between frames. The search for reference points can be performed as indicated in the information source [5]. In the particular case, two images can be used - the first obtained at the target point at the initial moment of time, and the second obtained at the target position after positioning from an intermediate position. Next, these images are compared and a positioning error is determined.
блок обработки команд 200 направляет команду ΡΤΖ-камере 209 последовательного поворота в целевую позицию через вышеупомянутые промежуточные позиции.  the command processing unit 200 sends the command to the ΡΤΖ-camera 209 sequential rotation to the target position through the aforementioned intermediate positions.
После получения целевой позиции и вычисления набора промежуточных позиций, блок обработки команд 200 направляет команду ΡΤΖ-камере 209 последовательного поворота в целевую позицию через первую промежуточную позицию, затем, при ее наличии, во вторую, и так далее. Последним шагом будет поворот камеры в целевую позицию. Блок обработки команд 401 (Фиг.4) физически реализован в ΡΤΖ-камере 402.  After receiving the target position and calculating a set of intermediate positions, the command processing unit 200 sends the command to the камере-camera 209 of successive rotation to the target position through the first intermediate position, then, if it is present, to the second, and so on. The final step is to rotate the camera to the target position. The command processing unit 401 (FIG. 4) is physically implemented in the ΡΤΖ-camera 402.
Блок обработки команд 200 (Фиг.2) может иметь дополнительные особенности или функциональные возможности. Например, блок обработки команд 200 может также включать в себя дополнительные устройства хранения данных (съемные и несъемные), такие как, например, магнитные диски, оптические диски или лента. Такие дополнительные хранилища проиллюстрированы на Фиг.2 посредством съемного хранилища 207 и несъемного хранилища 208. Компьютерные носители данных могут включать в себя энергозависимые и энергонезависимые, съемные и несъемные носители, реализованные любым способом или при помощи любой технологии для хранения информации, такой как машиночитаемые инструкции, структуры данных, программные модули или другие данные. Блок хранения данных 202, съемное хранилище 207 и несъемное хранилище 208 являются примерами компьютерных носителей данных. Компьютерные носители данных включают в себя, но не в ограничительном смысле, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), электрически стираемое программируемое ПЗУ (EEPROM), флэш-память или память, выполненную по другой технологии, ПЗУ на компакт-диске (CD-ROM), универсальные цифровые диски (DVD) или другие оптические запоминающие устройства, магнитные кассеты, магнитные ленты, хранилища на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства, или любую другую среду, которая может быть использована для хранения желаемой информации и к которой может получить доступ блок обработки команд 200. Любой такой компьютерный носитель данных может быть частью блока 200. Блок обработки команд 200 может также включать в себя блок(и) 205 ввода, такие как клавиатура, мышь, перо, устройство с речевым вводом, устройство сенсорного ввода, и так далее. Блок (и) 206 вывода, такие как дисплей, динамики, и тому подобное, также могут быть включены в состав устройства.  The command processing unit 200 (FIG. 2) may have additional features or functionality. For example, the command processing unit 200 may also include additional data storage devices (removable and non-removable), such as, for example, magnetic disks, optical disks, or tape. Such additional storages are illustrated in FIG. 2 through removable storage 207 and non-removable storage 208. Computer storage media may include volatile and non-volatile, removable and non-removable media implemented in any way or using any technology for storing information, such as machine-readable instructions, data structures, program modules, or other data. A storage unit 202, removable storage 207, and non-removable storage 208 are examples of computer storage media. Computer storage media includes, but is not limited to, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), flash memory or other memory technology, compact ROM a disc (CD-ROM), universal digital disks (DVDs) or other optical storage devices, magnetic tapes, magnetic tapes, magnetic disk storage or other magnetic storage devices, or any other medium that may be used on to store the desired information and which can be accessed by the command processing unit 200. Any such computer storage medium may be part of the unit 200. The command processing unit 200 may also include input unit (s) 205, such as a keyboard, mouse, pen , a voice input device, a touch input device, and so on. Block (s) 206 output, such as a display, speakers, and the like, can also be included in the device.
Блок обработки команд 200 содержит коммуникационные соединения, которые позволяют устройству связываться с другими вычислительными устройствами. Коммуникационное соединение является примером коммуникационной среды. Как правило, коммуникационная среда может быть реализована при помощи машиночитаемых инструкций, структур данных, программных модулей или других данных в модулированном информационном сигнале, таком как несущая волна, или в другом транспортном механизме, и включает в себя любую среду доставки информации. Термин «модулированный информационный сигнал» означает сигнал, одна или более из его характеристик изменены или установлены таким образом, чтобы закодировать информацию в этом сигнале. Для примера, но без ограничения, коммуникационные среды включают в себя проводные среды, такие как проводная сеть или прямое проводное соединение. Термин «машиночитаемый носитель», как употребляется в этом документе, включает в себя как носители данных, так и коммуникационные среды. The command processing unit 200 comprises communication connections that allow the device to communicate with other computing devices. Communication connection is an example of a communication environment. Typically, a communications environment can be implemented using machine-readable instructions, data structures, software modules, or other data in a modulated information signal, such as a carrier wave, or in another transport mechanism, and includes any information delivery medium. The term "modulated information signal" means a signal, one or more of its characteristics are changed or set in such a way as to encode information in this signal. By way of example, but without limitation, communication media include wired media such as a wired network or a direct wired connection. The term “machine-readable medium”, as used herein, includes both storage media and communication media.
Элементы данного устройства (Фиг.4) находятся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи, а их совместное использование приводит к созданию нового устройства с новой функцией. Эксперту в данном уровне технике, очевидно, что внешний вид камеры с поворотным механизмом не является ограничивающим. Таким образом, конструкция может быть выполнена в любом исполнении, не влияющим на сущность технического решения. ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ  Elements of this device (Figure 4) are in constructive unity and functional relationship, and their joint use leads to the creation of a new device with a new function. To an expert in the art, it is obvious that the appearance of the camera with a pivoting mechanism is not limiting. Thus, the design can be performed in any design that does not affect the essence of the technical solution. EXAMPLES OF IMPLEMENTATION
Пусть имеется модель камеры, допускающая возможность позиционирования с различными скоростями. При этом известно, что в силу инерционности механизма, попытка позиционирования камеры в точку (Pan,Tilt) приводит к позиционированию в точку (Pan + Perr, Tilt + Terr), где (Perr,Terr) - ошибка позиционирования, величина которой зависит от скорости движения камеры в точку позиционирования, а направление зависит от вектора движения, которым обладала камера в момент достижения целевой позиции. Таким образом, позиционирование с максимальной скоростью приводит к появлению ошибки максимальной величины. Направление ошибки так же непредсказуемо, поскольку зависит от позиции, в которой камера находилась до начала позиционирования. Позиционирование с малой скоростью уменьшило бы ошибку, но многократно увеличило бы время позиционирования в случае, если начальная позиция камеры и целевая позиция существенно отличаются. В ходе тестирования возможностей поворотного механизма камеры выяснилось, что для достижения минимальной ошибки позиционирования достаточно определить одну промежуточную точку, отличающуюся от целевой позиции на один градус по панорамному углу и углу наклона и осуществлять движение из промежуточной позиции в целевую с минимальной скоростью. При этом увеличение расстояния между целевой позицией и промежуточной не приводит к уменьшению ошибки, но, естественно, приводит к увеличению времени позиционирования. В то же время, дальнейшее сокращение расстояния приводит к увеличению ошибки позиционирования. Таким образом, расстояние в один градус по двум углам является оптимальным с точки зрения уменьшения ошибки позиционирования.  Let there be a camera model that allows positioning at different speeds. It is also known that due to the inertia of the mechanism, an attempt to position the camera at a point (Pan, Tilt) leads to positioning at a point (Pan + Perr, Tilt + Terr), where (Perr, Terr) is a positioning error, the magnitude of which depends on the speed the camera’s movement to the positioning point, and the direction depends on the motion vector that the camera possessed when it reached the target position. Thus, positioning at maximum speed results in a maximum error. The direction of the error is also unpredictable, because it depends on the position in which the camera was before the start of positioning. Positioning at a low speed would reduce the error, but would significantly increase the positioning time if the initial position of the camera and the target position are significantly different. During testing the capabilities of the camera’s rotary mechanism, it turned out that in order to achieve the minimum positioning error, it is enough to determine one intermediate point that differs from the target position by one degree in the panoramic angle and angle of inclination and move from the intermediate position to the target one with a minimum speed. Moreover, an increase in the distance between the target position and the intermediate one does not lead to a decrease in the error, but, of course, leads to an increase in the positioning time. At the same time, a further reduction in distance leads to an increase in positioning error. Thus, a distance of one degree at two angles is optimal in terms of reducing positioning errors.
Далее рассматривается пример реализации технического решения (Фиг.З), в котором присутствует одна промежуточная точка (Pan - 1°, Tilt - 1°). Определение промежуточной позиции (Pan - , Tilt - ) дано в абсолютных координатах камеры, но также может быть определено в относительных координатах. При этом, если исходная позиция камеры была (Рисх,Тисх), то относительная позиция промежуточной точки будет (Pan - 1 - Рисх, Tilt - 1 - Тисх) и будет соответствовать смещению, на которое подлежит повернуть камеру для достижения промежуточной позиции. Аналогично, координаты целевой позиции относительно промежуточной позиции будут (1,1). The following is an example of the implementation of a technical solution (Fig. C), in which there is one intermediate point (Pan - 1 °, Tilt - 1 °). The definition of the intermediate position (Pan -, Tilt -) is given in the absolute coordinates of the camera, but can also be determined in relative coordinates. Moreover, if the initial position of the camera was (Figx, Tisx), then the relative position of the intermediate point will be (Pan - 1 - Figx, Tilt - 1 - Tisx) and will correspond to the offset at which rotate the camera to reach an intermediate position. Similarly, the coordinates of the target position relative to the intermediate position will be (1,1).
Предварительно, получают целевую позицию (Pan, Tilt). Далее определяют одну промежуточную позицию (Pan - Г, Tilt - Г), после чего поворачивают камеру с максимальной скоростью из исходной позиции в промежуточную. Из промежуточной позиции поворачивают камеру в целевую позицию с минимальной скоростью.  Previously, get the target position (Pan, Tilt). Next, one intermediate position is determined (Pan - G, Tilt - G), after which the camera is rotated at maximum speed from the initial position to the intermediate. From the intermediate position, turn the camera to the target position with minimal speed.
Результатом такой последовательности действий будет уменьшение ошибки позиционирования в целевой точке, поскольку движение в нее осуществлялось с минимальной скоростью. При этом время позиционирования вырастет несущественно, поскольку с минимальной скоростью камера двигалась лишь короткий промежуток траектории позиционирования, а именно путь в один градус по панорамному углу и углу наклона. Кроме того, направление уменьшенной ошибки будет одинаковым, поскольку вектор движения камеры в момент достижения целевой позиции будет одним и тем же, что позволит перевести ошибку в разряд систематических, учесть и таким образом полностью нивелировать.  The result of this sequence of actions will be a reduction in positioning error at the target point, since the movement into it was carried out at a minimum speed. At the same time, the positioning time will increase insignificantly, since with a minimum speed the camera moved only a short interval of the positioning trajectory, namely, the path of one degree along the panoramic angle and tilt angle. In addition, the direction of the reduced error will be the same, since the camera’s vector of movement at the moment of reaching the target position will be the same, which will allow translating the error into a systematic category, taking into account and thus completely leveling.
В примере реализации с двумя промежуточными точками предварительно получают целевую позицию, после чего определяют две промежуточные позиции. Первая позиция (Pan - 1°, Tilt - 1°), вторая позиция (Pan, Tilt - 1°). Затем осуществляют позиционирование в первую промежуточную позицию с максимальной скоростью, после чего происходит позиционирование во вторую промежуточную позицию с минимальной скоростью. В итоге осуществляют позиционирование в целевую позицию с минимальной скоростью. In an example implementation with two intermediate points, the target position is first obtained, after which two intermediate positions are determined. The first position (Pan - 1 °, Tilt - 1 °), the second position (Pan, Tilt - 1 °). Then they are positioned in the first intermediate position with maximum speed, after which they are positioned in the second intermediate position with minimum speed. As a result, they are positioned at the target position with minimal speed.
Специалисту в данном уровне техники очевидно, что технический результат достигается при использовании одной промежуточной точки. При увеличении количества промежуточных точек, ошибка позиционирования уменьшается. One skilled in the art will appreciate that the technical result is achieved using one intermediate point. As the number of intermediate points increases, the positioning error decreases.
Кроме технического результата, описанного для способа с одной промежуточной точкой, данное устройство имеет результатом дальнейшее уменьшение ошибки позиционирования, связанное с тем, что на двух последних шагах движение осуществляется только по одному из углов и отсутствует ошибка, связанная с неточной синхронизацией приводов механизма позиционирования, осуществляющих движение по каждому из углов.  In addition to the technical result described for the method with one intermediate point, this device results in a further reduction in positioning error due to the fact that in the last two steps the movement is carried out only in one of the angles and there is no error associated with inaccurate synchronization of the positioning mechanism drives movement along each of the corners.
Настоящее подробное описание составлено с приведением различных не имеющих ограничительного и исчерпывающего характера вариантов осуществления. В то же время, специалистам, имеющим средний уровень компетентности в рассматриваемой области техники, очевидно, что различные замены, модификации или сочетания любых раскрытых здесь вариантов осуществления (в том числе частично) могут быть воспроизведены в пределах объема настоящего технического решения. Таким образом, подразумевается и понимается, что настоящее описание технического решения включает дополнительные варианты осуществления, суть которых не изложена здесь в явно выраженной форме. Такие варианты осуществления могут быть получены путем, например, сочетания, модификации или преобразования каких-либо действий, компонентов, элементов, свойств, аспектов, характеристик, ограничений и пр., относящихся к приведенным здесь и не имеющим ограничительного характера вариантам осуществления. The present detailed description is made up of various non-limiting and exhaustive embodiments. At the same time, for specialists having an average level of competence in the considered field of technology, it is obvious that various replacements, modifications or combinations of any of the embodiments disclosed herein (including partially) can be reproduced within the scope of this technical solution. Thus, it is understood and understood that the present description of the technical solution includes additional embodiments, the essence of which is not set forth here in an explicit form. Such embodiments may be obtained by, for example, combining, modifying, or transforming any actions, components, elements, properties, aspects, characteristics, limitations, etc., related to the embodiments presented here and not having a restrictive character.
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ USED SOURCES
1. «Keeping a Pan-Tilt-Zoom Camera Calibrated)), авторы: Ziyan Wu, Richard J. 1. “Keeping a Pan-Tilt-Zoom Camera Calibrated)), authors: Ziyan Wu, Richard J.
Radke, опубликовано: IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. - 2013.  Radke, published by: IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell - 2013.
2. S. N. Sinha and M. Pollefeys. Pan-tilt-zoom camera calibration and high-resolution mosaic generation. Computer Vision and Image Understanding, 103(3): 170-183, Sept. 2006.  2. S. N. Sinha and M. Pollefeys. Pan-tilt-zoom camera calibration and high-resolution mosaic generation. Computer Vision and Image Understanding, 103 (3): 170-183, Sept. 2006.
3. M. Sarkis, C. Senft, and K. Diepold. Calibrating an Automatic Zoom Camera With Moving Least Squares. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 6(3):492-503, July 2009.  3. M. Sarkis, C. Senft, and K. Diepold. Calibrating an Automatic Zoom Camera With Moving Least Squares. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 6 (3): 492-503, July 2009.
4. Интернет-ресурс: http.7/www.aktivsb.ru/article-info 1052.html  4. Internet resource: http.7 / www.aktivsb.ru / article-info 1052.html
5. Компьютерное зрение современный подход Computer Vision: A Modern Approach Авторы: Дэвид А. Форсайт, Жан Понс Переводчики: А. Назаренко, И. Дорошенко Языки: Русский Издательство: Вильяме ISBN 5-8459-0542-7, 0-13- 085198-1; 2004 г.  5. Computer vision, a modern approach Computer Vision: A Modern Approach Authors: David A. Forsyth, Jean Pons Translators: A. Nazarenko, I. Doroshenko Languages: Russian Publisher: William ISBN 5-8459-0542-7, 0-13-085198 -one; 2004 year
6. Стронгин Р.Г. Численные методы в многоэкстремальных задачах.  6. Strongin R.G. Numerical methods in multiextremal problems.
"Оптимизация и исследование операций", Главная редакция физико- математической литературы издательства "Наука", М. , 1978, 240 стр. "Optimization and investigation of operations", The main edition of the physical and mathematical literature of the publishing house "Science", M., 1978, 240 pp.
7. Пападимитриу X., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация: Алгоритмы и сложность. М.: Мир, 1985 7. Papadimitriou X., Steiglitz K. Combinatorial optimization: Algorithms and complexity. M .: Mir, 1985
8. Батищев Д. И. Генетические алгоритмы решения экстремальных задач. Под ред.  8. Batishchev D. I. Genetic algorithms for solving extreme problems. Ed.
Львовича Я.Е.: Учеб. пособие. Воронеж, 1995, 64 с.  Lvovich Ya.E .: Textbook. allowance. Voronezh, 1995, 64 p.
9. Интернет-ресурс: https://ru.wikipedia.Org/wiki/y глы Эйлера  9. Internet resource: https://ru.wikipedia.Org/wiki/y gley Euler

Claims

ФOPMYJIA FOPMYJIA
1. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры, включает:  1. A device for reducing the positioning error of a PTZ camera, includes:
• ΡΤΖ-камеру;  • ΡΤΖ-camera;
• блок обработки данных;  • data processing unit;
• блок хранения данных;  • data storage unit;
• программу,  • program
i. где программа хранится на блоке хранения данных и исполняется на блоке обработки данных, причем программа включает следующие инструкции:  i. where the program is stored on a data storage unit and executed on a data processing unit, the program including the following instructions:
блок обработки команд получает целевую позицию поворота ΡΤΖ-камеры;  the processing unit receives the target position of rotation of the камеры-camera;
блок обработки команд определяет, по крайней мере, одну промежуточную позицию камеры и ее координаты на основе данных о целевой позиции поворота камеры;  the command processing unit determines at least one intermediate position of the camera and its coordinates based on the target rotation position of the camera;
блок обработки команд направляет команду ΡΤΖ-камере
Figure imgf000013_0001
последовательного поворота в целевую позицию через вышеупомянутые промежуточные позиции.
the command processing unit sends the command to the ΡΤΖ-camera
Figure imgf000013_0001
sequentially turning to the target position through the aforementioned intermediate positions.
2. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1 , в котором блок обработки данных включает блок принятия команд и управляющий блок, выполненный с возможностью отображать информацию в блоке вывода данных.  2. The device for reducing the positioning error of a PTZ camera according to claim 1, in which the data processing unit includes an instruction receiving unit and a control unit configured to display information in the data output unit.
3. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1 , в котором блок обработки команд получает целевую позицию поворота ΡΤΖ-камеры из блока данных или блока ввода. 3. The device for reducing the positioning error of the PTZ camera according to claim 1, in which the command processing unit receives the target rotation position of the камеры-camera from the data block or input block.
4. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1 , в котором, по крайней мере, одну промежуточную позицию и ее координаты определяют путем проведения тестирования камеры.  4. The device for reducing the positioning error of a PTZ camera according to claim 1, in which at least one intermediate position and its coordinates are determined by testing the camera.
5. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1 , в котором, по крайней мере, одну промежуточную позицию и ее координаты определяют исходя из представлений о способе работы и характеристиках поворотного механизма камеры.  5. The device for reducing the positioning error of a PTZ camera according to claim 1, in which at least one intermediate position and its coordinates are determined based on ideas about the method of operation and the characteristics of the rotary mechanism of the camera.
6. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1 , в котором промежуточные точки могут быть определены через абсолютные координаты или через относительные координаты.  6. The device for reducing the positioning error of a PTZ camera according to claim 1, in which the intermediate points can be determined through absolute coordinates or through relative coordinates.
7. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1, в котором количество и координаты промежуточных позиций зависят от требуемой скорости и точности позиционирования.  7. The device for reducing the positioning error of a PTZ camera according to claim 1, in which the number and coordinates of intermediate positions depend on the required speed and positioning accuracy.
8. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1, в котором относительные координаты промежуточной позиции определяются таким образом, чтобы промежуточная позиция находилась максимально близко к требуемой позиции. 8. The device for reducing the positioning error of the PTZ camera according to claim 1, in which the relative coordinates of the intermediate position are determined so that the intermediate position is as close to the desired position.
9. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1, в котором для определения ошибки позиционирования используют алгоритмы компьютерного зрения. 9. The device for reducing the positioning error of a PTZ camera according to claim 1, wherein computer vision algorithms are used to determine the positioning error.
10. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1, в котором определяют, по крайней мере, две промежуточные позиции, причем первая позиция отличается на А по панорамному углу и углу наклона от требуемой позиции, а вторая промежуточная позиция по панорамному углу совпадает с требуемой позицией, а по углу наклона отличается на А.  10. The device for reducing the positioning error of the PTZ camera according to claim 1, wherein at least two intermediate positions are determined, the first position being different by A in the panoramic angle and the angle of inclination from the desired position, and the second intermediate position in the panoramic angle is the same as required position, and the angle of inclination differs by A.
11. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1 , в котором определяют, по крайней мере, две промежуточные позиции, причем первая позиция отличается на А по панорамному углу и углу наклона от требуемой позиции, а вторая промежуточная позиция по углу наклона совпадает с требуемой позицией, а по панорамному углу отличается на А.  11. The device for reducing the positioning error of a PTZ camera according to claim 1, wherein at least two intermediate positions are determined, the first position being different by A in the panoramic angle and the angle of inclination from the desired position, and the second intermediate position in the angle of inclination coincides with required position, and in panoramic angle differs by A.
12. Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры по п.1, в котором скорость движения из исходной точки до первой промежуточной, между промежуточными и между последней промежуточной точкой и целевой точкой могут быть различными.  12. The device for reducing the positioning error of the PTZ camera according to claim 1, in which the speed of movement from the starting point to the first intermediate, between the intermediate and between the last intermediate point and the target point can be different.
PCT/RU2015/000810 2015-05-29 2015-11-23 Device for reducing ptz camera positioning error WO2016195533A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120454 2015-05-29
RU2015120454 2015-05-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016195533A1 true WO2016195533A1 (en) 2016-12-08

Family

ID=57441678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2015/000810 WO2016195533A1 (en) 2015-05-29 2015-11-23 Device for reducing ptz camera positioning error

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2016195533A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114565677A (en) * 2022-01-14 2022-05-31 浙江大华技术股份有限公司 Positioning deviation rectifying method, monitoring equipment and computer readable storage medium

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2199150C2 (en) * 2001-02-02 2003-02-20 Курский государственный технический университет Optoelectronic system calibration device
US20050036036A1 (en) * 2001-07-25 2005-02-17 Stevenson Neil James Camera control apparatus and method
US20100033567A1 (en) * 2008-08-08 2010-02-11 Objectvideo, Inc. Automatic calibration of ptz camera system
US20110102586A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-05 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Ptz camera and controlling method of the ptz camera
EP1295478B1 (en) * 2000-06-30 2013-08-14 Sensormatic Electronics, LLC Integrated enclosure and controller for video surveillance camera
US20130329003A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Aver Information Inc. Video camera positioning system and control method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1295478B1 (en) * 2000-06-30 2013-08-14 Sensormatic Electronics, LLC Integrated enclosure and controller for video surveillance camera
RU2199150C2 (en) * 2001-02-02 2003-02-20 Курский государственный технический университет Optoelectronic system calibration device
US20050036036A1 (en) * 2001-07-25 2005-02-17 Stevenson Neil James Camera control apparatus and method
US20100033567A1 (en) * 2008-08-08 2010-02-11 Objectvideo, Inc. Automatic calibration of ptz camera system
US20110102586A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-05 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Ptz camera and controlling method of the ptz camera
US20130329003A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Aver Information Inc. Video camera positioning system and control method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114565677A (en) * 2022-01-14 2022-05-31 浙江大华技术股份有限公司 Positioning deviation rectifying method, monitoring equipment and computer readable storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10834317B2 (en) Connecting and using building data acquired from mobile devices
US11295472B2 (en) Positioning method, positioning apparatus, positioning system, storage medium, and method for constructing offline map database
US20210377442A1 (en) Capture, Analysis And Use Of Building Data From Mobile Devices
US11816810B2 (en) 3-D reconstruction using augmented reality frameworks
CN114581532A (en) Multi-phase external parameter combined calibration method, device, equipment and medium
CN111094895B (en) System and method for robust self-repositioning in pre-constructed visual maps
JP2013505452A (en) Laser aiming mechanism
US20110234820A1 (en) Electronic device and method for controlling cameras using the same
US11353574B2 (en) System and method for tracking motion of target in indoor environment
US10186027B1 (en) Layout projection
US20190079158A1 (en) 4d camera tracking and optical stabilization
KR102641287B1 (en) Method and Apparatus for Center Calibration of Camera System
JP2022519456A (en) 3D surface estimation and prediction to increase fidelity of real-time LiDAR model generation
WO2016195533A1 (en) Device for reducing ptz camera positioning error
US20200193691A1 (en) Generating and validating a virtual 3d representation of a real-world structure
Huo et al. A novel algorithm for pose estimation based on generalized orthogonal iteration with uncertainty-weighted measuring error of feature points
RU161620U1 (en) PTZ CAMERA POSITIONING ERROR DEVICE
US10979687B2 (en) Using super imposition to render a 3D depth map
RU2584816C1 (en) Method and system for reducing positioning error of ptz chamber
US11543485B2 (en) Determining location or orientation based on environment information
RU162545U1 (en) POSITIONING ERROR DEVICE FOR PTZ CAMERA
WO2017014669A1 (en) Positioning error reduction device for a ptz camera
US10848920B1 (en) Generation of precise geospatial coordinates
CN115205419A (en) Instant positioning and map construction method and device, electronic equipment and readable storage medium
RU2699401C1 (en) Method and system for determining calibration parameters of a ptz camera

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15894384

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15894384

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1