CN101808230A - 一种用于数字视频监控的统一坐标系 - Google Patents

Abstract

一种用于数字视频监控的统一坐标系，可以为大型监控场所的多个摄像机提供一个二维以上的统一坐标系。关键是根据每个摄像机在监控区域中的相对位置分布预先编号，该编号和统一坐标系同维数。对监控现场的任一个摄像机视场中的任一点，基于统一坐标系的参考原点、该摄像机的分布位置编号、每个摄像机视场的范围参数和这一点相对于该摄像机的相对位置参数，可以给出这个点在统一坐标系下的绝对坐标位置。反之，对监控区域内任一点，也能由其统一坐标确定这一点落在哪个摄像机的监控范围内，及这一点相对于该摄像机的相对位置。通过统一坐标系，可用多个摄像机对监控场所内的可疑运动物体做连续跟踪和运动轨迹提取。

Description

一种用于数字视频监控的统一坐标系

技术领域

本发明涉及一种用于监控的统一坐标系，尤其是涉及一种用于数字视频监控的统一坐标系。

背景技术

在目前的大型区域的视频监控中，各个摄像机下的视场是独立而分离的，摄像机最多可以关联到基于本视场内容的智能识别结果，各个分离的摄像机视场之间的过渡没有任何纽带和桥梁，一个摄像机下的位置信息对于另一个摄像机而言没有任何意义，这种情况就好比是2个语言不通的人无法交流一样。对于地域相邻的监控区域内的两个摄像机A和B，摄像机A检测到的运动物体，出去后是否进了摄像机B的视场是无法判断的，摄像机B也无从判断进来的物体是否来自视场A，因此也就不能对地域相邻的几个独立的摄像机发起一次基于内容的关联动作。

事实上，对于部署视频监控系统的应用现场而言，用户希望地域相邻的现场是个有机的整体，摄像机之间是按照事情发展的状态关联的，系统的调度是连贯的，对运动物体轨迹的跟踪是连续的，基于这个需求，我们发明了用于数字视频监控的统一坐标系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于数字视频监控的、能够为相邻地域的多个摄像机提供统一坐标的统一坐标系。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：对一个需要布置多个监控摄像机的大型监控场所，为整个监控区域设置一个二维以上的统一坐标系，具体维数根据需要确定，其方法是：

为实现统一坐标系，

第一要根据监控现场分布选择一个合适的统一坐标系的参考原点；

第二要根据每个摄像机在监控区域中的分布位置预先编号，该编号是一个和统一坐标系同维数的编号，编号代表每个摄像机在监控区域的相对分布位置；

第三要确定每个摄像机的视场的范围参数；

对该监控现场的任意一个摄像机的视场中的任意一个点，基于上述的统一坐标系的参考原点、该摄像机的分布位置编号、每个摄像机的视场的范围参数和该点相对于该摄像机的相对位置参数，可以给出这个点在统一坐标系下绝对的坐标位置；

反之，对监控区域内的具有统一坐标的任意点，也能由这个点的统一坐标，基于上述的统一坐标系的参考原点、每个摄像机的视场的范围参数和每个摄像机的位置编号的准则，确定该点落在哪个摄像机的监控范围内，并确定该点相对于该摄像机的相对位置。

所述摄像机可以是普通的可见光摄像机或是热红外摄像机。

所述监控场所，可以是普通意义上的监控场所，也可以是该监控场所所对应的电子地图；所述摄像机的视场，可以是普通意义上的摄像机的视场，也可以是该摄像机对应的电子地图上的视场区域。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：通过统一坐标系服务器，可用多个摄像机对地域相邻的监控场所内的可疑运动物体做连续跟踪和运动轨迹提取。进一步可以在统一的坐标系下，实现监控系统与其他系统的联动，如GIS系统，周界报警系统，对视频资源实现全视场统一的规划，调度，预警方案，警视联动，架构先进灵活，可配置性强，系统整合方便。

附图说明

图1是本发明实施例1的地形分布示意图。

图2是本发明实施例1的摄像机分布和编号示意图，并给出了每个摄像机的视场范围。

图3是本发明实施例2的地形分布示意图。

图4是本发明实施例2的摄像机分布和编号示意图，并给出了每个摄像机的视场范围。

具体实施方式

实施例1：

本实施例是将统一坐标系用于某小区的数字视频监控系统。该小区的地形分布特点如图1所示，包括一片广场和一栋四层住宅楼，要求摄像机装到每层楼的，即将监控区域划分为平面监控区和立体监控区。为此，使用三维统一坐标系，其中前两维表示统一坐标系的平面位置，即通常使用的长度和宽度，在平面监控区前两维坐标有意义。第三维表示楼层号，相应也据此做摄像机的编号。

如图2所示，分别给出了平面监控区和立体监控区的摄像机的具体分布和位置编号，统一坐标系的原点位置(0，0，0)如图2所示。在平面监控区，各摄像机视场由视场的长度和视场的宽度决定，其中视场的长度分别为x1、x2、x3米，视场的宽度分别为y1、y2、y3米。在住宅楼内的立体监控区，第一层楼的摄像机编号为(3，3，1)，相应的视场长度为x11米，宽度为y11米；第二层楼的摄像机编号为(3，3，2)，相应的视场长度为x21米，宽度为y21米；第三层楼的摄像机编号为(3，3，3)，相应的视场长度为x31米，宽度为y31米；第四层楼的的摄像机编号为(3，3，4)，相应的视场长度为x41米，宽度为y41米。

把整个基于统一坐标系的监控区域放在一副电子地图上，那么对于位于该监控区域内的任意一个点的移动物体，都具有在统一坐标系下的三维统一坐标。根据这个三维统一坐标，如果其第三个坐标不为0，就能确定这个点在住宅楼内，否则在平面监控区。如果在平面监控区，根据这个点的三维坐标的前两维，结合图2中给出的各摄像机的视场长度参数x1、x2、x3和宽度参数y1、y2、y3，就能确定它位于哪个摄像机的监控区域，并给出相对于该摄像机的相对位置，从而调整并确定该摄像机的位置参数。如果在住宅楼内，根据这个点的三维坐标的第三维可以确定它属于哪个楼层；也就确定了它位于哪个摄像机的监控区域；最后再根据这个点的三维坐标的前两维，结合图2中给出的各摄像机的视场长度参数x11、x21、x31、x41和宽度参数y11、y21、y31、y41，就能给出相对于该摄像机的相对位置，从而调整并确定该摄像机的位置参数。

反之，对于在任意一个摄像机视场内的移动物体，首先可以根据该摄像机的三维编号的第三维的值直接确定该点的三维坐标的第三维的值，同时确定该点处在平面监控区还是立体监控区；再根据该摄像机的三维编号的前两维的值，如果是处在平面监控区则使用图2中给出的各摄像机的视场长度参数x1、x2、x3和宽度参数y1、y2、y3，如果处在立体监控区则使用图2中给出的各摄像机的视场长度参数x11、x21、x31、x41和宽度参数y11、y21、y31、y41，就能确定该点的三维统一坐标的前两维的具体值。

依照上述方法就能够实现对在多个互相独立的摄像机下的移动物体在某个时刻的目标定位，实现目标跟踪，并给出其在整个监控区域内的运动轨迹。

进一步地，还可以用类似的方法对在更大范围的监控地区内活动的可疑物体实现目标定位，给出运动轨迹。

实施例2：

本实施例是将统一坐标系用于某政府办事处的数字视频监控系统。该办事处的地理分布特点如图3所示，包括一片广场和一栋三层办公楼，第一层和第二层各有三个房间，第三层有两个房间。要求摄像机装到每层楼的每个房间，即将监控区域划分为平面监控区和立体监控区。为此，使用四维统一坐标系，其中前两维表示统一坐标系的平面位置，即通常使用的长度和宽度，在平面监控区前两维坐标有意义。第三维表示楼层号，第四维表示房间号。相应也据此对摄像机做编号。

如图4所示，分别给出了平面监控区和立体监控区的摄像机的具体分布和位置编号，统一坐标系的原点位置(0，0，0，0)如图4四所示。在平面监控区，各摄像机视场的长度为x1、x2、x米，宽度为y1、y2、y3米。在办公楼内的立体监控区，第一层楼每个房间的长度为x11、x12、x13米，宽度为y11、y12、y13米；第二层楼每个房间的长度为x21、x22、x23米，宽度为y21、y22、y23米；第三层楼每个房间的长度为x31、x32米，宽度为y31、y32米。

把整个基于统一坐标系的监控区域放在一副电子地图上，那么对于位于该监控区域内的任意一个点的移动物体，都具有在统一坐标系下的四维统一坐标。根据这个四维统一坐标，如果其第四个坐标为0，就能确定这个点在办公楼内，否则在平面监控区。如果在平面监控区，根据这个点的四维坐标的前两维，结合图4中给出的长度参数x1、x2、x3和宽度参数y1、y2、y3，就能确定它位于哪个摄像机的监控区域，并给出相对于该摄像机的相对位置，从而调整并确定该摄像机的位置参数。如果在办公楼内，根据这个点的四维坐标的第三维可以确定它属于哪个楼层；再根据这个点的四维坐标的第四维可以确定它属于该楼层的哪个房间，也就确定了它位于哪个摄像机的监控区域；最后再根据这个点的四维坐标的前两维，结合图4中给出的长度参数x11、x12、x13、x21、x22、x23、x31、x32和宽度参数y11、y21、y31、y41，就能给出相对于该摄像机的相对位置，从而调整并确定该摄像机的位置参数。

反之，对于在任意一个摄像机视场内的移动物体，首先可以根据该摄像机的四维编号的后两维直接确定该点的四维坐标的后两维的值，同时确定该点处在平面监控区还是立体监控区；再根据该摄像机的四维编号的前两维，如果是处在平面监控区则使用图4中给出的长度参数x1、x2、x3和宽度参数y1、y2、y3，如果处在立体监控区则使用图2中给出的长度参数x11、x12、x13、x21、x22、x23、x31、x32和宽度参数y11、y21、y31、y41，就能确定该点的四维统一坐标的前两维的具体值。

依照上述方法就能够实现对在多个互相独立的摄像机下的移动物体在某个时刻的目标定位，实现目标跟踪，并给出在整个监控区域内的运动轨迹。

进一步地，还可以用类似的方法对在更大范围的监控地区内活动的可疑物体实现目标定位，给出运动轨迹。

Claims (3)

1.对一个需要布置多个监控摄像机的大型监控场所，为整个监控区域设置一个二维以上的统一坐标系，具体维数根据需要确定，其方法是：

为实现统一坐标系，

第一要根据监控现场分布选择一个合适的统一坐标系的参考原点；

第二要根据每个摄像机在监控区域中的分布位置预先编号，该编号是一个和统一坐标系同维数的编号，编号代表每个摄像机在监控区域的相对分布位置；

第三要确定每个摄像机的视场的范围参数；

对该监控现场的任意一个摄像机的视场中的任意一个点，基于上述的统一坐标系的参考原点、该摄像机的分布位置编号、每个摄像机的视场的范围参数和该点相对于该摄像机的相对位置参数，可以给出这个点在统一坐标系下绝对的坐标位置；

反之，对监控区域内的具有统一坐标的任意点，也能由这个点的统一坐标，基于上述的统一坐标系的参考原点、每个摄像机的视场的范围参数和每个摄像机的位置编号的准则，确定该点落在哪个摄像机的监控范围内，并确定该点相对于该摄像机的相对位置。

2.根据权利要求1所述的统一坐标系，其特征是：所述摄像机可以是普通的可见光摄像机或是热红外摄像机。

3.根据权利要求1所述的统一坐标系，其特征是：所述监控场所，可以是普通意义上的监控场所，也可以是该监控场所所对应的电子地图；所述摄像机的视场，可以是普通意义上的摄像机的视场，也可以是该摄像机对应的电子地图上的视场区域。

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