CN102999051B - 一种云台控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种云台控制的方法和装置，其中，所述方法包括：获取用户触发的目标拍摄物的二维平面像素坐标；依据所述目标拍摄物的二维平面像素坐标，计算所述目标拍摄物的真实空间投影面信息；根据所述真实空间投影面信息生成云台控制参数；采用所述云台控制参数控制云台对所述目标拍摄物跟踪拍摄。本申请可以简化云台安装和调试过程，有效提高云台控制的精确度以及云台拍摄的扩展性。

Description

一种云台控制的方法及装置

技术领域

本申请涉及云台控制的技术领域，特别是一种云台控制的方法和一种云台控制的装置。

背景技术

云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定云台和运动云台两种，固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。运动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。运动云台高速姿态是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。在诸多视频会议、远程教学、视频监控的应用中，运动云台得到了越来越广泛的应用。

为便于非专业的用户更简便地操作云台，现有技术中提供了一种半自动的云台控制技术，它的工作原理是，通过预先设定若干云台拍摄位置以及变焦倍数，应用遥控器或者按钮来触发云台在各个预置位间的切换。可以简单理解为，预先设定云台拍摄的位置，每个位置对应一个ID，当用户通过遥控器或控制线触发某一个ID时，云台就会立即转到相应的位置。比如，针对一个会议室，设置若干个云台拍摄位置，如A、B、C、D四个位置，当A位置的拍摄指令被触发时，云台即转到A位置进行拍摄。

在现实应用中，这种云台控制存在几个明显缺陷，比如当拍摄对象是移动的人，且移动范围较大，那么需要不断的更新指令来切换预设位置；不能做到跟踪拍摄，实时捕捉。而在会议或教学的应用中，切换拍摄范围，多数通过在座位上安装按钮的方式实现，安装时布线麻烦，使用时需要用户配合。并且这个功能设置繁琐，必须由人工逐一位置设置，工作量大，因此也导致初次安装时以及空间或环境发生变化时很难调整，因此现有技术中也最多只能设置128个预设位置，并不能精确覆盖整个三维空间。上述问题导致了现有的这种云台控制技术存在安装和调试很麻烦，云台控制的精确度差，以及，云台拍摄受预置位的限制而导致扩展性差的问题。

因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何创造性地提出一种云台控制方法及装置，用以简化安装和调试过程，有效提高云台控制的精确度以及云台拍摄的扩展性。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种云台控制的方法，用以简化安装和调试过程，有效提高云台控制的精确度以及云台拍摄的扩展性。

本申请还提供了一种云台控制的装置，用以保证上述方法在实际中的应用及实现。

为了解决上述问题，本申请公开了一种云台控制的方法，包括：

获取用户触发的目标拍摄物的二维平面像素坐标；

依据所述目标拍摄物的二维平面像素坐标，计算所述目标拍摄物的真实空间投影面信息；

根据所述真实空间投影面信息生成云台控制参数；

采用所述云台控制参数控制云台对所述目标拍摄物跟踪拍摄。

优选的，所述获取用户触发的目标拍摄物的二维平面像素坐标的步骤包括：

根据用户在2D显示画面的点击操作，获得目标拍摄物的位置信息；

将所述目标拍摄物的位置信息与二维平面图进行比对，获得所述目标拍摄物的二维平面像素坐标。

优选的，所述依据目标拍摄物的二维平面像素坐标，计算所述目标拍摄物的真实空间投影面信息的步骤包括：

将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值；

将所述真实空间的平面坐标值转换为真实空间的空间坐标值；

将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息。

优选的，所述依据目标拍摄物的二维平面像素坐标，计算所述目标拍摄物的真实空间投影面信息的步骤包括：

将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的空间坐标值；

将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息。

优选的，所述将目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值的步骤进一步包括：

当二维平面图的显示尺寸为W*H，用户输入的二维平面图尺寸为RW*RH，目标拍摄物的二维平面像素坐标为(X，Y)时，通过以下公式将目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值(RX，RY)：

RX＝RW*X/W；

RY＝RH*Y/H。

优选的，所述将真实空间的平面坐标值转换为真实空间的空间坐标值的步骤进一步包括：

获取预设的高度数据，由所述真实空间的平面坐标值和高度数据，组成真实空间的空间坐标值。

优选的，所述将真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息的步骤进一步包括：

获取预设的拍摄范围信息；

根据所述预设的拍摄范围信息和真实空间的空间坐标值，计算真实空间的投影面信息。

优选的，所述真实空间的投影面信息为摄像机的缩放倍数，所述根据预设的拍摄范围信息和真实空间的空间坐标值，计算真实空间的投影面信息的步骤包括：

根据预设的拍摄范围信息VW，云台的位置信息(PX，PY，PZ)，以及，真实空间的空间坐标值(RX，RY，RZ)，计算云台缩放的视野角度ANG为：

$\mathrm{DS}=\sqrt{{(\mathrm{RX}-\mathrm{PX})}^2+{(\mathrm{RY}-\mathrm{PY})}^2+{(\mathrm{RZ}-\mathrm{PZ})}^2};$

ANG＝(tan(VW/2/DS))*2；

根据所述云台缩放的视野角度ANG和摄像机的原始视野角度W，采用以下公式计算摄像机的缩放倍数ZOOM：

ZOOM＝W/ANG。

优选的，所述真实空间的投影面信息为摄像机的缩放倍数，所述根据预设的拍摄范围信息和真实空间的空间坐标值，计算真实空间的投影面信息的步骤包括：

获取预设的距离缩放参考值ZPM、摄像机初始的缩放倍数ZMIN，通过以下公式计算所述云台的缩放倍数ZOOM：

ZOOM＝ZMIN+DS*ZPM，

其中， $\mathrm{DS}=\sqrt{{(\mathrm{RX}-\mathrm{PX})}^2+{(\mathrm{RY}-\mathrm{PY})}^2+{(\mathrm{RZ}-\mathrm{PZ})}^2}.$

优选的，所述云台控制参数包括摄像机的缩放倍数。

优选的，所述的方法，还包括：

根据真实空间的空间坐标值计算云台控制参数。

优选的，所述云台控制参数还包括：水平角度、垂直角度和运动速度，所述根据真实空间的空间坐标值计算云台控制参数的步骤包括：

通过以下公式计算水平角度、垂直角度和运动速度：

水平角度＝tan((RX-PX)÷(RY-PY))；

垂直角度＝tan((RZ-PZ)÷(RY-PY))；

运动速度包括水平速度和垂直速度，其中：

水平速度＝(水平角度-云台当前位置的水平拍摄角度)*K1；

垂直速度＝(垂直角度-云台当前位置的垂直拍摄角度)*K2；

其中，(RX，RY，RZ)是真实空间的空间坐标值，(PX，PY，PZ)是云台的位置信息，K1是水平线性变换斜率，K2是垂直线性变换斜率。

本申请还公开了一种云台控制的装置，包括：

像素坐标获取模块，用于获取用户触发的目标拍摄物的二维平面像素坐标；

投影面信息获取模块，用于依据所述目标拍摄物的二维平面像素坐标，计算所述目标拍摄物的真实空间投影面信息；

云台控制参数生成模块，用于根据所述真实空间投影面信息生成云台控制参数；

跟踪拍摄模块，用于采用所述云台控制参数控制云台对所述目标拍摄物跟踪拍摄。

优选的，所述像素坐标获取模块包括：

目标位置信息获取子模块，用于根据用户在2D显示画面的点击操作，获得目标拍摄物的位置信息；

比对生成子模块，用于将所述目标拍摄物的位置信息与二维平面图进行比对，获得所述目标拍摄物的二维平面像素坐标。

优选的，所述投影面信息获取模块包括：

平面坐标值转换子模块，用于将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值；

空间坐标值转换子模块，用于将所述真实空间的平面坐标值转换为真实空间的空间坐标值；

投影面转换子模块，用于将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息。

优选的，所述投影面信息获取模块包括：

平面-空间转换子模块，用于将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的空间坐标值；

投影面转换子模块，用于将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息。

优选的，所述空间坐标值转换子模块进一步包括：

预设高度获取单元，用于获取预设的高度数据；

空间坐标组合单元，用于由所述真实空间的平面坐标值和高度数据，组成真实空间的空间坐标值。

优选的，所述投影面转换子模块进一步包括：

拍摄范围获取单元，用于获取预设的拍摄范围信息；

投影面计算单元，用于根据所述预设的拍摄范围信息和真实空间的空间坐标值，计算真实空间的投影面信息。

优选的，所述云台控制参数包括摄像机的缩放倍数。

优选的，所述的装置，还包括：

云台控制参数计算模块，用于根据真实空间的空间坐标值计算云台控制参数。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

本申请通过一个2D图像的坐标点(目标拍摄物的二维平面像素坐标)，计算出其对应的真实空间的一个投影面，并转换出相关数据供给云台控制使用。从理论上而言，2D图像的坐标点是不可实现到三维空间坐标的转换的，但是由于云台设备均在特定环境下应用，拍摄目标的高度是可预估的，或者说高度的变换范围不大。因此通过这一个预设的高度值，结合目标拍摄物的二维平面像素坐标，可以计算出目标顶点的三维坐标值，通过这一个三维坐标值与云台安装位置的三维坐标值做计算，可以计算出云台需要转动的位置。通过进一步限定拍摄的范围，可以得到目标平面到云台的一个视角大小，最后将视角转换为云台的缩放倍数，即可获得目标拍摄物的真实空间投影面信息。由于通过投影面能准确获得云台的缩放倍数或者光圈的大小，所以本申请能有效提高云台控制的精确度。

再者，本申请不需要预先设定云台拍摄的位置，也不需要不断的更新指令来切换预设位置，在实际应用中，也无需进行复杂的安装布线，有效简化了安装和调试过程，云台拍摄不受预置位限制，有效提高云台拍摄的扩展性。

此外，本申请可以精确识别目标拍摄物，并采用根据真实空间投影面信息生成的云台控制参数进行自动跟踪拍摄，实现了全自动、全方位的云台拍摄，增强了云台拍摄的灵活性和简易性。

附图说明

图1是本申请的一种云台控制方法实施例1的流程图；

图2是本申请的一种云台控制方法实施例2的流程图；

图3是本申请的一种云台控制方法实施例3的流程图；

图4是本申请的一种云台控制装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

本申请实施例的核心构思之一在于，通过一个2D图像的坐标点，计算出其对应的真实空间的一个投影面，并转换出相关数据供给云台控制使用，采用本申请实施例可以直接锁定目标拍摄物进行全自动、全方位的跟踪拍摄，简化了安装和调试过程，有效提高了云台控制的精确度以及云台拍摄的扩展性。

参考图1，示出了本申请的一种云台控制的方法实施例1的流程图，具体可以包括以下步骤：

步骤101、获取用户触发的目标拍摄物的二维平面像素坐标；

在本申请的一种优选实施例中，所述步骤101具体可以包括如下子步骤：

子步骤S11、根据用户在2D显示画面的点击操作，获得目标拍摄物的位置信息；

子步骤S12、将所述目标拍摄物的位置信息与二维平面图进行比对，获得所述目标拍摄物的二维平面像素坐标点。

在实际应用中，可以提供显示交互设备显示对应拍摄场景的平面图，并提供给用户点击操作(触发目标拍摄物)的应用程序接口(API)。所述显示交互设备可以为一个显示屏(如电脑显示器或触摸式显示设备等)，可以显示所拍摄到的实时画面，用户在所显示的画面中可以点击选取目标拍摄物，如某个人或某个物。

通过响应用户对目标拍摄物的触发操作，通过系统API取得用户在显示交互设备上点击的位置，通过与平面图的比对，即可得到相对于平面图的坐标，即一个以像素为单位的平面坐标点，以此点作为目标拍摄物的二维平面像素坐标，即所述目标拍摄物的中心坐标点。

步骤102、依据所述目标拍摄物的二维平面像素坐标，计算所述目标拍摄物的真实空间投影面信息；

在本申请的一种优选实施例中，所述步骤102具体可以包括以下子步骤：

子步骤S21、将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值；

在具体实现中，用户在显示交互设备上通过点击触发目标拍摄物的操作，生成的目标拍摄物的二维平面像素坐标的显示单位是像素，而真实空间的显示单位是米、厘米等。为便于运算，需要将显示单位进行统一，考虑到实际中外部输入的以米为单位的变量，多于显示交互设备产生的以像素为单位的变量，并且为了使调试时输出的运算数据更易于理解和校准，所以在本申请的一种优选实施例中，可以将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值，如米或厘米为显示单位的真实空间平面坐标值。

作为本申请实施例在具体应用的一种示例，所述子步骤S21可以采用如下处理方式：

当二维平面图的显示尺寸为W*H，用户输入的二维平面图尺寸为RW*RH，目标拍摄物的二维平面像素坐标为(X，Y)时，通过以下公式将目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值(RX，RY)：

RX＝RW*X/W；

RY＝RH*Y/H。

通过已知的二维平面图的显示尺寸为W*H，用户输入的二维平面图尺寸为RW*RH，即所拍摄的真实空间的尺寸，其单位也是真实空间的单位，单位的大小是由用户根据实际需要设定的。通过画面与所拍摄空间的比例，还原真实空间的尺寸，乘以坐标点，即得到真实空间单位的一个平面坐标点。

子步骤S22、将所述真实空间的平面坐标值转换为真实空间的空间坐标值；

从理论上而言，2D图像的坐标点是不可实现到三维空间坐标的转换的，但是由于云台设备均在特定环境下应用，拍摄目标的高度是可预估的，或者说高度的变换范围不大。因此通过这一个预设的高度值，结合目标拍摄物的二维平面像素坐标，可以计算出目标顶点的三维坐标值，

在本申请一种优选实施例中，所述子步骤S22可以采用如下处理方式：

获取预设的高度数据，由所述真实空间的平面坐标值和高度数据，组成真实空间的空间坐标值。

在实际中，可以通过用户预先输入的目标平均高度(比如用于拍摄人物时，就是平均身高)，结合真实空间的平面坐标值，即在二维数据的基础上增加一维数据，生成真实空间的一个空间坐标值。

例如，假设目标平均高度为H，真实空间的平面坐标值为(RX，RY)，令RZ＝H，即获得真实空间的空间坐标值为(RX，RY，RZ)。

子步骤S23、将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息。

由于镜头拍摄的画面是一个投影面，所以基于真实空间的空间坐标值，还需要进一步限定拍摄的范围，在本申请的一种优选实施例中，通过预设一个拍摄范围(例如拍摄目标为人物，可以设定拍摄宽度为2米)，得到目标平面到云台的一个视角大小，最后将视角转换为云台的变焦倍数即可。当然所述预设拍摄范围可以根据拍摄目标的大小相应设置，本申请对此不作限制。

因而，在本申请的一种优选的实施例中，所述子步骤S23具体可以包括如下子步骤：

子步骤S23-1、获取预设的拍摄范围信息；

子步骤S23-2、根据所述预设的拍摄范围信息和真实空间的空间坐标值，计算真实空间的投影面信息。

在实际中，真实空间的投影面信息取决于摄像机的缩放倍数，在作为本申请实施例具体应用的一种示例，所述真实空间的投影面信息可以为摄像机的缩放倍数，在这种情况下，所述子步骤S23-2具体可以采用如下操作方式：

算法1：

根据预设的拍摄范围信息VW，云台的位置信息(PX，PY，PZ)，以及，真实空间的空间坐标值(RX，RY，RZ)，计算云台缩放的视野角度ANG为：

$\mathrm{DS}=\sqrt{{(\mathrm{RX}-\mathrm{PX})}^2+{(\mathrm{RY}-\mathrm{PY})}^2+{(\mathrm{RZ}-\mathrm{PZ})}^2};$

ANG＝(tan(VW/2/DS))*2；

根据所述云台缩放的视野角度ANG和摄像机的原始视野角度W，采用以下公式计算摄像机的缩放倍数ZOOM：

ZOOM＝W/ANG。

此种算法需要用到空间内到2个空间坐标点，一个是已知的目标空间坐标点，记作(RX，RY，RZ)。另一个是云台安装在空间中的空间坐标点，由于云台安装在空间中的位置是知道的，所以云台的空间坐标点在对应空间中是固定的，这里得到空间里云台位置的空间坐标点，记作(PX，PY，PZ)。

算法2：

作为本申请实施例具体应用的一种示例，所述子步骤S23-2具体可以采用如下操作方式：

获取预设的距离缩放参考值ZPM、摄像机初始的缩放倍数ZMIN，通过以下公式计算所述云台的缩放倍数ZOOM：

ZOOM＝ZMIN+DS*ZPM，

其中， $\mathrm{DS}=\sqrt{{(\mathrm{RX}-\mathrm{PX})}^2+{(\mathrm{RY}-\mathrm{PY})}^2+{(\mathrm{RZ}-\mathrm{PZ})}^2}.$

这个算法是通过空间坐标点直接计算摄像机的缩放倍数，其中的ZPM是一个根据用户需要输入的缩放参考值，ZPM(单位倍数/每米)。在这个算法中可以添加一个变化区间，或者使用函数，使得缩放倍数呈非线性增长。当抓拍目标拍摄物的运动过程时，目标拍摄物的运动轨迹是A到B到C，此方法可以在目标拍摄物处于A、C两个点时拍摄全景，当目标处于B点时进行目标特写。

当然，上述计算真实空间的投影面信息的方法仅仅用作示例，在实际中，本领域技术人员采用任一种方式计算真实空间的投影面信息均是可行的，例如，采用如下方法：用户直接输入一个视野角度VANG(单位是度)，因为同一摄像机，通过一个视野控制角度只对应唯一的缩放倍数对应，则ANG＝VANG，并且ZOOM＝相机原始视角/ANG＝相机原始视角/VANG。本申请对此无需加以限制。

步骤103、根据所述真实空间的空间坐标和投影面信息生成云台控制参数，采用所述云台控制参数控制云台对所述目标拍摄物跟踪拍摄。

通过已经获取的云台位置空间坐标、目标拍摄物的空间坐标和投影面信息，可以计算出相应的云台控制参数，然后通过该云台控制参数控制云台开始对目标拍摄物跟踪拍摄。

在本申请的一种优选实施例中，所述云台控制参数可以包括摄像机的缩放倍数。

参考图2，示出了本申请的一种云台控制的方法实施例2的流程图，具体可以包括以下步骤：

步骤201、根据用户在2D显示画面的点击操作，获得目标拍摄物的位置信息；

步骤202、将所述目标拍摄物的位置信息与二维平面图进行比对，获得所述目标拍摄物的二维平面像素坐标；

步骤203、将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的空间坐标值；

步骤204、将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息。

步骤205、根据所述真实空间投影面信息生成云台控制参数，采用所述云台控制参数控制云台对所述目标拍摄物跟踪拍摄。

在本实施例中，可以直接将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的空间坐标值；而无需先将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值后；再将所述真实空间的平面坐标值转换为真实空间的空间坐标值；即本申请将显示单位统一到以像素为单位的变量，从而更进一步提升计算效率。

参考图3，示出了本申请的一种云台控制的方法实施例3的流程图，具体可以包括以下步骤：

步骤301、获取用户触发的目标拍摄物的二维平面像素坐标；

步骤302、将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值；

步骤303、将所述真实空间的平面坐标值转换为真实空间的空间坐标值；

步骤304、将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息；

步骤305、根据真实空间的空间坐标值计算云台控制参数。

在本申请的一种优选实施例中，所述云台控制参数包括：水平角度、垂直角度和运动速度，所述步骤305可以进一步包括：

通过以下公式计算水平角度、垂直角度和运动速度：

水平角度＝tan((RX-PX)÷(RY-PY))；

垂直角度＝tan((RZ-PZ)÷(RY-PY))；

运动速度包括水平速度和垂直速度，其中：

水平速度＝(水平角度-云台当前位置的水平拍摄角度)*K1；

垂直速度＝(垂直角度-云台当前位置的垂直拍摄角度)*K2；

其中，(RX，RY，RZ)是真实空间的空间坐标值，(PX，PY，PZ)是云台的位置信息，K1是水平线性变换斜率，K2是垂直线性变换斜率。

上述垂直速度也可以直接采用水平速度，上述计算方法仅仅用作示例，本申请对此无需加以限定。

步骤306、根据所述真实空间投影面信息生成云台控制参数；

在本申请的一种优选实施例中，所计算出的真实空间投影面信息可以为摄像机的缩放倍数，在这种情况下，所述云台控制参数还可以包括摄像机的缩放倍数。

步骤307、采用所述云台控制参数控制云台对所述目标拍摄物跟踪拍摄。

在具体实现中，通过目标的空间坐标点和云台位置的坐标点，利用坐标系和勾股定理可以求出，目标与云台之间的水平角度和垂直角度。当目标移动时，与云台之间的角度发生了变化，得到云台协议所需要的参数。

通过计算得到符合云台协议接口的水平角度、垂直角度、缩放倍数和运动速度的值，根据这些参数进行优化、过滤，优化主要包括特殊区域的自动粘连功能，即当目标拍摄物的位置接近某一预设的特殊位置时，自动将位置重置为预设位置并作后续计算。过滤主要包括忽略区域(或者叫禁拍区域)功能，即用户可设定某些区域，使得目标位置包含于这些区域时取消本次操作，让云台摄像机不能拍摄到这些指定的区域。云台控制参数变成指令下达给云台，最后云台得到指令并进行工作。

需要说明的是，本说明书中的每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

参考图4，示出了本申请的一种云台控制的装置实施例的结构框图，具体可以包括以下模块：

像素坐标获取模块401，用于获取用户触发的目标拍摄物的二维平面像素坐标；

投影面信息获取模块402，用于依据所述目标拍摄物的二维平面像素坐标，计算所述目标拍摄物的真实空间投影面信息；

云台控制参数生成模块403，用于根据所述真实空间投影面信息生成云台控制参数；

跟踪拍摄模块404，用于采用所述云台控制参数控制云台对所述目标拍摄物跟踪拍摄。

在本申请的一种优选实施例中，所述获取用户像素坐标获取模块可以包括如下子模块：

目标位置信息获取子模块，用于根据用户在2D显示画面的点击操作，获得目标拍摄物的位置信息；

比对生成子模块，用于将所述目标拍摄物的位置信息与二维平面图进行比对，获得所述目标拍摄物的二维平面像素坐标。

在本申请的一种优选实施例中，所述投影面信息获取模块可以包括如下子模块：

平面坐标值转换子模块，用于将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值；

空间坐标值转换子模块，用于将所述真实空间的平面坐标值转换为真实空间的空间坐标值；

投影面转换子模块，用于将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息。

在本申请的另一种优选实施例中，所述投影面信息获取模块可以包括如下子模块：

平面-空间转换子模块，用于将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的空间坐标值；

投影面转换子模块，用于将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息。

本申请作为本申请实施例一种具体应用的示例，所述平面坐标值转换子模块进一步包括：

单位转换单元，用于在二维平面图的显示尺寸为W*H，用户输入的二维平面图尺寸为RW*RH，目标拍摄物的二维平面像素坐标为(X，Y)时，通过以下公式将目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值(RX，RY)：

RX＝RW*X/W；

RY＝RH*Y/H。

在本申请的一种优选实施例中，所述空间坐标值转换子模块可以进一步包括如下单元：

预设高度获取单元，用于获取预设的高度数据；

空间坐标组合单元，用于由所述真实空间的平面坐标值和高度数据，组成真实空间的空间坐标值。

在本申请的一种优选实施例中，所述投影面转换子模块进一步包括：

拍摄范围获取单元，用于获取预设的拍摄范围信息；

投影面计算单元，用于根据所述预设的拍摄范围信息和真实空间的空间坐标值，计算真实空间的投影面信息。

作为本申请实施例一种具体应用的示例，所述真实空间的投影面信息为摄像机的缩放倍数，所述投影面计算单元可以包括如下子单元：

第一缩放倍数计算子单元，用于根据预设的拍摄范围信息VW，云台的位置信息(PX，PY，PZ)，以及，真实空间的空间坐标值(RX，RY，RZ)，计算云台缩放的视野角度ANG为：

$\mathrm{DS}=\sqrt{{(\mathrm{RX}-\mathrm{PX})}^2+{(\mathrm{RY}-\mathrm{PY})}^2+{(\mathrm{RZ}-\mathrm{PZ})}^2};$

ANG＝(tan(VW/2/DS))*2；

根据所述云台缩放的视野角度ANG和摄像机的原始视野角度W，采用以下公式计算摄像机的缩放倍数ZOOM：

ZOOM＝W/ANG。

在本申请的一种优选实施例中，所述真实空间的投影面信息为摄像机的缩放倍数，所述投影面计算单元具体可以包括如下子单元：

第二缩放倍数计算子单元，获取预设的距离缩放参考值ZPM、摄像机初始的缩放倍数ZMIN，通过以下公式计算所述云台的缩放倍数ZOOM：

ZOOM＝ZMIN+DS*ZPM，

其中， $\mathrm{DS}=\sqrt{{(\mathrm{RX}-\mathrm{PX})}^2+{(\mathrm{RY}-\mathrm{PY})}^2+{(\mathrm{RZ}-\mathrm{PZ})}^2}.$

在本申请具体实现中，所述云台控制参数可以包括摄像机的缩放倍数。

在本申请的一种优选实施例中，所述云台控制装置还可以包括云台控制参数生成模块，用于根据真实空间的空间坐标值计算云台控制参数。

在本申请的一种优选实施例中，所述云台控制参数还可以包括：水平角度、垂直角度和运动速度，在这种情况下，所述云台控制参数生成模块具体可以包括以下子模块：

参数计算子模块，用于通过以下公式计算水平角度、垂直角度和运动速度：

水平角度＝tan((RX-PX)÷(RY-PY))；

垂直角度＝tan((RZ-PZ)÷(RY-PY))；

运动速度包括水平速度和垂直速度，其中：

水平速度＝(水平角度-云台当前位置的水平拍摄角度)*K1；

垂直速度＝(垂直角度-云台当前位置的垂直拍摄角度)*K2；

其中，(RX，RY，RZ)是真实空间的空间坐标值，(PX，PY，PZ)是云台的位置信息，K1是水平线性变换斜率，K2是垂直线性变换斜率。

由于所述装置实施例基本相应于前述图1、图2和图3所示的方法实施例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此就不赘述了。

本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种云台控制的方法，以及，一种云台控制的装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (16)

1.一种云台控制的方法，其特征在于，包括：

获取用户触发的目标拍摄物的二维平面像素坐标；

依据所述目标拍摄物的二维平面像素坐标，计算所述目标拍摄物的真实空间投影面信息；

根据所述真实空间投影面信息生成云台控制参数；

采用所述云台控制参数控制云台对所述目标拍摄物跟踪拍摄；

其中，所述依据目标拍摄物的二维平面像素坐标，计算所述目标拍摄物的真实空间投影面信息的步骤包括：

将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的空间坐标值；

将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息；

所述将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的空间坐标值的子步骤进一步包括：

将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值；

将所述真实空间的平面坐标值转换为真实空间的空间坐标值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取用户触发的目标拍摄物的二维平面像素坐标的步骤包括：

根据用户在2D显示画面的点击操作，获得目标拍摄物的位置信息；

将所述目标拍摄物的位置信息与二维平面图进行比对，获得所述目标拍摄物的二维平面像素坐标。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值的步骤进一步包括：

当二维平面图的显示尺寸为W*H，用户输入的二维平面图尺寸为RW*RH，目标拍摄物的二维平面像素坐标为(X，Y)时，通过以下公式将目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值(RX，RY)：

RX＝RW*X/W；

RY＝RH*Y/H；

所述W、H的显示单位为像素；

所述RW、RH的显示单位包括米或厘米。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将真实空间的平面坐标值转换为真实空间的空间坐标值的步骤进一步包括：

获取预设的高度数据，由所述真实空间的平面坐标值和高度数据，组成真实空间的空间坐标值。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息的步骤进一步包括：

获取预设的拍摄范围信息；

根据所述预设的拍摄范围信息和真实空间的空间坐标值，计算真实空间的投影面信息。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述真实空间的投影面信息为摄像机的缩放倍数，所述根据预设的拍摄范围信息和真实空间的空间坐标值，计算真实空间的投影面信息的步骤包括：

根据预设的拍摄范围信息VW，云台的位置信息(PX，PY，PZ)，以及，真实空间的空间坐标值(RX，RY，RZ)，计算云台缩放的视野角度ANG为：

$DS=\sqrt{{(RX-PX)}^2+{(RY-PY)}^2+{(RZ-PZ)}^2};$

ANG＝(tan(VW/2/DS))*2；

根据所述云台缩放的视野角度ANG和摄像机的原始视野角度W，采用以下公式计算摄像机的缩放倍数ZOOM：

ZOOM＝W/ANG；

所述拍摄范围信息VW包括预设的拍摄宽度。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述真实空间的投影面信息为摄像机的缩放倍数，所述根据预设的拍摄范围信息和真实空间的空间坐标值，计算真实空间的投影面信息的步骤包括：

获取预设的距离缩放参考值ZPM、摄像机初始的缩放倍数ZMIN，通过以下公式计算所述云台的缩放倍数ZOOM：

ZOOM＝ZMIN+DS*ZPM，

其中， $DS=\sqrt{{(RX-PX)}^2+{(RY-PY)}^2+{(RZ-PZ)}^2},$ (PX，PY，PZ)为云台的位置信息，(RX，RY，RZ)为真实空间的空间坐标值。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述云台控制参数包括摄像机的缩放倍数。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

根据真实空间的空间坐标值计算云台控制参数。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述云台控制参数还包括：水平角度、垂直角度和运动速度，所述根据真实空间的空间坐标值计算云台控制参数的步骤包括：

通过以下公式计算水平角度、垂直角度和运动速度：

水平角度＝tan((RX-PX)÷(RY-PY))；

垂直角度＝tan((RZ-PZ)÷(RY-PY))；

运动速度包括水平速度和垂直速度，其中：

水平速度＝(水平角度-云台当前位置的水平拍摄角度)*K1；

垂直速度＝(垂直角度-云台当前位置的垂直拍摄角度)*K2；

其中，(RX，RY，RZ)是真实空间的空间坐标值，(PX，PY，PZ)是云台的位置信息，K1是水平线性变换斜率，K2是垂直线性变换斜率。

11.一种云台控制的装置，其特征在于，包括：

像素坐标获取模块，用于获取用户触发的目标拍摄物的二维平面像素坐标；

投影面信息获取模块，用于依据所述目标拍摄物的二维平面像素坐标，计算所述目标拍摄物的真实空间投影面信息；

云台控制参数生成模块，用于根据所述真实空间投影面信息生成云台控制参数；

跟踪拍摄模块，用于采用所述云台控制参数控制云台对所述目标拍摄物跟踪拍摄；

其中，所述投影面信息获取模块包括：

平面-空间转换子模块，用于将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的空间坐标值；

投影面转换子模块，用于将所述真实空间的空间坐标值转换为真实空间的投影面信息；

所述平面-空间转换子模块进一步包括：

平面坐标值转换子模块，用于将所述目标拍摄物的二维平面坐标系的像素坐标，转换为真实空间的平面坐标值；

空间坐标值转换子模块，用于将所述真实空间的平面坐标值转换为真实空间的空间坐标值。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述像素坐标获取模块包括：

目标位置信息获取子模块，用于根据用户在2D显示画面的点击操作，获得目标拍摄物的位置信息；

比对生成子模块，用于将所述目标拍摄物的位置信息与二维平面图进行比对，获得所述目标拍摄物的二维平面像素坐标。

13.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述空间坐标值转换子模块进一步包括：

预设高度获取单元，用于获取预设的高度数据；

空间坐标组合单元，用于由所述真实空间的平面坐标值和高度数据，组成真实空间的空间坐标值。

14.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述投影面转换子模块进一步包括：

拍摄范围获取单元，用于获取预设的拍摄范围信息；

投影面计算单元，用于根据所述预设的拍摄范围信息和真实空间的空间坐标值，计算真实空间的投影面信息。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述云台控制参数包括摄像机的缩放倍数。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括：

云台控制参数计算模块，用于根据真实空间的空间坐标值计算云台控制参数。