CN104052960A - 基于电子地图的摄像机可视区域展示方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于电子地图的摄像机可视区域展示方法及系统，其中，该方法包括：从摄像机获取设置参数；由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向可视范围的位置坐标；由可视范围的位置坐标组合生成可视区域；将生成的可视区域叠加显示在电子地图上。本发明方案能够实现在电子地图上显示摄像机的可视区域。

Description

基于电子地图的摄像机可视区域展示方法及系统

技术领域

本发明涉及电子地图技术，尤其涉及基于电子地图的摄像机可视区域展示方法及系统。

背景技术

一般地，电子地图显示方案中，只显示地理位置信息。目前，随着需求的不断提高，电子地图显示方案中，不仅显示地理位置信息，还将设置有摄像头的位置在地图中进行显著标识，使显示的内容更加丰富。

同时，视频数据传递中，摄像机将采集到的视频数据传送给监控客户端，监控客户端将视频数据显示出来，便可获知相应摄像头采集的可视区域范围。

而现有的电子地图显示方案中，虽然可以显示摄像头的位置，却没有给出摄像头的视图区域，如果要获知摄像头的可视区域，需要在监控客户端中查看相应摄像头的视频画面。

综上，现有在电子地图中只标出了摄像头的位置，却没有该摄像头的可视区域；随着电子地图技术的迅猛发展，如果能在地图上同时显示出摄像机的可视区域，将进一步满足用户需求；然而，目前还没有这方面的技术。

发明内容

本发明提供了一种基于电子地图的摄像机可视区域展示方法，该方法能够实现在电子地图上显示摄像机的可视区域。

本发明还提供了一种基于电子地图的可视区域展示系统，该系统能够实现在电子地图上显示摄像机的可视区域。

一种基于电子地图的摄像机可视区域展示方法，该方法包括：

从摄像机获取设置参数；

由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向可视范围的位置坐标；

由可视范围的位置坐标组合生成可视区域；

将生成的可视区域叠加显示在电子地图上。

一种基于电子地图的可视区域展示系统，该系统包括设置参数获取单元、运算单元和显示单元；

所述设置参数获取单元，从摄像机获取设置参数，传送给所述运算单元；

所述运算单元，接收来自所述设置参数获取单元的设置参数，进行存储；由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向可视区域的位置坐标；由可视范围的位置坐标组合生成可视区域，将生成的可视区域发送给所述显示单元；

所述显示单元，将生成的可视区域叠加显示在电子地图上。

从上述方案可以看出，本发明中，从摄像机获取设置参数，基于设置参数运算得到摄像机在水平方向可视区域的位置坐标，再由可视区域的位置坐标组合生成可视区域；然后，将生成的可视区域叠加显示在电子地图上。采用本发明方案，不仅可以在电子地图中显示出摄像头的位置，还可以在地图上同时显示出摄像机的可视区域，从而，直观地将摄像机的可视区域显示在地图上，无需在监控客户端查看相应的视频数据以获知可视区域，这样，简化了操作，也更加丰富了电子地图的信息，进一步满足了需求。

附图说明

图1为本发明基于电子地图的摄像机可视区域展示方法示意性流程图；

图2为本发明摄像机采集视频数据的实际方位图；

图3为本发明计算可视区域位置坐标的流程图实例；

图4为本发明摄像头的可视区域展示示意图例一；

图5为本发明摄像头的可视区域展示示意图例二；

图6为本发明基于电子地图的可视区域展示系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了在电子地图上显示摄像机可视区域的方法，参见图1，为本发明方法示意性流程图，其包括以下步骤：

步骤101，从摄像机获取设置参数。

具体实现时，可视区域展示系统可采用摄像机与监控客户端之间的传输通道，实现对摄像机的访问；在需要时，摄像机通过该传输通道将设置参数发送给可视区域展示系统。

设置参数包含的具体内容，可根据需要选取。

步骤102，由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向可视范围的位置坐标。

可视区域展示系统除了从摄像机获取设置参数外，还可获取进行运算的其他参数，包括摄像机立杆高度和摄像机点位信息，摄像机点位信息即摄影机的立杆所在的位置坐标；其中，摄像机立杆高度和摄像机点位信息，也可由工作人员上传给可视区域展示系统。

可视范围的坐标位置，可具体为可视区域的各边缘点的坐标。

步骤103，由可视范围的位置坐标组合生成可视区域。

步骤104，将生成的可视区域叠加显示在电子地图上。

叠加时，可将可视区域进行显著标识，例如采用带有色彩的透明区域进行标识。

不仅可以在电子地图上显示可视区域，还可显示摄像头的盲区，具体地，该方法包括：

由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向盲区范围的位置坐标；

由盲区范围的位置坐标组合生成盲区；

将生成的盲区叠加显示在电子地图上。

上述流程中，获取设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息之后，通过几何运算，便可计算得到摄像机在水平方向可视范围和盲区范围的位置坐标。该计算方法多种，可根据需要设置，下面举一实例进行说明：

该实例中，可视区域为梯形区域，盲区为三角形区域，所述设置参数包括：水平视场角、垂直视场角、俯角T和水平角度P；将梯形区域的四个顶点表示为d2、d3、d5和d6，三角形区域便为M、d2和d3所组成的区域，M为摄像机立杆所在位置。参见图2，为本实例摄像机采集视频数据的实际方位图。图3为本实例计算可视区域位置坐标的流程图，其包括以下步骤：

步骤301，由俯角、垂直视场角和立杆高度，计算出三角形的高度和梯形的高度。

1）三角形的高度：

先求出角度a：角度a=90–俯角–垂直视场角的一半；俯角，即垂直视场角的平分线与地面的夹角，如图所示；

然后求出三角形的高度：三角形的高度=立杆高度*tan a。

2）梯形的高度：

先求出角度b：角度b=俯角–垂直视场角的一半；

然后求出梯形的高度：梯形的高度=(立杆高度*ctan b)–三角形的高度。

步骤302，由三角形的高度、梯形的高度和水平视场角，计算得到r1、r2，r1、r2为梯形上下两底的一半长度。

r1=三角形的高度*tan(水平视场角的一半)；

r2=（三角形的高度+梯形的高度）*tan(水平视场角的一半)。

步骤303，以水平视场角的平分线为x轴，由摄像机点位信息和三角形的高度，计算得到d1的坐标，d1为水平视场角的平分线与梯形上底的交点；由d1和水平视场角计算得到梯形上底的两个顶点d2和d3；将d2和d3转换为水平角度P朝向上的坐标。

图中，d1和d4为水平视场角的平分线与梯形两平行边的交点。已知摄像机的点位信息（mapPoint），摄像机点位信息包括摄像机的横坐标mapPoint.x和摄像机的纵坐标mapPoint.y。先计算出d1的坐标，d1的横坐标表示为d1.x，纵坐标表示为d1.y：

d1.x=mapPoint.x+三角形高度；

d1.y=mapPoint.y。

计算出d1，由三角形公式，便可计算出去d2、d3坐标。此时得到的d2和d3，是以水平视场角的平分线为x轴计算而来的。而摄像机设置有0度角，且摄像机当前相对于0度角的朝向为水平角；因此，需要将d2和d3转换为水平角度P朝向上的坐标，该转换为本领域技术人员易于实现的几何坐标转换，这里不赘述。

步骤304，由摄像机点位信息、三角形的高度和梯形的高度，计算得到d4的坐标，d4为水平视场角的平分线与梯形下底的交点；由d4和水平视场角计算得到梯形上底的两个顶点d5和d6；将d5和d6转换为水平角度P朝向上的坐标。

与步骤303计算d2和d3的方法类似地，由mapPoint、三角形的高度和梯形高度可计算得到d4，进而由三角形公式变可计算得到d5、d6的坐标，这里不再一一赘述。

之后，便可在电子地图上生成盲区和可视区域，具体包括：

A、生成三角形区域（盲区）：

由摄像机的点位信息、点d2和d3，组合生成三角形区域。

B、生成梯形区域（可视区域）：

由点d2、d3、d5和d6，组合生成梯形区域。

C、最后，将三角形区域和梯形区域进行组合，加载到电子地图上。

如图4所示，为摄像头可视区域的展示示意图实例，图中，将摄像头展示在电子地图的实际位置，其中的白色三角形部分为盲区，灰色梯形部分为可视区域。

将生成的盲区和可视区域叠加显示在电子地图上之后，还可对设置参数进行调整，以实现对摄像头的控制，具体包括：

接收包含变化值的参数调整信息；

由参数调整信息确定出调整参数，将调整参数发送给摄像机按照调整参数进行调整；并根据调整参数对获取的设置参数进行更新，返回执行图1流程中的102步骤，以同时调整电子地图上的盲区和可视区域。

所述参数调整信息可根据需要设置，例如包含调整后的焦倍；相应地，所述由参数调整信息确定出调整参数包括：由焦倍转换得到水平视场角和垂直视场角，将转换得到的水平视场角和垂直视场角作为调整参数。焦倍决定了水平视场角和垂直视场角的取值，确定焦倍后，结合某些设置参数便可计算出水平视场角和垂直视场角，结合的设置参数包括摄像机的焦距、摄像机中图像传感器（CCD，Charge-coupled Device）的水平宽度和CDD的水平高度；该计算为已有技术，这里不多赘述。

再如，所述参数调整信息包含水平转动摄像机的角度；所述由参数调整信息确定出调整参数包括：由水平转动摄像机的角度计算得到对应的水平角，将计算得到的水平角作为调整参数。具体地，假设正东方向为0度角，且顺时针方向为正方向，当前水平角为90度，即朝向正南方向，参数调整信息包含将摄像机在水平方向上顺时针转动90度，计算后得到的水平角则为180度。

如图5，示出了三个眼睛按钮，用户可对各眼睛按钮进行操作，以实现对摄像头的设置参数进行调整；最右边的眼睛按钮为焦倍调节按钮，例如向左拖动可调大焦倍，向右拖动可调小焦倍；中间的眼睛按钮为水平角调节按钮，用户可顺时针或逆时针旋转该眼睛按钮；最左边的眼睛按钮为垂直方向调节按钮，用户可向上或向下拖动该眼睛按钮，以使摄像头在垂直方向进行旋转。

本发明中，从摄像机获取设置参数，基于设置参数运算得到摄像机在水平方向可视区域的位置坐标，再由可视区域的位置坐标组合生成梯形区域；然后，将生成的梯形区域叠加显示在电子地图上。采用本发明方案，不仅可以在电子地图中显示出摄像头的位置，还可以在地图上同时显示出摄像机的可视区域，从而，直观地将摄像机的可视区域显示在地图上，无需在监控客户端查看相应的视频数据，简化了操作，也更加丰富了电子地图的信息，进一步满足了需求。

并且，采用本发明方案，在电子地图上进行操作，便可对摄像头进行远程控制，无需实地对摄像机参数进行调整，简便了操作。

参见图6，为本发明基于电子地图的可视区域展示系统，该系统包括设置参数获取单元、运算单元和显示单元；

所述设置参数获取单元，从摄像机获取设置参数，传送给所述运算单元；

所述运算单元，接收来自所述设置参数获取单元的设置参数，进行存储；由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向可视区域的位置坐标；由可视范围的位置坐标组合生成可视区域，将生成的可视区域发送给所述显示单元；

所述显示单元，将生成的可视区域叠加显示在电子地图上。

较佳地，所述运算单元，还用于由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向盲区的位置坐标；由盲区范围的位置坐标组合生成盲区，将生成的盲区发送给所述显示单元；

所述显示单元，还将生成的盲区叠加显示在电子地图上。

较佳地，所述可视区域为梯形区域，所述盲区为三角形区域，所述设置参数包括：水平视场角、垂直视场角、俯角和水平角度P，将梯形区域的四个顶点表示为d2、d3、d5和d6；

所述运算单元，进一步用于：

由俯角、垂直视场角和立杆高度，计算出三角形的高度和梯形的高度；

由三角形的高度、梯形的高度和水平视场角，计算得到r1、r2，r1、r为梯形上下两底的一半长度；

以水平视场角的平分线为x轴，由摄像机点位信息和三角形的高度，计算得到d1的坐标，d1为水平视场角的平分线与梯形上底的交点；由d1和水平视场角计算得到梯形上底的两个顶点d2和d3；将d2和d3转换为水平角度P朝向上的坐标；

由摄像机点位信息、三角形的高度和梯形的高度，计算得到d4的坐标，d4为水平视场角的平分线与梯形下底的交点；由d4和水平视场角计算得到梯形上底的两个顶点d5和d6；将d5和d6转换为水平角度P朝向上的坐标。

较佳地，该系统还包括调整信息获取单元和调整更新单元；

所述调整信息获取单元，接收包含变化值的参数调整信息，发送给所述调整更新单元；

所述调整更新单元，由参数调整信息确定出调整参数，将调整参数发送给摄像机按照调整参数进行调整，并根据调整参数对运算单元存储的设置参数进行更新，并指示所述运算单元基于更新后的设置参数进行运算。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电子地图的摄像机可视区域展示方法，其特征在于，该方法包括：

从摄像机获取设置参数；

由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向可视范围的位置坐标；

由可视范围的位置坐标组合生成可视区域；

将生成的可视区域叠加显示在电子地图上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向盲区范围的位置坐标；

由盲区范围的位置坐标组合生成盲区；

将生成的盲区叠加显示在电子地图上。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可视区域为梯形区域，所述盲区为三角形区域，所述设置参数包括：水平视场角、垂直视场角、俯角和水平角度P；将梯形区域的四个顶点表示为d2、d3、d5和d6；

所述进行几何运算，得到摄像机在水平方向可视区域的位置坐标包括：

由俯角、垂直视场角和立杆高度，计算出三角形的高度和梯形的高度；

由三角形的高度、梯形的高度和水平视场角，计算得到r1、r2，r1、r2为梯形上下两底的一半长度；

以水平视场角的平分线为x轴，由摄像机点位信息和三角形的高度，计算得到d1的坐标，d1为水平视场角的平分线与梯形上底的交点；由d1和水平视场角计算得到梯形上底的两个顶点d2和d3；将d2和d3转换为水平角度P朝向上的坐标；

由摄像机点位信息、三角形的高度和梯形的高度，计算得到d4的坐标，d4为水平视场角的平分线与梯形下底的交点；由d4和水平视场角计算得到梯形上底的两个顶点d5和d6；将d5和d6转换为水平角度P朝向上的坐标。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将生成的可视区域叠加显示在电子地图上之后，该方法还包括：

接收包含变化值的参数调整信息；

由参数调整信息确定出调整参数，将调整参数发送给摄像机按照调整参数进行调整；并根据调整参数对获取的设置参数进行更新，返回执行所述由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算的步骤。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述参数调整信息包含调整后的焦倍；所述由参数调整信息确定出调整参数包括：由焦倍转换得到水平视场角和垂直视场角，将转换得到的水平视场角和垂直视场角作为调整参数。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述参数调整信息包含水平转动摄像机的角度；所述由参数调整信息确定出调整参数包括：由水平转动摄像机的角度计算得到对应的水平角，将计算得到的水平角作为调整参数。

7.一种基于电子地图的可视区域展示系统，其特征在于，该系统包括设置参数获取单元、运算单元和显示单元；

所述设置参数获取单元，从摄像机获取设置参数，传送给所述运算单元；

所述运算单元，接收来自所述设置参数获取单元的设置参数，进行存储；由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向可视区域的位置坐标；由可视范围的位置坐标组合生成可视区域，将生成的可视区域发送给所述显示单元；

所述显示单元，将生成的可视区域叠加显示在电子地图上。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述运算单元，还用于由设置参数、摄像机立杆高度和摄像机点位信息，进行几何运算，得到摄像机在水平方向盲区的位置坐标；由盲区范围的位置坐标组合生成盲区，将生成的盲区发送给所述显示单元；

所述显示单元，还将生成的盲区叠加显示在电子地图上。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述可视区域为梯形区域，所述盲区为三角形区域，所述设置参数包括：水平视场角、垂直视场角、俯角和水平角度P，将梯形区域的四个顶点表示为d2、d3、d5和d6；

所述运算单元，进一步用于：

由俯角、垂直视场角和立杆高度，计算出三角形的高度和梯形的高度；

由三角形的高度、梯形的高度和水平视场角，计算得到r1、r2，r1、r为梯形上下两底的一半长度；

以水平视场角的平分线为x轴，由摄像机点位信息和三角形的高度，计算得到d1的坐标，d1为水平视场角的平分线与梯形上底的交点；由d1和水平视场角计算得到梯形上底的两个顶点d2和d3；将d2和d3转换为水平角度P朝向上的坐标；

由摄像机点位信息、三角形的高度和梯形的高度，计算得到d4的坐标，d4为水平视场角的平分线与梯形下底的交点；由d4和水平视场角计算得到梯形上底的两个顶点d5和d6；将d5和d6转换为水平角度P朝向上的坐标。

10.如权利要求7、8或9所述的系统，其特征在于，该系统还包括调整信息获取单元和调整更新单元；

所述调整信息获取单元，接收包含变化值的参数调整信息，发送给所述调整更新单元；

所述调整更新单元，由参数调整信息确定出调整参数，将调整参数发送给摄像机按照调整参数进行调整，并根据调整参数对运算单元存储的设置参数进行更新，并指示所述运算单元基于更新后的设置参数进行运算。