CN105323553A - 一种云台设备的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种云台设备的控制方法和装置，该方法包括：在真实云台设备的现实位置对应的虚拟三维环境中构建虚拟云台设备，所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同；获取虚拟三维环境中的期待点坐标，并利用虚拟云台设备的参数获取虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量；利用所述期待点坐标以及虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度；向真实云台设备下发携带所述转动角度的转动命令，由所述真实云台设备按照所述转动命令中携带的转动角度进行转动。通过本发明的技术方案，可以准确的确定出虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度，准确得知云台设备是否可以转动到期待点。

Description

一种云台设备的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及视频技术领域，尤其涉及一种云台设备的控制方法和装置。

背景技术

近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控的普及化趋势越来越明显，视频监控正在逐步迈入高清化，智能化，视频监控系统可以应用于众多领域，如智能交通，智慧园区、平安城市等。

在视频监控系统中，云台设备(如云台相机等)的控制是视频监控系统的重要组成功能。云台设备是一种可以旋转的设备，当需要采集期待点的视频图像时，如果云台设备当前无法采集到期待点的视频图像，则向云台设备下发转动命令，通知云台设备转动到期待点，从而采集期待点的视频图像。

但是，目前无法准确得知云台设备是否可以转动到期待点，需要靠肉眼分辨的方式判断云台设备是否可以转动到期待点，肉眼无法分辨出准确的转动角度，而且是否可以转动到期待点的判断结果也可能发生错误。

发明内容

本发明提供一种云台设备的控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤A、在真实云台设备的现实位置对应的虚拟三维环境中构建虚拟云台设备，所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同；

步骤B、获取所述虚拟三维环境中的期待点坐标，并利用所述虚拟云台设备的参数获取所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量；

步骤C、利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度；

步骤D、向所述真实云台设备下发携带所述转动角度的转动命令，由所述真实云台设备按照所述转动命令中携带的转动角度进行转动。

所述步骤C具体包括：

利用所述期待点坐标和所述虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量；

利用所述第一向量和所述第二向量计算第一角度，并获取真实云台设备为预设角度时，虚拟云台设备在虚拟三维环境中已经转动的第二角度；

利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度。

所述利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程，具体包括：利用所述第一角度与所述第二角度之和确定第三角度；

当真实云台设备的最大可转动角度大于等于第三角度时，确定真实云台设备能够转动到期待点，并确定真实云台设备的转动角度为所述第三角度；

当真实云台设备的最大可转动角度小于所述第三角度时，则利用所述虚拟云台设备的参数获取所述虚拟云台设备的视锥可视角度；

当真实云台设备的最大可转动角度与(所述视锥可视角度/2)之和，大于等于所述第三角度时，则确定所述真实云台设备能够转动到期待点，并确定所述真实云台设备的转动角度为所述第三角度；

当真实云台设备的最大可转动角度与(所述视锥可视角度/2)之和，小于所述第三角度时，则确定所述真实云台设备不能够转动到期待点。

所述期待点坐标具体包括(X_C,Y_C,Z_C)，所述视角点坐标具体包括(X_A,Y_A,Z_A)，所述第一向量具体包括以所述虚拟云台设备的视角点为起点，并沿着所述虚拟云台设备的视锥中心线的第一向量，且所述第一向量具体包括；所述利用所述期待点坐标和所述虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量的过程，具体包括：利用如下公式确定所述虚拟云台设备的视角点到期待点的第二向量

所述第一角度包括水平方向的第一角度和垂直方向的第一角度，利用所述第一向量和所述第二向量计算第一角度的过程，具体包括：计算水平方向的第一角度为向量与向量之间的角度；计算垂直方向的第一角度为向量与向量之间的角度；

所述第二角度具体包括：当所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同，且所述虚拟云台设备的虚拟可视域与所述真实云台设备的真实可视域一致时，且所述真实云台设备为预设角度时，所述虚拟云台设备在虚拟三维环境中的当前朝向角度；

所述利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程，具体包括：利用所述水平方向的第一角度和所述第二角度确定所述真实云台设备的水平方向的转动角度，并利用所述垂直方向的第一角度和所述第二角度确定所述真实云台设备的垂直方向的转动角度。

当所述虚拟三维环境中存在期待点对应的多个虚拟云台设备时，所述方法还包括：步骤E、按照所述多个虚拟云台设备与所述期待点之间的距离从近到远的顺序，对所述多个虚拟云台设备进行排序，得到排序结果；

步骤F、按照所述排序结果选择第N个虚拟云台设备，N的初始值为1；

步骤G、利用当前选择的虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量执行步骤C；在步骤C中，如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备能够转动到期待点，则执行步骤D，如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备不能够转动到期待点，则设置N＝N+1，并执行步骤F。

本发明提供一种云台设备的控制装置，所述装置具体包括：

构建模块，用于在真实云台设备的现实位置对应的虚拟三维环境中构建虚拟云台设备，所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同；

获取模块，用于获取所述虚拟三维环境中的期待点坐标，并利用所述虚拟云台设备的参数获取所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量；

确定模块，用于利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度；

发送模块，用于向所述真实云台设备下发携带所述转动角度的转动命令，由所述真实云台设备按照所述转动命令中携带的转动角度进行转动。

所述确定模块，具体用于在利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度的过程中，利用所述期待点坐标和所述虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量；利用所述第一向量和所述第二向量计算第一角度，并获取真实云台设备为预设角度时，虚拟云台设备在虚拟三维环境中已经转动的第二角度；利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度。

所述确定模块，具体用于在利用第一角度和第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程中，利用所述第一角度与所述第二角度之和确定第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度大于等于第三角度时，确定真实云台设备能够转动到期待点，并确定真实云台设备的转动角度为所述第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度小于所述第三角度时，利用所述虚拟云台设备的参数获取所述虚拟云台设备的视锥可视角度；当真实云台设备的最大可转动角度与(所述视锥可视角度/2)之和，大于等于所述第三角度时，确定所述真实云台设备能够转动到期待点，并确定所述真实云台设备的转动角度为所述第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度与(所述视锥可视角度/2)之和，小于所述第三角度时，确定所述真实云台设备不能够转动到期待点。

所述期待点坐标具体包括(X_C,Y_C,Z_C)，所述视角点坐标具体包括(X_A,Y_A,Z_A)，所述第一向量具体包括以所述虚拟云台设备的视角点为起点，并沿着所述虚拟云台设备的视锥中心线的第一向量，且所述第一向量具体包括；所述第一角度包括水平方向的第一角度和垂直方向的第一角度；所述第二角度具体包括：当所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同，且所述真实云台设备为预设角度时，且所述虚拟云台设备的虚拟可视域与所述真实云台设备的真实可视域一致时，所述虚拟云台设备在虚拟三维环境中的当前朝向角度；

所述确定模块，具体用于在利用所述期待点坐标和所述虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量的过程中，利用如下公式确定所述虚拟云台设备的视角点到期待点的第二向量

在利用所述第一向量和所述第二向量计算第一角度的过程中，计算水平方向的第一角度为向量与向量之间的角度；计算垂直方向的第一角度为向量与向量之间的角度；

在利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程中，利用所述水平方向的第一角度和所述第二角度确定所述真实云台设备的水平方向的转动角度，并利用所述垂直方向的第一角度和所述第二角度确定所述真实云台设备的垂直方向的转动角度。

当所述虚拟三维环境中存在期待点对应的多个虚拟云台设备时；

所述确定模块，还用于按照所述多个虚拟云台设备与所述期待点之间的距离从近到远的顺序，对所述多个虚拟云台设备进行排序，并得到排序结果；按照所述排序结果选择第N个虚拟云台设备，其中，所述N的初始值为1；利用当前选择的虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，执行利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度的过程；如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备能够转动到期待点，则执行向所述真实云台设备下发携带所述转动角度的转动命令的过程；如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备不能够转动到期待点，则设置N＝N+1，并返回执行按照所述排序结果选择第N个虚拟云台设备的过程。

基于上述技术方案，本发明实施例中，可以基于虚拟三维环境中的期待点坐标以及虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，准确的确定出虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度，可以准确得知云台设备是否可以转动到期待点，大幅度的简便真实云台设备的控制，提升真实云台设备转动的准确性，不需要靠肉眼分辨的方式判断真实云台设备是否可以转动到期待点。

附图说明

图1是本发明一种实施方式中的云台设备的控制方法的流程图；

图2是本发明另一种实施方式中的云台设备的控制方法的流程图；

图3是本发明一种实施方式中的控制平台的硬件结构图；

图4是本发明一种实施方式中的云台设备的控制装置的结构图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例中提出一种云台设备的控制方法，如图1所示，该云台设备的控制方法具体可以包括以下步骤：

步骤101，在真实云台设备的现实位置对应的虚拟三维环境中构建虚拟云台设备，该虚拟云台设备的参数与该真实云台设备的参数相同。

步骤102，获取虚拟三维环境中的期待点坐标，并利用虚拟云台设备的参数获取该虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量。

步骤103，利用期待点坐标以及虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度。

步骤104，向真实云台设备下发携带转动角度的转动命令，由该真实云台设备按照该转动命令中携带的转动角度进行转动。

本发明实施例中，利用期待点坐标以及虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度的过程，具体可以包括但不限于如下方式：利用该期待点坐标和虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量；利用该第一向量和该第二向量计算第一角度，并获取真实云台设备为预设角度时，虚拟云台设备在虚拟三维环境中已经转动的第二角度；利用该第一角度和该第二角度确定真实云台设备的转动角度。

本发明实施例中，利用第一角度和第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程，具体可以包括但不限于如下方式：利用第一角度与第二角度之和确定第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度大于等于该第三角度时，则确定真实云台设备能够转动到期待点，并确定真实云台设备的转动角度为该第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度小于该第三角度时，则利用虚拟云台设备的参数获取虚拟云台设备的视锥可视角度；当真实云台设备的最大可转动角度与(视锥可视角度/2)之和，大于等于该第三角度时，则确定真实云台设备能够转动到期待点，并确定真实云台设备的转动角度为该第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度与(视锥可视角度/2)之和，小于该第三角度时，则确定真实云台设备不能够转动到期待点。

本发明实施例中，期待点坐标具体可以包括(X_C,Y_C,Z_C)，视角点坐标具体可以包括(X_A,Y_A,Z_A)，第一向量具体可以包括以虚拟云台设备的视角点为起点，并沿着虚拟云台设备的视锥中心线的第一向量，且第一向量具体可以包括。第二角度具体可以包括：当虚拟云台设备的参数与真实云台设备的参数相同，且虚拟云台设备的虚拟可视域与真实云台设备的真实可视域一致时，且所述真实云台设备为预设角度时，虚拟云台设备在虚拟三维环境中的当前朝向角度。

基于此，利用期待点坐标和虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量的过程，具体可以包括但不限于如下方式：利用如下公式确定虚拟云台设备的视角点到期待点的第二向量此外，第一角度包括水平方向的第一角度和垂直方向的第一角度，利用第一向量和第二向量计算第一角度的过程，具体可以包括但不限于如下方式：计算水平方向的第一角度为向量与向量之间的角度；计算垂直方向的第一角度为向量与向量之间的角度。此外，真实云台设备的转动角度包括真实云台设备的水平方向的转动角度和真实云台设备的垂直方向的转动角度，利用第一角度和第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程，具体可以包括但不限于如下方式：利用水平方向的第一角度和第二角度确定真实云台设备的水平方向的转动角度，利用垂直方向的第一角度和第二角度确定真实云台设备的垂直方向的转动角度。

本发明实施例中，当虚拟三维环境中存在期待点对应的多个虚拟云台设备时，则云台设备的控制方法还可以包括以下步骤(在图1中未体现)：

步骤105，按照多个虚拟云台设备与期待点之间的距离从近到远的顺序，对这多个虚拟云台设备进行排序，并得到排序结果。

步骤106，按照排序结果选择第N个虚拟云台设备，N的初始值为1。

步骤107，利用当前选择的虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量执行步骤103；在步骤103中，如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备能够转动到期待点，执行步骤104，如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备不能够转动到期待点，设置N＝N+1，执行步骤106。

基于上述技术方案，本发明实施例中，可以基于虚拟三维环境中的期待点坐标以及虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，准确的确定出虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度，可以准确得知云台设备是否可以转动到期待点，大幅度的简便真实云台设备的控制，提升真实云台设备转动的准确性，不需要靠肉眼分辨的方式判断真实云台设备是否可以转动到期待点。

以下结合具体的实施例对上述云台设备的控制方法进行进一步的说明。

本发明实施例中提出一种云台设备的控制方法，该方法可以应用于视频监控系统中，该视频监控系统可以包括控制平台(如VM(VideoManagement，视频管理)服务器等)和多个云台设备(如云台相机等)。其中，为了与虚拟三维环境中的云台设备进行区分，将现实位置中真实存在的云台设备称为真实云台设备，并将虚拟三维环境中的云台设备称为虚拟云台设备。在上述应用场景下，如图2所示，该云台设备的控制方法具体可以包括以下步骤：

步骤201，控制平台搭建与真实环境相适应的虚拟三维环境。

其中，可以通过CAD(ComputerAidedDesign，计算机辅助设计)图纸、人工拍照、航拍等方式制作1:1的三维模型，并将三维模型导入三维引擎中，从而搭建与真实环境相适应的虚拟三维环境。虚拟三维环境的搭建流程与3D监控软件的实现方式类似，本发明实施例中对此过程不再详加赘述。

步骤202，控制平台在真实云台设备的现实位置对应的虚拟三维环境中构建虚拟云台设备，该虚拟云台设备的参数与该真实云台设备的参数相同。

针对真实环境中的每个真实云台设备，在真实云台设备的现实位置对应的虚拟三维环境中构建虚拟云台设备。例如，真实环境的位置A存在真实云台设备1，位置B存在真实云台设备2，则在真实环境的位置A对应的虚拟三维环境的位置A’构建虚拟云台设备1，在真实环境的位置B对应的虚拟三维环境的位置B’构建虚拟云台设备2，虚拟云台设备1的参数与真实云台设备1的参数相同，虚拟云台设备2的参数与真实云台设备2的参数相同。

其中，在虚拟三维环境中配置一套云台设备模型库，该云台设备模型库中存储了各种型号的云台设备。基于真实云台设备的型号，从云台设备模型库中选取一个该型号的虚拟云台设备，并通过拖拽等方式，在该真实云台设备的现实位置对应的虚拟三维环境中构建该型号的虚拟云台设备。

其中，真实云台设备的参数包括但不限于以下之一或者任意组合：真实云台设备的焦距、水平角度、垂直角度、CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合元件)等信息。虚拟云台设备的参数包括但不限于以下之一或者任意组合：虚拟云台设备的焦距、水平角度、垂直角度、CCD等信息。为了使虚拟云台设备的参数与真实云台设备的参数相同，则可以通过真实云台设备的SDK(SoftwareDevelopmentKit，软件开发工具包)接口，获取到真实云台设备的参数，继而为虚拟云台设备配置与真实云台设备的参数相同的参数。

当虚拟云台设备的焦距、水平角度、垂直角度、CCD等参数确定后，可以基于虚拟云台设备的参数生成该虚拟云台设备的虚拟可视域，具体生成方式不再赘述。当虚拟云台设备的参数与真实云台设备的参数相同时，则虚拟云台设备的虚拟可视域与真实云台设备的真实可视域一致。进一步的，当虚拟云台设备的参数与真实云台设备的参数相同，且虚拟云台设备的虚拟可视域与真实云台设备的真实可视域一致时，则确定虚拟云台设备在虚拟三维环境中的当前朝向角度为第二角度，该第二角度是真实云台设备为预设角度(如0度)时，虚拟云台设备在虚拟三维环境中已经转动的第二角度。进一步的，可以通过数据库、配置文件等方式保存第二角度的数值，供后续使用。

步骤203，控制平台获取虚拟三维环境中的期待点坐标。

其中，期待点可以是建筑物地面、墙体或者其它物体，通过鼠标双击建筑物地面、墙体或者其它物体等期待点，可以在三维视角点和鼠标位置之间产生一个空间射线，该空间射线的原点为虚拟云台设备的世界坐标点，该空间射线的方向为虚拟云台设备的视线方向。之后，将该空间射线与物体的每个三角面片进行相交测试(可以基于碰撞检测算法进行相交测试)，可以将最终得到的相交点的三维坐标点，作为虚拟三维环境中的期待点坐标。

步骤204，控制平台获取期待点坐标周边的虚拟云台设备。

如表1所示，为虚拟三维环境中的三维组织关系的一种示例，当期待点坐标是园区A的1号楼1层101房内的坐标点时，则可以获取到期待点坐标周边的虚拟云台设备为虚拟云台设备1和虚拟云台设备2。针对期待点坐标所在的房间，可以获取到该房间所在的最小防区内的所有虚拟云台设备。

表1

本发明实施例中，当虚拟三维环境中只存在期待点对应的一个虚拟云台设备时，则针对该虚拟云台设备执行步骤205。当虚拟三维环境中存在期待点对应的多个虚拟云台设备时，则按照多个虚拟云台设备与期待点之间的距离从近到远的顺序，对这多个虚拟云台设备进行排序，得到排序结果，并按照排序结果选择第N个虚拟云台设备，N的初始值为1，并针对当前选择的虚拟云台设备执行步骤205。如果当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备能够转动到期待点，则不再选择其它虚拟云台设备执行步骤205；如果当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备不能够转动到期待点，则设置N＝N+1，继续按照排序结果选择第N个虚拟云台设备，并针对当前选择的虚拟云台设备执行步骤205，以此类推，一直到选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备能够转动到期待点，或者所有虚拟云台设备对应的真实云台设备均不能够转动到期待点。进一步的，在没有能够转动到期待点的真实云台设备时，则提示用户没有能够转动到期待点的真实云台设备。

步骤205，控制平台利用虚拟云台设备的参数获取该虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，并利用期待点坐标以及虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定该虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度。

其中，当虚拟云台设备的焦距、水平角度、垂直角度、CCD等参数确定，且虚拟云台设备的位置固定之后，可以基于虚拟云台设备的参数直接生成虚拟云台设备的虚拟可视域，并基于虚拟云台设备的参数直接生成虚拟云台设备的视角点坐标A为(X_A,Y_A,Z_A)，具体的生成方式在此不再详加赘述。基于虚拟云台设备的虚拟可视域，可以得到以虚拟云台设备的视角点为起点，沿着虚拟云台设备的视锥中心线的第一向量B，第一向量B为第一向量B是从视角点开始沿着虚拟云台设备的视锥中心线的一条线段。

本发明实施例中，利用期待点坐标以及虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度的过程，具体可以包括但不限于如下方式：利用该期待点坐标和虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量；利用该第一向量和该第二向量计算第一角度，并获取真实云台设备为预设角度时，虚拟云台设备在虚拟三维环境中已经转动的第二角度；利用该第一角度和该第二角度确定真实云台设备的转动角度。

其中，期待点坐标C可以为(X_C,Y_C,Z_C)，是步骤203中获取的。

其中，利用期待点坐标C和虚拟云台设备的视角点坐标A确定第二向量的过程，具体包括但不限于如下方式：利用如下公式确定虚拟云台设备的视角点到期待点的第二向量第二向量D是从虚拟云台设备的视角点到期待点的一条线段。

其中，在确定出虚拟云台设备的视角点到期待点的第二向量D之后，可以通过灰度图或者碰撞检测等方式，检测出第二向量D是否穿越了障碍物(墙壁、家具等)。如果第二向量D穿越了障碍物，则说明虚拟云台设备的视角点与期待点之间存在障碍物，此时虚拟云台设备对应的真实云台设备不能够转动到期待点。如果第二向量D没有穿越障碍物，则说明虚拟云台设备的视角点与期待点之间不存在障碍物，执行本发明实施例的后续过程。

其中，第一角度包括水平方向的第一角度和垂直方向的第一角度，利用第一向量和第二向量计算第一角度的过程，包括但不限于如下方式：计算水平方向的第一角度为向量与向量之间的角度；计算垂直方向的第一角度为向量与向量之间的角度。

其中，第二角度为真实云台设备为预设角度(如0度)时，虚拟云台设备在虚拟三维环境中已经转动的第二角度，该第二角度已经在步骤202中，通过数据库、配置文件等方式保存，本过程中可以直接读取第二角度。

本发明实施例中，利用第一角度和第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程，具体可以包括但不限于如下方式：利用第一角度与第二角度之和确定第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度大于等于该第三角度时，则确定真实云台设备能够转动到期待点，并确定真实云台设备的转动角度为该第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度小于该第三角度时，则利用虚拟云台设备的参数获取虚拟云台设备的视锥可视角度；当真实云台设备的最大可转动角度与(视锥可视角度/2)之和，大于等于该第三角度时，则确定真实云台设备能够转动到期待点，并确定真实云台设备的转动角度为该第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度与(视锥可视角度/2)之和，小于该第三角度时，则确定真实云台设备不能够转动到期待点。

本发明实施例中，真实云台设备的转动角度具体可以包括真实云台设备的水平方向的转动角度以及真实云台设备的垂直方向的转动角度。基于此，利用水平方向的第一角度与第二角度之和确定水平方向的第三角度；当真实云台设备的最大可转动水平角度大于等于水平方向的第三角度时，则确定真实云台设备在水平方向上能够转动到期待点，并确定真实云台设备的水平方向的转动角度为水平方向的第三角度；当真实云台设备的最大可转动水平角度小于水平方向的第三角度时，则利用虚拟云台设备的参数获取虚拟云台设备的视锥水平可视角度；当真实云台设备的最大可转动水平角度与(视锥水平可视角度/2)之和，大于等于水平方向的第三角度时，则确定真实云台设备在水平方向上能够转动到期待点，并确定真实云台设备的水平方向的转动角度为水平方向的第三角度；当真实云台设备的最大可转动水平角度与(视锥水平可视角度/2)之和，小于水平方向的第三角度时，则确定真实云台设备在水平方向上不能够转动到期待点。利用垂直方向的第一角度与第二角度之和确定垂直方向的第三角度；当真实云台设备的最大可转动垂直角度大于等于垂直方向的第三角度时，则确定真实云台设备在垂直方向上能够转动到期待点，并确定真实云台设备的垂直方向的转动角度为垂直方向的第三角度；当真实云台设备的最大可转动垂直角度小于垂直方向的第三角度时，则利用虚拟云台设备的参数获取虚拟云台设备的视锥垂直可视角度；当真实云台设备的最大可转动垂直角度与(视锥垂直可视角度/2)之和，大于等于垂直方向的第三角度时，则确定真实云台设备在垂直方向上能够转动到期待点，并确定真实云台设备的垂直方向的转动角度为垂直方向的第三角度；当真实云台设备的最大可转动垂直角度与(视锥垂直可视角度/2)之和，小于垂直方向的第三角度时，则确定真实云台设备在垂直方向上不能够转动到期待点。进一步的，只有当真实云台设备在水平方向和垂直方向上均能够转动到期待点时，真实云台设备才能够转动到期待点，继而使用之前计算出的真实云台设备的水平方向的转动角度以及真实云台设备的垂直方向的转动角度。

其中，第三角度(如水平方向的第三角度和垂直方向的第三角度)可以为虚拟云台设备从预设角度(如0度)转到期待点时所需要角度，该第三角度可以基于第一角度(如水平方向的第一角度和垂直方向的第一角度)与第二角度之和确定。当第一角度与第二角度之和小于360度时，则第三角度可以为第一角度与第二角度之和，当第一角度与第二角度之和大于等于360度时，则第三角度可以为第一角度与第二角度之和，再减去360度。

其中，真实云台设备的最大可转动角度(如最大可转动水平角度和最大可转动垂直角度)，是基于真实云台设备本身能够转动的角度(如水平角度和垂直角度)来决定的，是真实云台设备本身具有的特性。

其中，基于虚拟云台设备的参数(如CCD)，可以得到一个矩形，该矩形的中心点所在横线与视角点(视角点垂直与该矩形)组成一个等腰三角形，该等腰三角形的顶角为视锥可视角度。针对水平方向的矩形得到的顶角为视锥水平可视角度，针对垂直方向的矩形得到的顶角为视锥垂直可视角度。

步骤206，控制平台向真实云台设备下发携带转动角度的转动命令，由该真实云台设备按照该转动命令中携带的转动角度进行转动。

其中，控制平台在得到真实云台设备的水平方向的转动角度以及真实云台设备的垂直方向的转动角度后，可以生成转动命令，该转动命令可以包括8位的控制命令(如00000001，表示当前命令用于指示真实云台设备进行转动)，9位的数据区1(用于携带真实云台设备的水平方向的转动角度，如数值000011110，该数值000011110表示转动角度为30度)，9位的数据区2(用于携带真实云台设备的垂直方向的转动角度，如数值100011000，该数值100011000表示转动角度为280度)。真实云台设备在接收到该转动命令后，基于8位的控制命令00000001确定本真实云台设备需要进行转动，按照9位的数据区1中携带的数值000011110，在水平方向上转动30度，按照9位的数据区2中携带的数值100011000，在垂直方向上转动280度。

其中，控制平台可以通过HTTP(HyperTextTransferProtocol，超文本传输协议)等方式与真实云台设备建立连接，并基于HTTP连接将转动命令(如00000001000011110100011000)发送给真实云台设备，从而使得真实云台设备按照转动命令中携带的内容，实现真实云台设备的转动。

基于上述技术方案，本发明实施例中，可以基于虚拟三维环境中的期待点坐标以及虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，准确的确定出虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度，可以准确得知云台设备是否可以转动到期待点，大幅度的简便真实云台设备的控制，提升真实云台设备转动的准确性，不需要靠肉眼分辨的方式判断真实云台设备是否可以转动到期待点。

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种云台设备的控制装置，该云台设备的控制装置应用在控制平台上。其中，该云台设备的控制装置可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在的控制平台的处理器，将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为本发明提出的云台设备的控制装置所在的控制平台的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、网络接口、内存以及非易失性存储器外，控制平台还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等；从硬件结构上来讲，该控制平台还可能是分布式设备，可能包括多个接口卡，以便在硬件层面进行报文处理的扩展。

如图4所示，为本发明提出的云台设备的控制装置的结构图，所述云台设备的控制装置应用在控制平台上，所述云台设备的控制装置具体包括：

构建模块11，用于在真实云台设备的现实位置对应的虚拟三维环境中构建虚拟云台设备，所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同；

获取模块12，用于获取所述虚拟三维环境中的期待点坐标，并利用所述虚拟云台设备的参数获取所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量；

确定模块13，用于利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度；

发送模块14，用于向所述真实云台设备下发携带所述转动角度的转动命令，由所述真实云台设备按照所述转动命令中携带的转动角度进行转动。

所述确定模块13，具体用于在利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度的过程中，利用所述期待点坐标和所述虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量；利用所述第一向量和所述第二向量计算第一角度，并获取真实云台设备为预设角度时，虚拟云台设备在虚拟三维环境中已经转动的第二角度；利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度。

所述确定模块13，具体用于在利用第一角度和第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程中，利用第一角度与所述第二角度之和确定第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度大于等于第三角度时，确定真实云台设备能够转动到期待点，并确定真实云台设备的转动角度为所述第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度小于所述第三角度时，利用所述虚拟云台设备的参数获取所述虚拟云台设备的视锥可视角度；当真实云台设备的最大可转动角度与(所述视锥可视角度/2)之和，大于等于所述第三角度时，确定所述真实云台设备能够转动到期待点，并确定所述真实云台设备的转动角度为所述第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度与(所述视锥可视角度/2)之和，小于所述第三角度时，确定所述真实云台设备不能够转动到期待点。

所述期待点坐标具体包括(X_C,Y_C,Z_C)，所述视角点坐标包括(X_A,Y_A,Z_A)，所述第一向量具体包括以所述虚拟云台设备的视角点为起点，并沿着所述虚拟云台设备的视锥中心线的第一向量，且所述第一向量具体包括所述第一角度具体包括水平方向的第一角度和垂直方向的第一角度；所述第二角度具体包括：当所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同，且所述虚拟云台设备的虚拟可视域与所述真实云台设备的真实可视域一致时，且所述真实云台设备为预设角度时，所述虚拟云台设备在虚拟三维环境中的当前朝向角度；

所述确定模块13，具体用于在利用期待点坐标和所述虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量的过程中，利用如下公式确定所述虚拟云台设备的视角点到期待点的第二向量

在利用所述第一向量和所述第二向量计算第一角度的过程中，计算水平方向的第一角度为向量与向量之间的角度；计算垂直方向的第一角度为向量与向量之间的角度；

在利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程中，利用所述水平方向的第一角度和所述第二角度确定所述真实云台设备的水平方向的转动角度，并利用所述垂直方向的第一角度和所述第二角度确定所述真实云台设备的垂直方向的转动角度。

当所述虚拟三维环境中存在期待点对应的多个虚拟云台设备时；所述确定模块13，还用于按照所述多个虚拟云台设备与所述期待点之间的距离从近到远的顺序，对所述多个虚拟云台设备进行排序，并得到排序结果；按照所述排序结果选择第N个虚拟云台设备，其中，所述N的初始值为1；利用当前选择的虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，执行利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度的过程；如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备能够转动到期待点，则执行向所述真实云台设备下发携带所述转动角度的转动命令的过程；如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备不能够转动到期待点，则设置N＝N+1，并返回执行按照所述排序结果选择第N个虚拟云台设备的过程。

基于上述技术方案，本发明实施例中，可以基于虚拟三维环境中的期待点坐标以及虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，准确的确定出虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度，可以准确得知云台设备是否可以转动到期待点，大幅度的简便真实云台设备的控制，提升真实云台设备转动的准确性，不需要靠肉眼分辨的方式判断真实云台设备是否可以转动到期待点。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可进一步拆分成多个子模块。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种云台设备的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤A、在真实云台设备的现实位置对应的虚拟三维环境中构建虚拟云台设备，所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同；

步骤B、获取所述虚拟三维环境中的期待点坐标，并利用所述虚拟云台设备的参数获取所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量；

步骤C、利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度；

步骤D、向所述真实云台设备下发携带所述转动角度的转动命令，由所述真实云台设备按照所述转动命令中携带的转动角度进行转动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

利用所述期待点坐标和所述虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量；

利用所述第一向量和所述第二向量计算第一角度，并获取真实云台设备为预设角度时，虚拟云台设备在虚拟三维环境中已经转动的第二角度；

利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程，具体包括：

利用所述第一角度与所述第二角度之和确定第三角度；

当真实云台设备的最大可转动角度大于等于第三角度时，确定真实云台设备能够转动到期待点，并确定真实云台设备的转动角度为所述第三角度；

当真实云台设备的最大可转动角度小于所述第三角度时，则利用所述虚拟云台设备的参数获取所述虚拟云台设备的视锥可视角度；

当真实云台设备的最大可转动角度与(所述视锥可视角度/2)之和，大于等于所述第三角度时，则确定所述真实云台设备能够转动到期待点，并确定所述真实云台设备的转动角度为所述第三角度；

当真实云台设备的最大可转动角度与(所述视锥可视角度/2)之和，小于所述第三角度时，则确定所述真实云台设备不能够转动到期待点。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述期待点坐标具体包括(X_C,Y_C,Z_C)，所述视角点坐标具体包括(X_A,Y_A,Z_A)，所述第一向量具体包括以所述虚拟云台设备的视角点为起点，并沿着所述虚拟云台设备的视锥中心线的第一向量，且所述第一向量具体包括

所述利用所述期待点坐标和所述虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量的过程，具体包括：利用如下公式确定所述虚拟云台设备的视角点到期待点的第二向量

所述第一角度包括水平方向的第一角度和垂直方向的第一角度，利用所述第一向量和所述第二向量计算第一角度的过程，具体包括：计算水平方向的第一角度为向量与向量之间的角度；计算垂直方向的第一角度为向量与向量之间的角度；

所述第二角度具体包括：当所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同，且所述虚拟云台设备的虚拟可视域与所述真实云台设备的真实可视域一致时，且所述真实云台设备为预设角度时，所述虚拟云台设备在虚拟三维环境中的当前朝向角度；

所述利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程，具体包括：利用所述水平方向的第一角度和所述第二角度确定所述真实云台设备的水平方向的转动角度，并利用所述垂直方向的第一角度和所述第二角度确定所述真实云台设备的垂直方向的转动角度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述虚拟三维环境中存在期待点对应的多个虚拟云台设备时，所述方法还包括：

步骤E、按照所述多个虚拟云台设备与所述期待点之间的距离从近到远的顺序，对所述多个虚拟云台设备进行排序，得到排序结果；

步骤F、按照所述排序结果选择第N个虚拟云台设备，N的初始值为1；

步骤G、利用当前选择的虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量执行步骤C；在步骤C中，如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备能够转动到期待点，则执行步骤D，如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备不能够转动到期待点，则设置N＝N+1，并执行步骤F。

6.一种云台设备的控制装置，其特征在于，所述装置具体包括：

构建模块，用于在真实云台设备的现实位置对应的虚拟三维环境中构建虚拟云台设备，所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同；

获取模块，用于获取所述虚拟三维环境中的期待点坐标，并利用所述虚拟云台设备的参数获取所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量；

确定模块，用于利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度；

发送模块，用于向所述真实云台设备下发携带所述转动角度的转动命令，由所述真实云台设备按照所述转动命令中携带的转动角度进行转动。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述确定模块，具体用于在利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度的过程中，利用所述期待点坐标和所述虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量；利用所述第一向量和所述第二向量计算第一角度，并获取真实云台设备为预设角度时，虚拟云台设备在虚拟三维环境中已经转动的第二角度；利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述确定模块，具体用于在利用第一角度和第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程中，利用所述第一角度与所述第二角度之和确定第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度大于等于第三角度时，确定真实云台设备能够转动到期待点，并确定真实云台设备的转动角度为所述第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度小于所述第三角度时，利用所述虚拟云台设备的参数获取所述虚拟云台设备的视锥可视角度；当真实云台设备的最大可转动角度与(所述视锥可视角度/2)之和，大于等于所述第三角度时，确定所述真实云台设备能够转动到期待点，并确定所述真实云台设备的转动角度为所述第三角度；当真实云台设备的最大可转动角度与(所述视锥可视角度/2)之和，小于所述第三角度时，确定所述真实云台设备不能够转动到期待点。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述期待点坐标具体包括(X_C,Y_C,Z_C)，所述视角点坐标具体包括(X_A,Y_A,Z_A)，所述第一向量具体包括以所述虚拟云台设备的视角点为起点，并沿着所述虚拟云台设备的视锥中心线的第一向量，且所述第一向量具体包括

所述第一角度具体包括水平方向的第一角度和垂直方向的第一角度；

所述第二角度具体包括：当所述虚拟云台设备的参数与所述真实云台设备的参数相同，且所述虚拟云台设备的虚拟可视域与所述真实云台设备的真实可视域一致时，且所述真实云台设备为预设角度时，所述虚拟云台设备在虚拟三维环境中的当前朝向角度；

所述确定模块，具体用于在利用所述期待点坐标和所述虚拟云台设备的视角点坐标确定第二向量的过程中，利用如下公式确定所述虚拟云台设备的视角点到期待点的第二向量

在利用所述第一向量和所述第二向量计算第一角度的过程中，计算水平方向的第一角度为向量与向量之间的角度；计算垂直方向的第一角度为向量与向量之间的角度；

在利用所述第一角度和所述第二角度确定真实云台设备的转动角度的过程中，利用所述水平方向的第一角度和所述第二角度确定所述真实云台设备的水平方向的转动角度，并利用所述垂直方向的第一角度和所述第二角度确定所述真实云台设备的垂直方向的转动角度。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述虚拟三维环境中存在期待点对应的多个虚拟云台设备时；

所述确定模块，还用于按照所述多个虚拟云台设备与所述期待点之间的距离从近到远的顺序，对所述多个虚拟云台设备进行排序，并得到排序结果；按照所述排序结果选择第N个虚拟云台设备，其中，所述N的初始值为1；利用当前选择的虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，执行利用所述期待点坐标以及所述虚拟云台设备的视角点坐标和第一向量，确定所述虚拟云台设备对应的真实云台设备的转动角度的过程；如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备能够转动到期待点，则执行向所述真实云台设备下发携带所述转动角度的转动命令的过程；如果确定当前选择的虚拟云台设备对应的真实云台设备不能够转动到期待点，则设置N＝N+1，并返回执行按照所述排序结果选择第N个虚拟云台设备的过程。