CN105573345A - 一种基于全视野图的云台摄像机的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于安防领域，提供了一种基于全视野图的云台摄像机的控制方法，该方法包括：用户在全视野图上指定云台摄像机待转的视角，包括视角大小和视角方向。根据预先测量的所述云台摄像机的标定信息，计算出用户所指定的视角所对应的云台摄像机控制参数。根据计算的云台摄像机控制参数对所述云台摄像机进行控制，使所述云台摄像机控制后的视角与用户指定的视角基本一致。本发明由用户在全视野图中指定视角后，自动快速的控制云台摄像机到指定的视角，用户操作简单直观，省时省力，调节效率高，切换位置准确。

Description

一种基于全视野图的云台摄像机的控制方法和装置

技术领域

本发明属于安防领域，尤其涉及一种基于全视野图的云台摄像机的控制方法和装置。

背景技术

随着科学技术的发展，安防监控应用越来越广泛。通过设置监控设备，可以实现集中对现场的实时监控，通过将视频图像分析算法应用于安防监控，从而可以自动的对异常状态的自动报警，大大的提高了安防监控的智能性。

由于一个摄像头的视角是有限的，为了达到对一个场景的多个角度进行监控，可使用多个摄像头获取的视频图像进行拼接，从而可以查看各个角度的实时场景信息。但是这种获取多个视频图像进行拼接的方式，需要设置多台摄像头，其成本较大。

为能够节约成本的同时也能够获取多个视角的图像，现有技术中多以设置一个可以转动和变焦的云台摄像机来获取所需要的图像。通过在监控中心对所述云台摄像机进行旋转和变焦，使所述云台摄像机切换到所需要的视角，显示该视角对应的视频画面。

由于工作人员在通过旋转按键和变焦按键调整云台摄像机的视角时，需要反复的进行按键的操作，费时费力，调节效率低。当云台摄像机转到指定位置时，关注事件往往已经消失，监测的时效性不强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于全视野图的云台摄像机的控制方法，以解决现有技术中调整云台摄像机的视角时存在的低效问题。

本发明是这样实现的，一种基于全视野图的云台摄像机的控制方法，所述方法包括：

接收用户在所述全视野图中指定的云台摄像机的待切换的目标视角，所述视角包括视角大小和视角方向，所述全视野图为所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图；

根据预先测量的所述云台摄像机的标定信息，计算出用户所指定的目标视角所对应的云台摄像机控制参数；

根据所计算的云台摄像机的控制参数控制所述云台摄像机切换至目标位置。

本发明的另一目的在于提供一种基于全视野图的云台摄像机的控制装置，所述装置包括：

切换指令接收单元，用于接收用户在所述全视野图中指定的云台摄像机的待切换的目标视角，所述视角包括视角大小和视角方向，所述全视野图为所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图；

控制参数计算单元，用于根据预先测量的所述云台摄像机的标定信息，计算出用户所指定的目标视角所对应的云台摄像机控制参数；

控制显示单元，用于根据所计算的云台摄像机的控制参数控制所述云台摄像机切换至目标位置。

在本发明中，用户可在通过云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图上指定视角，由于全视野图中的视角与所述云台摄像机的控制参数之间存在着几何解析关系，可以计算出用户在全视野图中指定视角所对应的云台摄像机控制参数，再控制所述云台摄像机运动至所指定的视角，通过该视角可由云台摄像机获取并显示用户指定位置的场景图像。由于本发明由用户在全视野图中指定视角后，即可快速的控制对应的云台摄像机准确的切换到该视角，用户操作简单，省时省力，调节效率高。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的基于全视野图的云台摄像机的控制方法的实现流程图；

图2是本发明第二实施例提供的基于全视野图的云台摄像机的控制方法的实现流程图；

图3是本发明第三实施例提供的基于全视野图的云台摄像机的控制方法的实现流程图；

图3a在全视野图中设置预置位的示意图；

图3b为在全视野图中设置巡视路线示意图；

图4为本发明第四实施例提供的基于全视野图的云台摄像机的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例所述的摄像机的控制方法，可广泛的应用在绝大多数云台摄像机上，对云台摄像机快速直观的调节控制，快速有效的切换到用户所需要调节的视角。当然，不局限于安防领域，凡是使用本发明所述方法来控制云台摄像机的方法，均应属于本发明的保护范围。本发明所述云台摄像机的控制方法包括：接收用户在所述全视野图中指定的云台摄像机的待切换的目标视角，所述视角包括视角大小和视角方向，所述全视野图为所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图；根据预先测量的所述云台摄像机的标定信息，计算出用户所指定的目标视角所对应的云台摄像机控制参数；根据所计算的云台摄像机的控制参数控制所述云台摄像机切换至目标位置。本发明由用户在全视野图中指定位置后，可快速的切换至该位置对应视角，用户操作简单，省时省力，调节效率高。并且，本发明还可以快捷直观的在全视野图上设置和显示云台摄像机的预置位和巡航规划。

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的摄像机的控制方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，接收用户在所述全视野图中指定的云台摄像机的待切换的目标视角，所述视角包括视角大小和视角方向，所述全视野图为所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图。

所述全视野图，为摄像机所在场景的安装位置的全视野图。所述云台摄像机在不同的视角获取的局部图像通过计算机视觉算法拼接而成，它覆盖了所述云台摄像机的局部或者全部视野。

比如，将摄像机设置于小区门口，根据摄像机的云台的旋转幅度，可以得到所述云台摄像机的全视野图包括小区出口、小区入口、小区值班亭、停车一区、停车二区等画面拼接而得的图像。

所述用户发送的显示全视野图的指定位置的切换指令，可以在摄像机的控制装置设置触摸屏，通过触摸屏显示所述全视野图，并且可以通过所述触摸屏接收用户输入的显示全视野图中的部分区域位置的指令。当然，触摸屏只是其中一种较为优选的实施方式，还可以通过其它非触摸屏，显示所述全视野图，通过非触摸指令，包括如按键选择或者鼠标点击指令等。

在步骤S102中，根据预先测量的所述云台摄像机的标定信息，计算出用户所指定的目标视角所对应的云台摄像机控制参数。

具体的，所述云台摄像机控制参数，包括水平旋转角度、垂直旋转角度和变焦倍数中的一种或者多种。

其中，所述目标视角可以为指定待旋转点或者指定矩形选择框，下面对这两种方式分别介绍如下：

1、指定待旋转点：在全视野图上选取待转点P，通过待旋转点P计算云台摄像机的水平旋转角(θ)和垂直旋转角(φ)，云台摄像机保持当前焦距不变，通过对θ和φ的控制，使视野中心旋转到相应的位置P。(θ，φ)可以用球面坐标系上的点表示，视野图是将球面坐标系参数化映射的结果。参数化映射的方式很多，比较常用的是球面映射和柱面映射。不管是哪种映射，全视野图上的点和转角(θ，φ)都存在着一一对应的解析关系。通过解析方式，可以实现从P到(θ，φ)的计算。

2、指定矩形选择框：在全视野图上选取矩形框R，通过R计算水平旋转角(θ)、垂直旋转角(φ)和焦距(γ)，控制云台摄像机，使云台摄像机的视角与R基本一致。通过R计算(θ，φ，γ)的过程包括：(1)以矩形R的中心作为待转点P，通过指点待旋转点所描述的方式，可以计算出(θ，φ)，同时确定(θ，φ)所对应的相机投影平面S(在一倍焦距时)；(2)通过(θ，φ)和测量的内部参数K，可以计算出指定矩形R在S上的投影R’；(3)R’一般不再是矩形，定义R’的外切矩形R”，比较R”与云台摄像机图像的分辨率可以计算出焦距(γ)。

当然，所述云台摄像机的旋转方式，可以根据摄像机当前的角度，结合云台的运动运动方式，以最优的方式快速进行切换。

在步骤S103中，根据所计算的云台摄像机的控制参数控制所述云台摄像机切换至目标位置。

具体的，在计算得到云台摄像机的控制参数后，根据所述控制参数控制云台摄像机旋转，或者还包括焦距的变换，得到用户指定的视角对应的图像。

显示所查找的视角对应的图像的屏幕，可以与显示全视野图的屏幕为同一屏幕，也可以为分开的屏幕，可根据用户的使用习惯以及成本灵活设定。

本发明中，用户可在通过云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图上指定视角，由于全视野图中的视角与所述云台摄像机的控制参数之间存在着几何解析关系，可以计算出用户在全视野图中指定视角所对应的云台摄像机控制参数，再控制所述云台摄像机运动至所指定的视角，通过该视角可由云台摄像机获取并显示用户指定位置的场景图像。由于本发明由用户在全视野图中指定视角后，即可快速的控制对应的云台摄像机准确的切换到该视角，用户操作简单，省时省力，调节效率高。

实施例二：

图2示出了本发明第二实施例提供的摄像机的控制方法的实现流程，详述如下：

在步骤S201中，测量所述云台摄像机的标定信息。

所述云台摄像机的标定，即采用标定物体，通过标准的计算机视觉算法，可以测量云台摄像机在一倍焦距时所对应的内部参数K，相机的内部参数主要包括：有效焦距、光学中心、径向畸变和切向畸变等。

在步骤S202中，获取所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图。

具体的，所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图，所述云台摄像机在不同的视角获取的局部图像通过计算机视觉算法拼接而成，它覆盖了所述云台摄像机的局部或者全部视野。

当摄像机在当前场景重新调整安装后，需要相应的调整所述云台摄像机的新的安装位置的全视野图。

在步骤S203中，接收用户在所述全视野图中指定的云台摄像机的待切换的目标视角，所述视角包括视角大小和视角方向，所述全视野图为所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图。

在步骤S204中，根据预先测量的所述云台摄像机的标定信息，计算出用户所指定的目标视角所对应的云台摄像机控制参。

在步骤S205中，根据所计算的云台摄像机的控制参数控制所述云台摄像机切换至目标位置。

其中，步骤S203至步骤S205中的方法与实施例一中的步骤S101至步骤S103相同。

本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例在实施例一的基础上增加了标定云台摄像机，从而适应不同的云台摄像机以及同一云台摄像机的更换安装位置，可以更加灵活的更换调整，提高其使用的适应性以及准备性。

实施例三：

图3示出了本发明第三实施例提供的摄像机的控制方法的实现流程，详述如下：

在步骤S301中，接收用户在所述全视野图中指定的云台摄像机的待切换的目标视角，所述视角包括视角大小和视角方向，所述全视野图为所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图。

在步骤S302中，根据预先测量的所述云台摄像机的标定信息，计算出用户所指定的目标视角所对应的云台摄像机控制参数。

在步骤S303中，根据所计算的云台摄像机的控制参数控制所述云台摄像机切换至目标位置。

步骤S301至步骤S303与实施例一中的步骤S101至步骤S103相同。

在步骤S304中，根据所述全视野图中设定的视角的先后顺序，计算出所述视角对应的云台摄像机控制参数的顺序，根据所计算的云台摄像机控制参数的顺序自动巡视；

或者，也可以根据所述全视野图中设定的视角的先后顺序，计算所述位置对应的云台摄像机控制参数的顺序，在预定的时间点，根据所计算的云台摄像机控制参数的顺序自动巡视。

具体的，根据所述全视野图中设定的视角的先后顺序，计算所述位置对应的云台摄像机控制参数的顺序，在预定的时间点，根据所计算的云台摄像机控制参数的顺序自动巡视。

或者，可以根据场景的检查需要，比如在每天的某个时段需要例行检查，可以设定所述巡视路线的巡视时间。

当然，作为本发明的一种优化方式，还可以设定所述云台摄像机在各个位置的巡视停留的时间，对于关键位置的停留时间可以设置较长时间，或者还可以接收工作人员的暂停指令，以便于及时确认异常情况。

如图3a所示为本发明在全视野图中设置预置位的示意图，全景图上的圆形代表预置位控件，用户可以直观的在全景图上增加、删减和移动预置位控件，通过点击预置位控件或通过键盘键入相应的编号，可以将相机视角快速的转到指定的预置位。预置位也可以用矩形控件表示，矩形的大小反应相应的变焦参数。

如图3b所示，用户通过在全景图上直观的指定若干关键点确定了巡航路线(图中连接关键点的直线)，相机沿着巡航路线进行运动。下图的方框代表当前的相机视角所对应的位置，虚线代表了过去一段时间相机运动的历史轨迹。关键点还可以关联时间从而指定各线段巡航的速度。可以指定多条巡航路线和相应的巡航时间，从而实现不同路线的定时切换。图中的关键点还可以由矩形替换，通过矩形的大小可以指定相应位置的焦距参数。直线连接关键点只是例子，巡航路线还可以通过其它曲线描绘方式在全景图上指定。

作为本发明进一步的优化方式，在所述步骤S303之后，所述方法还可包括：

在所述全视野图中区分显示所述云台摄像机当前视角所显示的图像区域，也即，在摄像机的视角的切换过程中，在所述全视野图中显示当前的摄像机获取的图像所对应的视野图像中的图像区域。

所述显示的方式，可以为高亮显示，也可以为其它区分显示的方式，比如改变该区域的颜色等。

另外，考虑到摄像机所在场景中的某些隐私位置的需要，比如需要监控的位置包括位置X和位置Y，但在位置X和位置Y之间还包括位置Z，所述位置Z属于隐私区域，比如该隐私区域可能为居民私人的生活空间，因此，在使用一个摄像机节约成本的同时，也能够保护隐私空间，可以通过以下方式实现：

设定所述全视野图中的隐私区域，在接收用户发送的显示该隐私区域指令时不进行所述云台摄像机的视角切换，或者仅接收具有查看权限的切换指令时切换所述云台摄像机的视角至该区域所对应的视角。

所述不进行所述云台摄像机的视角切换，可以不响应该全视野图中的该位置的切换指令，或者需要用户相应的权限，比如输入权限指令时，方可使摄像机切换至该视角。

本发明实施例在实施例一的基础上，增加了根据全视野图设置摄像机的巡视路线的方式，使其设置更加简单方便，而且通过在全视野图中对摄像机当前视角所显示的图像区域区分显示，可便于工作人员根据当前的视角选择更优的查看方式，另外，通过设置隐私区域，可以进一步提高本发明所述云台摄像机的控制方式的灵活性。

实施例四：

图4示出了本发明第四实施例提供的摄像机的控制装置的结构示意图，详述如下：

本发明实施例所述云台摄像机的控制装置包括：

切换指令接收单元401，用于接收用户在所述全视野图中指定的云台摄像机的待切换的目标视角，所述视角包括视角大小和视角方向，所述全视野图为所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图；

控制参数计算单元402，用于根据预先测量的所述云台摄像机的标定信息，计算出用户所指定的目标视角所对应的云台摄像机控制参数；

控制显示单元403，用于根据所计算的云台摄像机的控制参数控制所述云台摄像机切换至目标位置。

优选的，所述装置还包括：

云台摄像机标定单元，用于测量所述云台摄像机的标定信息；

全视野图获取单元，用于获取所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图。

可选的，所述装置还包括：

第一自动巡视单元，用于根据所述全视野图中设定的视角的先后顺序，计算出所述视角对应的云台摄像机控制参数的顺序，根据所计算的云台摄像机控制参数的顺序自动巡视；或者

第二自动巡视单元，用于根据所述全视野图中设定的视角的先后顺序，计算所述位置对应的云台摄像机控制参数的顺序，在预定的时间点，根据所计算的云台摄像机控制参数的顺序自动巡视。

优选的，所述装置还包括：

图像区域显示单元，用于在所述全视野图中区分显示所述云台摄像机当前视角所显示的图像区域。

进一步优化的，所述装置还包括：

隐私区域设定单元，用于设定所述全视野图中的隐私区域，在接收用户发送的显示该隐私区域指令时不进行所述云台摄像机的视角切换，或者仅接收具有查看权限的切换指令时切换所述云台摄像机的视角至该区域所对应的视角。

本发明实施例所述云台摄像机的控制装置与实施例一至实施例三中所述的摄像机控制方法相对应，在此不作重复赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于全视野图的云台摄像机的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

接收用户在所述全视野图中指定的云台摄像机的待切换的目标视角，所述视角包括视角大小和视角方向，所述全视野图为所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图；

根据预先测量的所述云台摄像机的标定信息，计算出用户所指定的目标视角所对应的云台摄像机控制参数；

根据所计算的云台摄像机的控制参数控制所述云台摄像机切换至目标位置。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述接收用户在所述全视野图中指定的云台摄像机的待切换的目标视角步骤之前，所述方法还包括：

测量所述云台摄像机的标定信息；

获取所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述全视野图中设定的视角的先后顺序，计算出所述视角对应的云台摄像机控制参数的顺序，根据所计算的云台摄像机控制参数的顺序自动巡视；或者

根据所述全视野图中设定的视角的先后顺序，计算所述位置对应的云台摄像机控制参数的顺序，在预定的时间点，根据所计算的云台摄像机控制参数的顺序自动巡视。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述根据所计算的云台摄像机的控制参数控制所述云台摄像机切换至目标位置步骤之后，所述方法还包括：

在所述全视野图中区分显示所述云台摄像机当前视角所显示的图像区域。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定所述全视野图中的隐私区域，在接收用户发送的显示该隐私区域内部视角指令时不进行所述云台摄像机的视角切换，或者仅接收具有查看权限的切换指令时切换所述云台摄像机的视角至该区域内部所对应的视角。

6.一种云台摄像机的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

切换指令接收单元，用于接收用户在所述全视野图中指定的云台摄像机的待切换的目标视角，所述视角包括视角大小和视角方向，所述全视野图为所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图；

控制参数计算单元，用于根据预先测量的所述云台摄像机的标定信息，计算出用户所指定的目标视角所对应的云台摄像机控制参数；

控制显示单元，用于根据所计算的云台摄像机的控制参数控制所述云台摄像机切换至目标位置。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置还包括：

云台摄像机标定单元，用于测量所述云台摄像机的标定信息；

全视野图获取单元，用于获取所述云台摄像机所在场景的安装位置的全视野图。

8.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一自动巡视单元，用于根据所述全视野图中设定的视角的先后顺序，计算出所述视角对应的云台摄像机控制参数的顺序，根据所计算的云台摄像机控制参数的顺序自动巡视；或者

第二自动巡视单元，用于根据所述全视野图中设定的视角的先后顺序，计算所述位置对应的云台摄像机控制参数的顺序，在预定的时间点，根据所计算的云台摄像机控制参数的顺序自动巡视。

9.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置还包括：

图像区域显示单元，用于在所述全视野图中区分显示所述云台摄像机当前视角所显示的图像区域。

10.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置还包括：

隐私区域设定单元，用于设定所述全视野图中的隐私区域，在接收用户发送的显示该隐私区域内部视角指令时不进行所述云台摄像机的视角切换，或者仅接收具有查看权限的切换指令时切换所述云台摄像机的视角至该区域内部所对应的视角。