CN106408551A - 一种监控装置控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种监控装置控制的方法及装置，包括：确定枪机监控图像中的监控目标；根据第一控制参数驱动球机转动；确定所述第一控制参数的误差；根据所述误差对所述预设的枪球联动控制算法进行拟合校准，得到修正后的枪球联动控制算法；根据所述修正后的枪球联动控制算法及确定的枪机监控图像中的监控目标确定第二控制参数；根据所述第二控制参数控制所述球机转动，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置。采用本方案，不但节省人力成本，还可精确控制枪球联动，有力地保障球机跟踪的准确性。

Description

一种监控装置控制的方法及装置

技术领域

本申请涉及监控技术领域，特别涉及一种监控装置控制的方法及装置。

背景技术

近年来，枪球联动系统的概念开始逐渐升温。所谓枪球联动，就是指根据枪机广角范围内手动选择或自动检测到监控目标，来指挥球机跟踪目标。其中，枪机是监控类CCD(Charge-Coupled Device，电荷耦合元件)摄像机中一种，枪机主要是从外型、镜头安装接口上区分的，枪机外观为长方体(采用广角相机)。球机全称为球型摄像机，广泛应用于开阔区域的监控，不同的场合都可以使用，内置一体化摄像机(含变焦镜头)、云台结构、解码器，采用球形护罩的一体化前端成像设备称为一体化球型摄像机(多采用长焦相机)。

现有的枪球联动系统的控制方案主要包括两种：一、手动控制球机任意转动并记录球机转动的角度，以确定每个位置球机的视线中心与枪机视线的对应关系，进而通过拟合的方法确定球机转动角度相对于枪机图像坐标的表达式，基于球机转动角度相对于枪机图像坐标的表达式控制球机转动；二、在近似估计景深范围的基础上，根据摄影几何定律及坐标变换方程推导出球机转动角度相对于球机目标在枪机图像中坐标的表达式，基于球机转动角度相对于枪机图像坐标的表达式进行枪球联动的控制。

其中，现有的第一种方案耗费大量人力，且对于非线性系统拟合难度大；现有的第二种方案，对安装精度要求很高。

发明内容

本申请实施例提出了一种监控装置控制的方法及装置，用以克服现有的枪球联动系统的校准方案的不足。

本申请实施例提供了一种监控装置控制的方法，包括如下步骤：

确定枪机监控图像中的监控目标；

根据第一控制参数驱动球机转动；所述第一控制参数是根据预设的枪球联动控制算法确定的；

确定所述第一控制参数的误差；所述误差是根据参考位置对应关系与实际位置对应关系确定的；或者，是根据所述第一控制参数确定的所述球机第一调整角度及使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置对应的第二调整角度确定的；所述参考位置对应关系是在根据第一控制参数驱动球机转动后，根据所述预设的枪球联动控制算法确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；所述实际位置对应关系是根据所述第一参数驱动球机转动后，基于特征点匹配确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；

根据所述误差对所述预设的枪球联动控制算法进行拟合校准，得到修正后的枪球联动控制算法；根据所述修正后的枪球联动控制算法及确定的枪机监控图像中的监控目标确定第二控制参数；

根据所述第二控制参数控制所述球机转动，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置。

本申请实施例提供了一种监控装置控制的装置，包括：

确定单元，用于确定枪机监控图像中的监控目标；

驱动单元，用于根据第一控制参数驱动球机转动；所述第一控制参数是根据预设的枪球联动控制算法确定的；

所述确定单元进一步用于确定所述第一控制参数的误差；所述误差是根据 参考位置对应关系与实际位置对应关系确定的；或者，是根据所述第一控制参数确定的所述球机第一调整角度及使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置对应的第二调整角度确定的；所述参考位置对应关系是在根据第一控制参数驱动球机转动后，根据所述预设的枪球联动控制算法确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；所述实际位置对应关系是根据所述第一参数驱动球机转动后，基于特征点匹配确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；

校准单元，用于根据所述误差对所述预设的枪球联动控制算法进行拟合校准，得到修正后的枪球联动控制算法；

所述确定单元进一步用于根据所述修正后的枪球联动控制算法及确定的枪机监控图像中的监控目标确定第二控制参数；

控制单元，用于根据所述第二控制参数控制所述球机转动，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置。

本申请有益效果如下：

本申请实施例提供了一种监控装置控制的方法及装置，确定枪机监控图像中的监控目标；根据第一控制参数驱动球机转动；所述第一控制参数是根据预设的枪球联动控制算法确定的；确定所述第一控制参数的误差；所述误差是根据参考位置对应关系与实际位置对应关系确定的；或者，是根据所述第一控制参数确定的所述球机第一调整角度及使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置对应的第二调整角度确定的；所述参考位置对应关系是在根据第一控制参数驱动球机转动后，根据所述预设的枪球联动控制算法确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；所述实际位置对应关系是根据所述第一参数驱动球机转动后，基于特征点匹配确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；根据所述误差对所述预设的枪球联动控制算法进行拟合校准，得到修正后的枪球联动控制算法；根据所述修正后的枪球联动控制算法及确定的枪机监控图像中的监控目标确定第二控制参数；根据所述第二控 制参数控制所述球机转动，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置。基于所述参考位置对应关系与所述实际位置对应关系通过误差拟合的控制方法，不但可以有效节省人力成本，还可以精确地控制枪球联动，有力地保障球机对监控目标跟踪的准确性。

附图说明

下面将参照附图描述本申请的具体实施例。

图1为本申请实施例一中监控装置控制的方法的流程示意图；

图2为本申请实施例二中监控装置控制的方法的流程示意图；

图3为本申请实施例中监控装置控制的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明书中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

在实现本申请的过程中，发明人发现，手动控制并记录球机转动角度实现监控装置控制的方案，不但耗费人力，且当机械结构复杂时，球机转动角度并非与枪机图像坐标成线性关系，通过该方案无法得到枪球联动系统正确的校准关系。

而基于球机转动角度相对于枪机图像坐标的表达式进行枪球联动控制的方案，则由于景深位置以及相机中心距不为零而导致的视差问题以及机械本身的安装误差，在实际控制中给定枪机像素点坐标，球机转动后该像素点所对应的三维体素无法准确的落在球机视线中心，且误差较大。

针对上述问题，本申请实施例中提供了一种监控装置控制的方法及装置，确定监控目标在枪机监控图像中的位置S后，根据已有的枪球联动控制算法驱 动球机转动后，根据所述实际位置对应关系确定监控目标在球机监控图像中的位置M，及确定与球机监控图像预设的位置相对应的枪机监控图像中的位置S’，根据位置S及位置S’得到已有的枪球联动控制算法的误差；或者，确定根据所述第一控制参数驱动球机转动后，监控目标位于所述球机监控图像中的位置M，根据所述位置M与所述球机监控图像中预设的位置N确定所述误差；或者，设根据所述第一控制参数确定的所述球机第一调整角度为θ，使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置对应的第二调整角度为θ’，根据第一调整角度θ与第二调整角度θ’确定已有的枪球联动控制算法的误差。

根据一组或多组误差对已有的枪球联动控制算法进行误差拟合修正，得到校准后的控制算法，根据校准后的控制算法控制球机转动，从而实现准确地控制枪球联动，有力地保障球机对监控目标跟踪的准确性。

本申请实施例中的方案可以应用于枪球联动系统，以实现精准的监控装置控制。

实施例一

图1为本申请实施例一中监控装置控制的方法的流程示意图，如图1所示，该监控装置控制的方法可以包括如下步骤：

步骤101：确定枪机监控图像中的监控目标；

步骤102：根据第一控制参数驱动球机转动；所述第一控制参数是根据预设的枪球联动控制算法确定的；

步骤103：确定所述第一控制参数的误差；所述误差是根据参考位置对应关系与实际位置对应关系确定的；或者，是根据所述第一控制参数确定的所述球机第一调整角度及使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置对应的第二调整角度确定的；所述参考位置对应关系是在根据第一控制参数驱动球机转动后，根据所述预设的枪球联动控制算法确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；所述实际位置对应关系是根据所述第一参数驱动球机转动后，基于特征点匹配确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的 位置关系；

具体的，使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置是指使所述球机监控图像中包含所述监控目标，具体使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置可以是球机监控图像的中心，也可以是球机监控图像中某一特定位置，例如，左下角、右上角等，本领域技术人员可以根据实际需要设置，这里不做具体限定。考虑到实际应用中，采用球机对监控目标进行跟踪时，较佳的是使监控目标位于球机监控图像的中心位置，所以下面以所述监控目标位于所述球机监控图像的中心位置为例进行说明。

步骤104：根据所述误差对所述预设的枪球联动控制算法进行拟合校准，得到修正后的枪球联动控制算法；

具体实施中，进行枪球联动控制算法的拟合校准时，可以在枪机监控图像中采集大量的监控目标，基于大量的监控目标执行步骤101至步骤103确定现有枪球联动控制算法的误差，通过步骤104进行枪球联动控制参数(函数)的拟合校准。为了得到的较佳的枪球联动控制算法拟合校准效果，可以在枪机监控图像上等距采样监控目标。

步骤101至步骤104可以不是每次都执行，例如，可以仅在初次执行监控装置控制的校准过程中执行一次或多次，以实现对控制球机转动的枪球联动控制参数进行校准，后续可以直接采用校准后的枪球联动控制参数控制球机的转动。

步骤105：根据所述修正后的枪球联动控制算法及确定的枪机监控图像中的监控目标确定第二控制参数；

步骤106：根据所述第二控制参数控制所述球机转动，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置。

具体实施中，所述误差是根据参考位置对应关系与实际位置对应关系确定的，具体包括：

确定所述监控目标位于所述枪机监控图像中的位置S；根据所述第一控制 参数驱动球机转动后，根据所述实际位置对应关系确定与所述球机监控图像中预设的位置相对应的所述枪机监控图像中的位置S’；根据所述位置S及所述位置S’确定所述误差；或者，

确定根据所述第一控制参数驱动球机转动后，监控目标位于所述球机监控图像中的位置M，根据所述位置M与所述球机监控图像中预设的位置确定所述误差。

具体的，可以在枪机监控图像中抽取或采样多个监控目标D_i，对于每个监控目标进行如下处理流程：

其中，确定已有的枪球联动控制算法的误差的具体实现可以从位置或角度两个维度进行：

当从位置维度确定已有的枪球联动控制算法的误差，具体可以采用如下两种方案：

从枪机监控图像与球机监控图像的位置关系维度确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案一，可以包括如下步骤：

(1)确定监控目标在枪机监控图像中的位置S_i；

(2)根据已有的枪球联动控制算法驱动球机转动后，确定监控目标在球机监控图像中的位置M_i；根据所述实际位置对应关系，确定与球机监控图像的中心位置相对应的枪机监控图像中的位置S_i’；

(3)根据位置S_i及位置S_i’得到已有的枪球联动控制算法的误差δ_i＝S_i-S_i’。

从枪机监控图像与球机监控图像的位置关系维度确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案二，可以包括如下步骤：

(1)确定监控目标在枪机监控图像中的位置S_i；

(2)确定根据所述第一控制参数驱动球机转动后，监控目标位于所述球机监控图像中的位置M_i；

(3)根据所述位置M_i与所述球机监控图像中预设的位置N_i确定所述误差δ′_i＝M_i-N_i。

从球机驱动旋转角度的维度确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案，可以包括如下步骤：

(1)根据监控目标在枪机监控图像中的位置及所述第一控制参数确定的所述球机第一调整角度为θ_i，并驱动球机转动到相应位置；

(2)确定实际使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置对应的第二调整角度为θ′_i；

(3)根据第一调整角度θ_i与第二调整角度θ′_i确定已有的枪球联动控制算法的误差σ_i＝θ_i-θ′_i。具体实施中，第一调整角度θ_i和第二调整角度θ′_i可以包括一个维度或多个维度的角度，例如，可以包括水平角度和/或俯仰角度。

具体实施中，可以根据实际需要从上述确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案中择一实施，或者，结合实施，这里不做具体限定。

针对每个监控目标D_i处理后得到一个对应的误差，根据确定的一个或多个误差(具体校准需要的数据量可以根据实际的枪球联动系统控制精度需求来确定，这里不做具体限定)对已有的枪球联动控制算法进行误差拟合修正得到校准后的枪球联动控制算法，从而实现根据校准后的枪球联动控制算法对枪球联动系统的精确控制。

具体的，设监控目标D_i在枪机监控图像中的位置坐标为[x_i，y_i]，那么，根据监控目标D_i在枪机监控图像中的位置坐标及校准后的枪球联动控制算法，就可以确定球机转动的角度

设采用上述从枪机监控图像与球机监控图像的位置关系维度确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案一进行校准后得到的控制修正函数为：[x′_i，y′_i]^T＝g_pos([x_i，y_i]^T)，其中，[x′_i，y′_i]^T为修正后作为枪球联动控制算法输入的监控目标位于枪机监控图像中的坐标(坐标可以是监控目标的中心对应的坐标，也可以是监控目标非中心部分对应的坐标，这里不做具体限定)，g_pos()为采用上述第一种确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案进行校准后得到的控 制修正函数，这样当我们希望球机看向位于枪机监控图像中坐标为[x_i，y_i]^T的监控目标时，只需将g_pos([x_i，y_i]^T)作为枪球联动的控制信号，根据[x_i，y_i]及控制修正函数g_pos()，确定要实现球机对位于枪机监控图像中的位置坐标为[x_i，y_i]的监控目标的跟踪时，将[x′_i，y′_i]^T作为修正后的枪球联动控制算法输入的监控目标位于枪机监控图像中的坐标及球机当前的位置状态(例如，可以包括水平角度及俯仰角度)确定需要驱动球机转动的角度信号(例如，可以包括水平转动角度及俯仰转动角度)作为控制球机转动的第二控制参数，根据确定的第二控制参数控制球机转动即可实现球机对位于枪机监控图像中的位置坐标为[x_i，y_i]的监控目标的跟踪。

设采用上述从球机驱动旋转角度的维度确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案进行校准后得到的控制函数为：θ′_i＝g_θ([x_i，y_i]^T)，其中，θ′_i为使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置实际旋转的角度(可以包括：水平旋转角度和/或俯仰旋转角度)，g_θ为采用上述第二种确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案进行校准后得到的控制函数，这样当我们希望球机看向位于枪机监控图像中的位置坐标为[x_i，y_i]的监控目标时根据已有枪球联动算法得到θ_i，只需将g_θ([x_i，y_i]^T)作为控制枪球联动的第二控制参数控制球机转动即可。

本申请实施例提供了一种监控装置控制的方法，确定枪机监控图像中的监控目标后，根据第一控制参数驱动球机转动，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置，所述第一控制参数是根据现有的枪球联动控制算法确定的，确定所述第一控制参数的误差，所述误差是根据参考位置对应关系与实际位置对应关系确定的；或者，是根据所述第一控制参数确定的所述球机第一调整角度及使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置对应的第二调整角度确定的；所述参考位置对应关系是在根据第一控制参数驱动球机转动后，根据所述预设的枪球联动控制算法确定的所述枪机监控图像与所述球机监 控图像的位置关系；所述实际位置对应关系是根据所述第一参数驱动球机转动后，基于特征点匹配确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；根据所述误差对所述预设的枪球联动控制算法进行拟合校准，得到修正后的枪球联动控制算法；根据所述修正后的枪球联动控制算法及枪机监控图像中的监控目标确定第二控制参数；根据所述第二控制参数控制所述球机转动，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置。基于所述实际位置对应关系通过误差拟合的控制方法，不但可以有效节省人力成本，还可以精确地控制枪球联动，有力地保障球机对监控目标跟踪的准确性。

实施中，可以在步骤103之前确定所述实际位置对应关系，具体的确定所述实际位置对应关系可以具体包括：

获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点；

匹配所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点；

根据匹配的特征点对的位置确定所述实际位置对应关系。

具体实施中，获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点可以通过SIFT(Scale-invariant feature transform，尺度不变特征变换)算法、FAST(Features from Accelerated Segment Test)、ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF，有向FAST和旋转BRIEF)算法、BRIEF(Binary Robust Independent Elementary Features，基于特征点的目标或者图像匹配)算法、SURF(Speeded Up Robust Features，基于加速鲁棒性特征)算法进行特征点探测。

从理论上来说，只要是能够探测图像特征点的其它的技术也是可以实施本方案的，SIFT、FAST、ORB、BRIEF和SURF仅用于教导本领域技术人员具体如何实施本申请，但不意味仅能使用SIFT、FAST、ORB、BRIEF和SURF的方式，实施过程中可以结合实践需要来确定相应的方式。

特征点匹配是指找出需要配准的两幅图像中正确匹配的特征点。特征点匹配原理是用局部图象特征——即多维描述子——描述每一个特征点，然后从每一组(枪球画面中的描述子各位一组)中分别拿出一个描述子比较描述子之间 的距离，最佳的匹配组合即位匹配输出结果。

具体的，对特征点进行匹配的过程可以分为两步进行，具体如下：

1.粗粒度匹配。即，计算枪机监控图像中的特征点描述符和球机监控图像中的特征点描述符的距离，确定的距离小于阈值的集合中的最优单射集合即为粗粒度匹配的结果。

2.细粒度匹配。细粒度的匹配是指粗粒度匹配的基础上进行的，考虑空间的一致性，对于枪球联动系统，由于景深远远大于枪机和球机的中心距离，枪机和球机之间的几何关系可以近似满足仿射对极几何，也即：

具体实施中，所述实际位置对应关系可以表示为矩阵H，其中矩阵H满足：

其中，和分别为特征点对中在所述枪机和所述球机监控图像中的齐次像素坐标；H为单应矩阵，H∈R^{3 × 3}。

由于矩阵H为3阶矩阵，所以确定矩阵H需要至少四对特征点对的数据，为了计算的准确性，可以基于更多的特征点对的数据来确定矩阵H。

从理论上来说，只要是能够确定所述实际位置对应关系的其它技术也是可以实施本方案的，基于匹配的特征点对确定所述实际位置对应关系的方案仅用于教导本领域技术人员具体如何实施本申请，但不意味仅能使用基于匹配的特征点对确定所述实际位置对应关系的方案，实施过程中可以结合实践需要来确定相应的方式。

实施中，确定匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置之前，还可以包括：

从所述匹配的特征点对中去除匹配错误的特征点对。

具体的，可以利用RANSAC(RANdom SAmple Consensus，随机抽样一致性)算法从匹配的特征点对中去除不符合单应模式的特征点对，以确保得到正确的所述枪机与所述球机监控图像位置对应关。

完成枪机和球机特征点的匹配后，根据每一对匹配的特征点对的位置确定 所述实际位置对应关系。

具体的，根据匹配的特征点对的位置确定所述实际位置对应关系可以具体包括：

确定匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置；

根据所述匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置，确定所述实际位置对应关系。

具体的，在获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点之前，还可以包括：

将所述球机监控图像的比例尺缩小到与所述枪机监控图像的比例尺相同；或者，

旋转所述枪机监控图像或所述球机监控图像，以使所述枪机监控图像与所述球机监控图像保持同一视角。

具体实施中，由于通常球机(长焦相机)监控图像的比例尺较枪机的大，所以在获取球机监控图像中的特征点之前，可以将将所述球机监控图像的比例尺缩小到与所述枪机监控图像的比例尺相同，缩小系数如下：

球机监控图像与枪机监控图像的比例尺比值/球机与枪机的视角范围比值。

或者，为了更进一步提高匹配成功率，在已知两相机监控画面水平方向角度差的情况下，可以在计算特征点之前，旋转所述枪机监控图像或所述球机监控图像，以使所述枪机监控图像与所述球机监控图像保持同一视角。

具体实施中，如果直接从整个枪机的监控图像获取特征点，会增加匹配错误的特征点对，造成干扰数据，为了避免产生匹配错误的特征点对，可以将当前的监控目标作为中心，视野范围为所述球机两倍的监控图像区域中获取特征点。即，获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点可以具体包括：

从枪机以监控目标的位置为中心，视野范围为略大于所述球机监控图像区域(例如，一至三倍于所述球机的视野范围的监控图像区域)中获取特征点。

实施中，在步骤101：确定枪机监控图像中的特征点之前，还可以包括：

对所述枪机与球机进行初始化校准。

具体实施中，对所述枪机与球机进行初始化校准，可以具体包括：

确定所述球机视线中心点在所述枪机监控图像中对应的第一位置；

根据所述第一位置与所述枪机监控图像视线初始位置确定二者的位置偏移；

驱动所述球机转动以减小所述位置偏移；

当确定所述位置偏移小于阈值时，完成对所述枪机与球机进行初始化校准。

具体实施中，首先可以对枪球联动系统进行平行状态的校准，并在平行状态校准的基础上进行后续的校准工作。

对于枪球联动系统，枪机和球机达到监控视线平行时对应的电机转动状态，可以作为电机控制的基准状态。

为了是枪机和球机的监控视线平行，理论上应当使得枪机和球机的视线中心对应的体素直接的距离近似等于枪机和球机的中心距离。然而这样需要在三维场景中分别标出这两个体素，在实际操作中并不易于实现。假设景深远远大于枪机和球机的中心距离，即，景深可以视为无限远，则当枪机和球机监控图像中心看到同一体素，即可视为枪机和球机的监控视线平行。

体素是体积元素(volume Pixel)的简称，包含体素的立体可以通过立体渲染或者提取给定阈值轮廓的多边形等值面表现出来。体素是数字数据于三维空间分割上的最小单位，体素用于三维成像、科学数据与医学影像等领域。概念上类似二维空间的最小单位——像素，像素用在二维计算机图像的影像数据上。有些真正的三维显示器运用体素来描述它们的分辨率，举例来说：可以显示512×512×512体素的显示器。如同像素，体素本身并不含有空间中位置的数据(即它们的坐标)，然而却可以从它们相对于其它体素的位置来推敲，意即它们在构成单一张体积影像的数据结构中的位置。

具体实施中，对枪机和球机监控视线初始化校准，下面以初始化校准中的 平行状态校准为例进行说明。可以采用先手动调整球机转动，使其监控视线近似与枪机的监控视线平行，然后确定球机监控视线中心对应的体素在枪机监控图像中的位置与枪机监控视线中心的位置的偏移，根据梯度下降算法，控制球机向位置偏移的反方向移动，然后，确定当前的位置偏移，再控制球机向位置偏移的反方向移动，如此重复，直至位置偏差小于预设的阈值时(该阈值可以由本领域技术人员根据实际情况确定，这里不做具体限定)，就完成了枪机和球机监控视线平行状态的校准。

实施例二

实施例一中对监控装置控制的方法的实施进行了说明，现在结合具体场景对监控装置控制的方法的实施进行描述。

例如，监控装置为枪球联动系统，该枪球联动系统设置于某一商场中执行监控任务。在该应用场景下实施本申请提供的监控装置控制的方法，可以如下：

步骤201：通过手动选择或者自动检测识别的方式在枪机监控图像中确定监控目标。

具体的，这里的监控目标可以为一个或多个人或物，在确定监控目标的同时，可以确定每个监控目标在枪机监控图像中对应的像素坐标(位置)范围，可以选定该像素坐标范围内的一个像素点作为监控目标中心点，设监控目标中心点(后续简称监控目标点，该监控目标中心点可以像素坐标范围内任意选择，优选的，可以选择该监控目标图形的几何中心点)在枪机监控图像中的像素坐标为[x_i，y_i]^T。

步骤202：将监控目标点在枪机监控图像中的像素坐标[x_i，y_i]^T输入至已有的枪球联动控制算法，得到驱动球机转动的第一控制参数。

具体的，设已有的枪球联动控制算法为f([x_i，y_i]^T)，可知，第一控制参数为：Z₁＝f([x_i，y_i]^T)。

步骤203：确定所述第一控制参数的误差。

具体的，第一控制参数的误差(可以包括实施例一中的δ_i、δ′_i和/或σ_i)的确定可以采用上面描述的确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案中的任意一个来实现，或者，也可以结合实施，这里不做具体限定。

步骤204：根据误差对已有的枪球联动控制算法进行拟合校准，得到校准后的枪球联动控制算法f′([x_i，y_i]^T)。

具体的，以采用上述从枪机监控图像与球机监控图像的位置关系维度确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案一的方案为例，进行说明。对已有的枪球联动控制算法进行校准时，f′([x_i，y_i]^T)可以是根据校准后得到的控制修正函数[x′_i，y′_i]^T＝g_pos([x_i，y_i]^T)来确定的。具体的，根据[x_i，y_i]及控制修正函数g_pos([x_i，y_i]^T)，确定要实现球机对位于枪机监控图像中的位置坐标为[x_i，y_i]的监控目标的跟踪时所述监控目标位于球机监控图像中的位置坐标，根据所述实际位置对应关系，确定与球机监控图像预设的位置(例如，球机监控图像中的中心位置)相对应的枪机监控图像中的坐标[x′_i，y′_i]^T，进而根据将[x′_i，y′_i]^T作为修正后的枪球联动控制算法输入，根据已有的枪球联动控制算法及球机当前的位置状态(例如，可以包括水平角度及俯仰角度)确定需要驱动球机转动的角度信号(例如，可以包括水平转动角度及俯仰转动角度)作为控制球机转动的第二控制参数。

同理，也可以采用从枪机监控图像与球机监控图像的位置关系维度确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案二对已有的枪球联动控制算法进行校准。

当采用上述从球机驱动旋转角度的维度确定已有的枪球联动控制算法的误差的方案对已有的枪球联动控制算法进行校准时，可以将校准后得到的控制函数：θ′_i＝g_θ([x_i，y_i]^T)作为f′([x_i，y_i]^T)。

步骤205：根据校准后的枪球联动控制算法f′([x_i，y_i]^T)及监控目标在枪机监控图像中的像素坐标为[x_i，y_i]^T控制球机转动，以使所述监控目标位于所述球机 监控图像中预设的位置。

具体的，在实施例一中已经详细说明了如何根据枪球联动控制算法控制球机转动角度，这里不再赘述。

枪球联动控制算法的拟合校准时，可以在枪机监控图像中采集大量的人或物体作为监控目标，基于大量的监控目标执行步骤202、步骤203和步骤204进行枪球联动控制参数(函数)的拟合校准。

当枪球联动控制参数(函数)经拟合校准后的误差小于某一阈值时，即可认为完成了拟合校准，后续可以直接根据校准后的枪球联动控制参数(函数)控制球机转动，无需在执行步骤202、步骤203和步骤204。当然，为了取得球机更高的跟踪准确性，也可以选择对枪球联动控制参数(函数)实时校准。

基于同一申请构思，本申请实施例中还提供了一种监控装置控制的装置，由于该装置解决问题的原理与一种监控装置控制的方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图3为本申请实施例中监控装置控制的装置的结构示意图，如图3所示，该监控装置控制的装置可以包括：

确定单元301，用于确定枪机监控图像中的监控目标；

驱动单元302，用于根据第一控制参数驱动球机转动；所述第一控制参数是根据预设的枪球联动控制算法确定的；

所述确定单元301进一步用于确定所述第一控制参数的误差；所述误差是根据参考位置对应关系与实际位置对应关系确定的；或者，是根据所述第一控制参数确定的所述球机第一调整角度及使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置对应的第二调整角度确定的；所述参考位置对应关系是在根据第一控制参数驱动球机转动后，根据所述预设的枪球联动控制算法确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；所述实际位置对应关系是根据所述第一参数驱动球机转动后，基于特征点匹配确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；

校准单元303，用于根据所述误差对所述预设的枪球联动控制算法进行拟合校准，得到修正后的枪球联动控制算法；

所述确定单元301进一步用于根据所述修正后的枪球联动控制算法及确定的枪机监控图像中的监控目标确定第二控制参数；

控制单元304，用于根据所述第二控制参数控制所述球机转动，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置。

实施中，所述校准单元可以进一步用于确定枪机监控图像中的特征点之前，对所述枪机与球机进行初始化校准。

实施中，所述校准单元可以具体用于确定所述球机视线中心点在所述枪机监控图像中对应的第一位置；根据所述第一位置与所述枪机监控图像视线初始位置确定二者的位置偏移；驱动所述球机转动以减小所述位置偏移；当确定所述位置偏移小于阈值时，完成对所述枪机与球机进行初始化校准。

实施中，所述确定单元可以具体用于确定所述监控目标位于所述枪机监控图像中的位置S；根据所述第一控制参数驱动球机转动后，根据所述实际位置对应关系确定与所述球机监控图像中预设的位置相对应的所述枪机监控图像中的位置S’；根据所述位置S及所述位置S’确定所述误差；或者，

确定根据所述第一控制参数驱动球机转动后，监控目标位于所述球机监控图像中的位置M，根据所述位置M与所述球机监控图像中预设的位置确定所述误差。

实施中，所述确定单元可以具体用于获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点；匹配所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点；根据匹配的特征点对的位置确定所述实际位置对应关系。

实施中，所述监控装置控制的装置还可以包括：

比例尺/旋转单元，用于获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点之前，将所述球机监控图像的比例尺缩小到与所述枪机监控图像的比例尺相同；或者，

旋转所述枪机监控图像或所述球机监控图像，以使所述枪机监控图像与所述球机监控图像保持同一视角。

实施中，所述确定单元可以具体用于从枪机监控图像中以监控目标所在的位置为中心，视野范围为所述球机一至三倍的区域中获取特征点。

实施中，所述确定单元可以具体用于确定匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置；根据所述匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置，确定所述实际位置对应关系。

实施中，所述实际位置对应关系可以表示为矩阵H，其中矩阵H满足：

其中，和分别为特征点对中在所述枪机和所述球机监控图像中的齐次像素坐标；H为单应矩阵，H∈R^{3 × 3}。

实施中，所述监控装置控制的装置还可以包括：

特征点去除单元，用于确定匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置之前，从所述匹配的特征点对中去除匹配错误的特征点对。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种监控装置控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定枪机监控图像中的监控目标；

根据第一控制参数驱动球机转动；所述第一控制参数是根据所述枪机监控图像中的监控目标及预设的枪球联动控制算法确定的；

确定所述第一控制参数的误差；所述误差是根据参考位置对应关系与实际位置对应关系确定的；或者，是根据所述第一控制参数确定的所述球机第一调整角度及使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置对应的第二调整角度确定的；所述参考位置对应关系是在根据第一控制参数驱动球机转动后，根据所述预设的枪球联动控制算法确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；所述实际位置对应关系是根据所述第一参数驱动球机转动后，基于特征点匹配确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；

根据所述误差对所述预设的枪球联动控制算法进行拟合校准，得到修正后的枪球联动控制算法；

根据所述修正后的枪球联动控制算法及枪机监控图像中的监控目标确定第二控制参数；

根据所述第二控制参数控制所述球机转动，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定枪机监控图像中的特征点之前，还包括：

对所述枪机与球机进行初始化校准。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述枪机与球机进行初始化校准，具体包括：

确定所述球机视线中心点在所述枪机监控图像中对应的第一位置；

根据所述第一位置与所述枪机监控图像视线初始位置确定二者的位置偏移；

驱动所述球机转动以减小所述位置偏移；

当确定所述位置偏移小于阈值时，完成对所述枪机与球机进行初始化校准。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述误差是根据参考位置对应关系与实际位置对应关系确定的，具体包括：

确定所述监控目标位于所述枪机监控图像中的位置S；根据所述第一控制参数驱动球机转动后，根据所述实际位置对应关系确定与所述球机监控图像中预设的位置相对应的所述枪机监控图像中的位置S’；根据所述位置S及所述位置S’确定所述误差；或者，

确定根据所述第一控制参数驱动球机转动后，监控目标位于所述球机监控图像中的位置M，根据所述位置M与所述球机监控图像中预设的位置确定所述误差。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实际位置对应关系的确定具体包括：

获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点；

匹配所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点；

根据匹配的特征点对的位置确定所述实际位置对应关系。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点之前，还包括：

将所述球机监控图像的比例尺缩小到与所述枪机监控图像的比例尺相同；或者，

旋转所述枪机监控图像或所述球机监控图像，以使所述枪机监控图像与所述球机监控图像保持同一视角。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点，具体包括：

从枪机监控图像中以监控目标所在的位置为中心，视野范围为所述球机一至三倍的区域中获取特征点。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据匹配的特征点对的位置确定所述实际位置对应关系，具体包括：

确定匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置；

根据所述匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置，确定所述枪机与所述球机监控图像坐标的映射关系。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述实际位置对应关系表示为矩阵H，其中矩阵H满足：

其中，和分别为特征点对中在所述枪机和所述球机监控图像中的齐次像素坐标；H为单应矩阵，H∈R^3×3。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，确定匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置之前，还包括：

从所述匹配的特征点对中去除匹配错误的特征点对。

11.一种监控装置控制的装置，其特征在于，包括：

确定单元，用于确定枪机监控图像中的监控目标；

驱动单元，用于根据第一控制参数驱动球机转动；所述第一控制参数是根据预设的枪球联动控制算法确定的；

所述确定单元进一步用于确定所述第一控制参数的误差；所述误差是根据参考位置对应关系与实际位置对应关系确定的；或者，是根据所述第一控制参数确定的所述球机第一调整角度及使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置对应的第二调整角度确定的；所述参考位置对应关系是在根据第一控制参数驱动球机转动后，根据所述预设的枪球联动控制算法确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；所述实际位置对应关系是根据所述第一参数驱动球机转动后，基于特征点匹配确定的所述枪机监控图像与所述球机监控图像的位置关系；

校准单元，用于根据所述误差对所述预设的枪球联动控制算法进行拟合校准，得到修正后的枪球联动控制算法；

所述确定单元进一步用于根据所述修正后的枪球联动控制算法及确定的枪机监控图像中的监控目标确定第二控制参数；

控制单元，用于根据所述第二控制参数控制所述球机转动，以使所述监控目标位于所述球机监控图像中预设的位置。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述校准单元进一步用于确定枪机监控图像中的特征点之前，对所述枪机与球机进行初始化校准。

13.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述校准单元具体用于确定所述球机视线中心点在所述枪机监控图像中对应的第一位置；根据所述第一位置与所述枪机监控图像视线初始位置确定二者的位置偏移；驱动所述球机转动以减小所述位置偏移；当确定所述位置偏移小于阈值时，完成对所述枪机与球机进行初始化校准。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述确定单元具体用于确定所述监控目标位于所述枪机监控图像中的位置S；根据所述第一控制参数驱动球机转动后，根据所述实际位置对应关系确定与所述球机监控图像中预设的位置相对应的所述枪机监控图像中的位置S’；根据所述位置S及所述位置S’确定所述误差；或者，

确定根据所述第一控制参数驱动球机转动后，监控目标位于所述球机监控图像中的位置M，根据所述位置M与所述球机监控图像中预设的位置确定所述误差。

15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述确定单元具体用于获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点；匹配所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点；根据匹配的特征点对的位置确定所述实际位置对应关系。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括：

比例尺/旋转单元，用于获取所述枪机监控图像与所述球机监控图像中的特征点之前，将所述球机监控图像的比例尺缩小到与所述枪机监控图像的比例尺相同；或者，

旋转所述枪机监控图像或所述球机监控图像，以使所述枪机监控图像与所述球机监控图像保持同一视角。

17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述确定单元具体用于从枪机监控图像中以监控目标所在的位置为中心，视野范围为所述球机一至三倍的区域中获取特征点。

18.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述确定单元具体用于确定匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置；根据所述匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置，确定所述实际位置对应关系。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述实际位置对应关系表示为矩阵H，其中矩阵H满足：

其中，和分别为特征点对中在所述枪机和所述球机监控图像中的齐次像素坐标；H为单应矩阵，H∈R^3×3。

20.如权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括：

特征点去除单元，用于确定匹配的特征点对在所述枪机与所述球机监控图像中的位置之前，从所述匹配的特征点对中去除匹配错误的特征点对。