CN107945227B - 红外全景监控中雷达显示区的生成方法 - Google Patents

红外全景监控中雷达显示区的生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种红外全景监控中雷达显示区的生成方法，首先将矩形图像的两个宽边平铺相接，连成一个圆，然后计算矩形内每一条与长边平行的线段到圆内相同圆心的任一圆周的缩放比例，进而求得圆形图像内任一点距离矩形宽边拼接处的弧长，从而求出任意一点与拼接线的夹角，最后计算出转换后的坐标。经过转换，使红外全景监控的矩形图像及图像中的目标在雷达图中清晰地展示出方位信息。本发明将红外全景监控矩形图转换成雷达图，在雷达图上能够非常直观地看出目标在监控点四周的方位信息。

Description

红外全景监控中雷达显示区的生成方法
技术领域
本发明属于红外监控处理技术领域，尤其涉及一种红外全景监控中雷达显示区的生成方法，将红外全景监控图像转换到雷达图。
背景技术
红外全景监控具有监控视野广阔的优势，能够提供360度无死角监控。但红外全景监控的360度图像不方便在平面的屏幕上展示，现有的技术方案将360度的红外全景监控图像分割成矩形图像显示在屏幕上，当目标出现或移动时，需要以坐标信息判断目标的方位，不直观易懂，不具有方向感。
发明内容
本发明旨在提供一种红外全景监控中雷达显示区的生成方法，将红外全景监控图转换成雷达图，在雷达图上能够非常直观地看出目标在监控点四周的方位信息。本发明通过渐进式缩放将矩形的每一条与长边平行的线段拼接、缩放成圆周，从而将整个矩形转换成一个圆形的雷达图。
本发明方法首先将矩形图像首尾相接连成一个圆，然后计算任一圆周的缩放比例，进而求得任一点距离拼接处的弧长，从而求出目标点与拼接线的夹角，最后计算出转换后的坐标。经过转换，使红外全景监控的目标在雷达图中清晰地展示出方位信息。
本发明采用以下技术方案：
一种红外全景监控中雷达显示区的生成方法，设红外全景矩形框的长边沿坐标轴x轴走向，长度为w，矩形的宽边沿坐标轴y轴走向，宽度为h，在红外全景矩形框中观测到一目标点(x，y)，包括以下步骤：
步骤1：将矩形框的左右两条宽边拼接在一起，矩形的外长边构成圆形的周长，内长边缩成圆心，构成一个圆形，
假设红外全景矩形图像的左上角位于坐标(0，0)点，转化后圆形的圆心与矩形左上角坐标相同，同样位于(0，0)点。圆形的周长是矩形的长w，圆形的半径
Figure GDA0003023394190000021
矩形内每一条与长边平行的线段都被缩放转化成圆内每一个圆周，此时圆形的半径r1其实是由矩形的宽度h转化而来的，则转化的比例
Figure GDA0003023394190000022
步骤2：计算得到上述每一条矩形长边到每个圆形周长的缩放比例ρ；
步骤3：计算雷达显示区内目标点到圆形拼接线处的弧长及夹角
矩形上目标点(x，y)距离矩形宽边的距离为x，则所求弧长
Figure GDA0003023394190000023
根据弧长公式，可以求得雷达显示区中的目标点(x1，y1)与圆形拼接处的夹角θ，也就是上述求得的弧长l除以圆C的半径r2，经化简
Figure GDA0003023394190000024
步骤4：计算雷达显示区中目标点的坐标
从矩形拼接到圆形，圆形的拼接线可以在任意位置，拼接线与x轴正半轴的夹角为θ1，那么目标点(x1，y1)＝
(cos(θ1-θ)*r2，-sin(θ1-θ)*r2)。
设拼接线位于y轴正半轴(向下为正)，那么x轴正半轴距离拼接线处为
Figure GDA0003023394190000031
则
Figure GDA0003023394190000032
Figure GDA0003023394190000033
步骤5：推广当雷达显示区的周长为任意值时目标点的坐标
上述求得的雷达区内的目标建立在圆形的周长等于矩形的长边长度w，当雷达显示区的周长为任意值b时，雷达区中目标点
Figure GDA0003023394190000034
步骤6：推广到雷达区的圆心在坐标轴任意位置时目标点的坐标
上述推导建立在假设雷达区的圆心位于坐标轴原点(0，0)。当圆心位于点(p，q)时，雷达显示区中目标点(x3，y3)＝(x2+p，y2+q)。
作为优选，步骤2具体为：
根据步骤1中的条件，矩形框中检测到的目标点(x，y)转化在圆形中坐标为(x1，y1)，以目标点(x1，y1)所在的圆周上为例，作一个新的圆C，圆C的半径r2＝r1-αy，周长为2π(r1-αy)，化简后为w-2παy。因此缩放比例
Figure GDA0003023394190000035
本发明能够将红外全景监控图像转换成雷达图像显示出来，在雷达图像上进行观测能够直观地观测所有目标的方位，并且能够对转换后的雷达图的周长、圆心位置进行自定义设置以便显示效果优化。
附图说明
图1为红外全景监控图像的矩形显示，A(x，y)为目标点；
图2为红外全景监控图像的雷达图显示。
具体实施方式
本发明提供一种红外全景监控中雷达显示区的生成方法，通过渐进式缩放将矩形红外全景监控图像转换成雷达图像，包括以下步骤：
红外全景矩形框的长边沿坐标轴x轴走向(x轴向右为正)，长度为w。矩形的宽边沿坐标轴y轴走向(y轴向下为正)，宽度为h。在红外全景矩形框中观测到一目标点(x，y)。如图1所示：
现将全景矩形框中观测到的目标点转化在雷达区中显示，坐标为(xn，yn)。
步骤1：将矩形框的左右两条宽边拼接在一起，矩形的外长边构成圆形的周长，内长边缩成圆心，构成一个圆形。
假设红外全景矩形图像的左上角位于坐标(0，0)点，转化后圆形的圆心与矩形左上角坐标相同，同样位于(0，0)点。圆形的周长是矩形的长w，圆形的半径
Figure GDA0003023394190000041
矩形内每一条与长边平行的线段都被缩放转化成圆内每一个圆周。此时圆形的半径r1其实是由矩形的宽度h转化而来的，则转化的比例
Figure GDA0003023394190000042
步骤2：计算得到上述每一条矩形长边到每个圆形周长的缩放比例ρ
根据步骤1中的条件，矩形框中检测到的目标点(x，y)转化在圆形中坐标为(x1，y1)。以目标点(x1，y1)所在的圆周上为例，作一个新的圆C，圆C的半径r2＝r1-αy，周长为2π(r1-αy)，化简后为w-2παy。因此缩放比例
Figure GDA0003023394190000051
步骤3：计算雷达显示区内目标点到圆形拼接线处的弧长及夹角
矩形上目标点(x，y)距离矩形宽边的距离为x，则所求弧长
Figure GDA0003023394190000052
根据弧长公式，弧长＝夹角(弧度)*半径，可以求得雷达显示区中的目标点(x1，y1)与圆形拼接处的夹角θ，也就是上述求得的弧长l除以圆C的半径r2，经化简
Figure GDA0003023394190000053
步骤4：计算雷达显示区中目标点的坐标
从矩形拼接到圆形，圆形的拼接线可以在任意位置，拼接线与x轴正半轴的夹角为θ1，那么目标点(x1，y1)＝
(cos(θ1-θ)*r2，-sin(θ1-θ)*r2)。
例如，假设拼接线位于y轴正半轴(向下为正)，那么x轴正半轴距离拼接线处为
Figure GDA0003023394190000054
则
Figure GDA0003023394190000055
Figure GDA0003023394190000056
步骤5：推广当雷达显示区的周长为任意值时目标点的坐标
上述求得的雷达区内的目标建立在圆形的周长等于矩形的长边长度w。当雷达显示区的周长为任意值b时，雷达区中目标点
Figure GDA0003023394190000061
步骤6：推广到雷达区的圆心在坐标轴任意位置时目标点的坐标
上述推导建立在假设雷达区的圆心位于坐标轴原点(0，0)。当圆心位于点(p，q)时，雷达显示区中目标点(x3，y3)＝(x2+p，y2+q)。红外全景监控图像的雷达图显示，如图2所示。
实施例1：
设红外全景监控的矩形图像长度为w，宽度为h，将其转换为圆形周长为b，拼接处与x轴的夹角为θ1，圆心位于(p，q)的雷达图，在红外全景矩形框中观测到一目标点(x，y)，其对应转换后在雷达显示区的坐标为：
Figure GDA0003023394190000062

Claims (1)

1.一种红外全景监控中雷达显示区的生成方法，其特征在于，设红外全景矩形框的长边沿坐标轴x轴走向，长度为w；矩形的宽边沿坐标轴y轴走向，宽度为h，在红外全景矩形框中观测到一目标点(x，y)，包括以下步骤：
步骤1：将矩形框的左右两条宽边拼接在一起，矩形的外长边构成圆形的周长，内长边缩成圆心，构成一个圆形，
假设红外全景矩形图像的左上角位于坐标(0，0)点，转化后圆形的圆心与矩形左上角坐标相同，同样位于(0，0)点；圆形的周长是矩形的长w，圆形的半径
Figure FDA0003023394180000011
矩形内每一条与长边平行的线段都被缩放转化成圆内每一个圆周，此时圆形的半径r1其实是由矩形的宽度h转化而来的，则转化的比例
Figure FDA0003023394180000012
步骤2：计算得到上述每一条与长边平行的线段到每个圆形周长的缩放比例ρ；
根据步骤1中的条件，矩形框中检测到的目标点(x，y)转化在圆形中坐标为(x1，y1)，以目标点(x1，y1)所在的圆周上作一个新的圆C，圆C的半径r2＝r1-αy，周长为2π(r1-αy)，化简后为w-2παy，因此缩放比例
Figure FDA0003023394180000013
步骤3：计算雷达显示区内目标点到圆形拼接线处的弧长及夹角
矩形上目标点(x，y)距离矩形宽边的距离为x，则所求弧长
Figure FDA0003023394180000014
Figure FDA0003023394180000015
根据弧长公式，可以求得雷达显示区中的目标点(x1，y1)与圆形拼接处的夹角θ，也就是上述求得的弧长1除以圆C的半径r2，经化简
Figure FDA0003023394180000016
步骤4：计算雷达显示区中目标点的坐标
从矩形拼接到圆形，圆形的拼接线可以在任意位置，拼接线与x轴正半轴的夹角为θ1，那么目标点(x1，y1)＝(cos(θ1-θ)*r2，-sin(θ1-θ)*r2)；
拼接线位于y轴正半轴，y轴向下为正，那么x轴正半轴距离拼接线处为
Figure FDA0003023394180000017
则
Figure FDA0003023394180000018
Figure FDA0003023394180000021
步骤5：推广当雷达显示区的周长为任意值时目标点的坐标
上述求得的雷达区内的目标建立在圆形的周长等于矩形的长边长度w，当雷达显示区的周长为任意值b时，雷达区中目标点
Figure FDA0003023394180000022
Figure FDA0003023394180000023
步骤6：推广到雷达区的圆心在坐标轴任意位置时目标点的坐标
上述推导建立在假设雷达区的圆心位于坐标轴原点(0，0)；当圆心位于点(p，q)时，雷达显示区中目标点(x3，y3)＝(x2+p，y2+q)。
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