CN108737721A - 一种摄像机限位调节方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摄像机限位调节方法及装置，用以解决现有的摄像机限位技术使用户看到的摄像机拍摄场景范围有限的问题。该方法包括：根据预设的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系，获取摄像机镜头焦距对应的倍率值；获取所述倍率值对应的最佳限位角度，其中，所述最佳限位角度为在该倍率值下所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度；根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位。从而使摄像机可以在不同倍率下根据对应的不同最佳限位角度自动调节摄像机限位，使得摄像机在不会被自身结构件遮挡而出现黑边或者黑框的情况下，在每一倍率下均可以拍摄到最大的视野范围，使摄像机达到最佳的拍摄效果。
Description
技术领域
本发明涉及摄像机技术领域，尤其涉及一种摄像机限位调节方法及装置。
背景技术
云台摄像机即带有云台的摄像机，它带有承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置，把摄像机安装在云台上能够使摄像机从多个角度进行拍摄，其中，云台内装有两个电动机，可以通过限位开关对水平及垂直转动的角度大小进行调整，实现摄像机多角度拍摄。
云台摄像机的垂直方向的上下视野调节好比人类眼球的上下调节，人类眼睛能够看到的外部视野受眼皮范围限制，同样地，云台摄像机的视野范围也受其自身外部不可透视的结构件限制，如果云台摄像机要是360°可调节，当摄像机转动到不可透视的结构件部分，那么摄像机的镜头就会被遮挡住视线而使得拍摄图像出现黑边或黑框甚至全黑，因此需要通过限制垂直方向的电动机转动，以使摄像机达到最大视场角，且又不会出现黑边或者黑框。
现有的摄像机限位技术一般基于摄像机在最小倍率对应的视场角时拍摄的图像不会被摄像机不可透视的结构件挡住的角度，再预留几度范围使软件可控制，进行电动机机械结构限位。这种方法虽然能控制摄像机不管在最大还是最小变倍情况下拍摄的图像都不出现黑边，但是在最大变倍时，摄像机所能展示的最大视场角所拍摄的场景内容是有限的，使得用户看到的场景范围有限，拍摄效果不佳。
发明内容
本发明公开了一种摄像机限位调节方法及装置，用以解决现有的摄像机限位技术使用户看到的摄像机拍摄场景范围有限的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种摄像机限位调节方法，包括：
根据预设的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系，获取所述摄像机镜头焦距对应的倍率值；
获取所述倍率值对应的最佳限位角度，其中，所述最佳限位角度为在该倍率值下所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度；
根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位。
第二方面，本发明实施例提供了一种摄像机限位调节装置，包括：
第一获取单元，用于根据预设的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系，获取所述摄像机镜头焦距对应的倍率值；
第二获取单元，用于获取所述倍率值对应的最佳限位角度，其中，所述最佳限位角度为在该倍率值下所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度；
调节单元，用于根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明所述的摄像机限位调节方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明所述的摄像机限位调节方法中的步骤。
本发明的有益效果包括：
本发明实施例提供的摄像机限位调节方法及装置中，首先根据预设的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系，获取摄像机镜头焦距对应的倍率值，再获取该倍率值对应的最佳限位角度，其中，所述最佳限位角度为在该倍率值下所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度，摄像机根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位，根据上述流程，使得摄像机可以在不同倍率下根据对应的不同最佳限位角度自动调节摄像机限位，从而使得摄像机在不会被自身结构件遮挡而出现黑边或者黑框的情况下，在每一倍率下均可以拍摄到最大的视野范围，进而使摄像机达到最佳的拍摄效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例一提供的摄像机限位调节方法的实施流程示意图；
图2为本发明实施例一提供的摄像机限位调节方法中，获取倍率值对应的最佳限位角度的实施流程示意图；
图3为本发明实施例一提供的摄像机限位调节方法中，视场角与摄像机镜头焦距平面关系示意图；
图4为本发明实施例一中，当判断当前倍率下的限位不是最佳限位角度时自动调节摄像机限位的实施流程示意图；
图5为本发明实施例一中，当判断当前倍率下的限位不是最佳限位角度时自动调节摄像机限位的另一实施流程示意图；
图6为本发明实施例二提供的摄像机限位调节装置的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有的摄像机限位技术使用户看到的摄像机拍摄场景范围有限的问题，本发明提出了一种摄像机限位调节方法及装置。
本发明实施例提供的摄像机限位调节方法的实施原理是：
首先根据预设的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系，获取摄像机镜头焦距对应的倍率值，再获取该倍率值对应的最佳限位角度，其中，所述最佳限位角度为在该倍率值下所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度，摄像机根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位，根据上述流程，使得摄像机可以在不同倍率下根据对应的不同最佳限位角度自动调节摄像机限位，从而使得摄像机在不会被自身结构件遮挡而出现黑边或者黑框的情况下，在每一倍率下均可以拍摄到最大的视野范围，进而使摄像机达到最佳的拍摄效果。
以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，其为本发明实施例提供的摄像机限位调节方法的实施流程示意图，可以包括以下步骤：
S11、根据预设的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系，获取所述摄像机镜头焦距对应的倍率值。
具体实施时，云台摄像机在控制变倍电动机时，通过摄像机可变倍镜头中变倍透镜群所在位置变化实现倍率的变化，当变倍透镜群所在位置发生变化时，摄像机镜头焦距会相应随之变化，摄像机镜头不同焦距对应的倍率值可以通过摄像机镜头厂商提供的倍率表中记录的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系获得，也可以实际测得。如表1所示，为预设的倍率表。
表1
S12、获取所述倍率值对应的最佳限位角度，其中，所述最佳限位角度为在该倍率值下所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度。
具体实施时，当获取摄像机镜头焦距对应的倍率值后，获取该倍率值对应的最佳限位角度。其中，最佳限位角度为在该倍率值下摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度。
具体地，可以按照如图2所示的流程获取所述倍率值对应的最佳限位角度：
S201、根据预设的摄像机镜头倍率和视场角的对应关系获取所述倍率值对应的视场角。
具体实施时，预设的摄像机镜头倍率和视场角的对应关系为摄像机镜头厂商提供的倍率和视场角的对应关系表中记录的，根据该对应关系表可以获取不同倍率值对应的视场角，如表2所示，为倍率和视场角的对应关系表。
表2
| 倍率 | 视场角 |
| I1 | α1 |
| I2 | α2 |
| I3 | α3 |
| I4 | α4 |
| ...... | ...... |
较佳地，还可以根据摄像机镜头焦距通过以下方法计算视场角:
如图3所示，A点为摄像机镜头焦点，D点为镜头中心点，α为视场角，AD为摄像机镜头焦距，记为f，BC为摄像机镜头靶面的宽度，记为h，在直角三角形ABD中，根据正切函数计算出视场角α的值为：
S202、根据预设的视场角和最佳限位角度的对应关系，获取所述倍率值对应的最佳限位角度。
具体实施时，所述最佳限位角是通过预设软件模拟测得的在所述倍率下、所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度。预设软件可以为Pro Engineer软件，最佳限位角可以但不限于通过Pro Engineer软件根据倍率值对应的视场角模拟测得。Pro Engineer软件是美国参数技术公司旗下的CAD/CAM/CAE(Computer Aided Design/computer Aided Manufacturing/Computer AidedEngineering，计算机辅助设计/计算机辅助制造/计算机辅助工程)一体化的三维软件，ProEngineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，在国内产品设计领域占据重要位置。
具体地，摄像机结构件在结构设计时，可以通过Pro ENGINEER软件结合不同倍率下对应的不同视场角，实际模拟测得摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度，即最佳限位角度，并进行记录，输出视场角和最佳限位角度的对应关系表，如表3所示。
表3
具体实施时，根据所述预设的视场角和最佳限位角度的对应关系表，获取所述倍率值对应的最佳限位角度，如表4所示，为倍率和最佳限位角度的对应关系表：
表4
| 倍率 | 最佳限位角度 |
| I1 | β1 |
| I2 | β2 |
| I3 | β3 |
| I4 | β4 |
| ...... | ...... |
另外，最佳限位角度还可以在厂家生产出摄像机结构件后，通过人眼观察在不同倍率下、所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度，手动调节至最佳限位并记录倍率值与最佳限位角度的对应关系。进一步地，根据记录的倍率值与最佳限位角度的对应关系，获取所述倍率值对应的最佳限位角度。
S13、根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位。
具体实施时，根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节该倍率值下垂直方向摄像机限位。
具体地，在摄像机倍率值发生变化时，实时获取对应的最佳限位角度，进而进行电动机垂直方向的运动范围限制。具体地，在小倍率极限限位下，如果倍率变大，视场角变小，则最佳限位角度会放大，此时，垂直方向还可以继续运动到当前倍率下的最佳限位角度，从而使得大倍率情况下摄像机拍摄的可视范围变的更广；在大倍率极限限位下，如果倍率变小，视场角变大，则最佳限位角度会变小，此时，垂直方向当前位置的角度有可能超出了当前限位角度，则自动将垂直方向位置控制调节到最佳限位角度，使得摄像机拍摄范围不会被自身结构件遮挡而出现黑边或者黑框，这样就实现了随着摄像机倍率的变化而自动调节垂直方向到最佳限位的目的，以使摄像机达到最佳拍摄效果。
具体实施时，当程序检测到当前倍率下的限位不是最佳限位角度时，可以按照如图4所示的流程自动调节摄像机限位，从而使摄像机使用者看清对应监控画面，可以包括以下步骤：
S301、判断摄像机当前倍率是否改变，如果是，则执行步骤S302，否则执行步骤S305。
S302、获取当前倍率下最大视场角对应的最佳限位角度。
S303、判断当前限位是否调节到最大视场角位置，如果是，则执行步骤S305，否则执行步骤S304。
S304、放开摄像机的垂直方向电动机限位到最佳限位角度。
S305、流程结束。
较佳地，如果控制小倍率到大倍率，控制摄像机垂直方向电动机到最佳限位，再控制小倍率正常情况下，在拍摄视频画面中会出现黑边或者黑框，本发明实施例中，当检测到此情况时，会自动调节垂直方向的电动机限位，从而控制视频正常。具体地，可以按照如图5所示的流程调节摄像机限位，可以包括以下步骤：
S401、判断摄像机当前最佳限位角度是否改变，如果是，则执行步骤S402，否则执行步骤S405。
S402、判断当前最佳限位角度是否大于前一最佳限位角度，如果是，则执行步骤S405，否则执行步骤S403。
S403、判断摄像机当前垂直方向位置是否超出了当前最佳限位角度，如果是，则执行步骤S404，否则执行步骤S405。
S404、控制垂直方向电动机调节到最佳限位角度。
S405、流程结束。
本发明实施例一提供的摄像机限位调节方法中，首先根据预设的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系，获取摄像机镜头焦距对应的倍率值，再获取该倍率值对应的最佳限位角度，其中，所述最佳限位角度为在该倍率值下所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度，摄像机根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位，根据上述流程，使得摄像机可以在不同倍率下根据对应的不同最佳限位角度自动调节摄像机限位，从而使得摄像机在不会被自身结构件遮挡而出现黑边或者黑框的情况下，在每一倍率下均可以拍摄到最大的视野范围，进而使摄像机达到最佳的拍摄效果。
实施例二
基于同一发明构思，本发明实施例二还提供了一种摄像机限位调节装置，由于上述装置解决问题的原理与摄像机限位调节方法相似，因此上述装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
如图6所示，其为本发明实施例二提供的摄像机限位调节装置的结构示意图，可以包括：
第一获取单元51，用于根据预设的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系，获取所述摄像机镜头焦距对应的倍率值；
第二获取单元52，用于获取所述倍率值对应的最佳限位角度，其中，所述最佳限位角度为在该倍率值下所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度；
调节单元53，用于根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位。
较佳地，所述第二获取单元52，具体用于根据预设的摄像机镜头倍率和视场角的对应关系获取所述倍率值对应的视场角；根据预设的视场角和最佳限位角度的对应关系，获取所述倍率值对应的最佳限位角度。
较佳地，所述最佳限位角是通过Pro ENGINEER软件根据所述倍率值对应的视场角模拟测得的。
较佳地，所述调节单元53，具体用于根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节该倍率值下垂直方向摄像机限位。
实施例三
本发明实施例三提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明实施例一所述的摄像机限位调节方法。
实施例四
本发明实施例四提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例一所述的摄像机限位调节方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(装置)、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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做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发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种摄像机限位调节方法，其特征在于，包括：
根据预设的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系，获取所述摄像机镜头焦距对应的倍率值；
获取所述倍率值对应的最佳限位角度，其中，所述最佳限位角度为在该倍率值下所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度；
根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述倍率值对应的最佳限位角度，具体包括：
根据预设的摄像机镜头倍率和视场角的对应关系获取所述倍率值对应的视场角；
根据预设的视场角和最佳限位角度的对应关系，获取所述倍率值对应的最佳限位角度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最佳限位角是通过预设软件模拟测得的在所述倍率下、所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位，具体包括：
根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节该倍率值下垂直方向摄像机限位。
5.一种摄像机限位调节装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于根据预设的摄像机镜头焦距和倍率的对应关系，获取所述摄像机镜头焦距对应的倍率值；
第二获取单元，用于获取所述倍率值对应的最佳限位角度，其中，所述最佳限位角度为在该倍率值下所述摄像机镜头垂直方向不被自身结构件遮挡情况下的视场角最大时所对应的限位角度；
调节单元，用于根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节摄像机限位。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述第二获取单元，具体用于根据预设的摄像机镜头倍率和视场角的对应关系获取所述倍率值对应的视场角；根据预设的视场角和最佳限位角度的对应关系，获取所述倍率值对应的最佳限位角度。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述最佳限位角是通过Pro Engineer软件根据所述倍率值对应的视场角模拟测得的。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述调节单元，具体用于根据所述倍率值对应的最佳限位角度自动调节该倍率值下垂直方向摄像机限位。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～4任一项所述的摄像机限位调节方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～4任一项所述的摄像机限位调节方法中的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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