CN109523471B - 一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法、系统以及装置 - Google Patents

一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法、系统以及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地面坐标与广角摄像机画面坐标转换方法以及系统，涉及安防领域。该方法包括：通过获取目标位置的地面坐标；然后根据坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为广角摄像机画面坐标。本发明技术方案通过建立目标的地面坐标与广角摄像机画面坐标之间的坐标转换机制，能够方便实现目标的地面坐标与广角摄像机画面坐标之间的相互转换，该方法简单且具有很好的准确性和可靠性。

Description

一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法、系统以及 装置
技术领域
本发明涉及安防领域，特别涉及一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法、系统以及装置。
背景技术
在安防领域，在枪机画面进行标注是非常热门的应用方式：将监控设备、建筑物和道路等直接标注在枪机画面上，操作起来非常直观。具体地，在一个安装高度非常高的枪机画面中，如安装高度100米左右，我们称为高点摄像机，将所有地面摄像机，如安装高度6米左右，称为低点摄像机，标注在高点摄像机的画面中，这样在操作低点摄像机时，可以直接在高点摄像机的视频画面中点击代表该低点摄像机的标注图标，即可打开该低点摄像机的视频，不再需要通过设备树来搜索低点摄像机的名称来打开视频，从而简化操作。
要将低点摄像机标注在高点摄像机画面中，可以采用手工标注的方法，虽然能够做到非常准确和可靠，但是标注过程将非常复杂，工作量巨大，效率低。在监控系统的建设过程中，低点摄像机的地面坐标都会人工录入数据库系统中，但是目前没有一种方法可以将低点摄像机的地面坐标自动转换为高点摄像机的画面坐标。
发明内容
为了克服如上所述的技术问题，本发明提出一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法、系统以及装置，通过将目标位置的地面坐标先转换为PTZ摄像机坐标，然后通过PTZ摄像机坐标和广角摄像机画面坐标之间的转换关系，得到目标位置所对应的广角摄像机画面坐标，实现准确、可靠并且方便地对目标点在广角摄像机的画面中进行自动标注。
本发明所采用的具体技术方案如下：
第一方面，本发明提出一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法，包括：
获取目标位置的地面坐标；
根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角
根据第二坐标转换机制将所述PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角转换为所述目标位置投影于广角摄像机所拍摄的广角视频的图像上的二维坐标(x,y)。
进一步地，所述第一坐标转换机制通过下述步骤建立：
建立地面坐标系以及PTZ摄像机坐标系；
确定在所述PTZ摄像机坐标系中的所述目标位置的地面坐标与所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角之间的坐标转换关系，所述坐标转换关系包含相关转换参数，其中，所述相关转换参数通过下述步骤确定：
在所述地面坐标系与所述PTZ摄像机坐标系中进行标定，包括：将所述PTZ摄像机定位到水平方位角的位置，随机选取至少两个不同的垂直高度角θ1和θ2，并得到对应的PTZ摄像机画面中心指向地面上的两个点的地面坐标(x1,y1)和(x2,y2)；
通过标定得到的θ1和θ2以及(x1,y1)和(x2,y2)确定上述坐标转换关系中的所述相关转换参数。
进一步地，所述地面坐标系通过GNSS坐标系建立，所述地面坐标为GNSS坐标。
进一步地，所述GNSS坐标系为GPS坐标系，所述GNSS坐标为GPS坐标，所述的摄像机坐标系的X和Y轴分别代表地球表面GPS坐标系统的经纬度坐标方向。
进一步地，所述摄像机为球机，所述坐标转换关系可表示为：其中，(x,y)为球机画面中心指向地面的经纬度坐标，所述相关转换参数包括：球机安装位置的GPS经纬度坐标(x0,y0)、球机水平零位光轴与GPS坐标X轴平行时的球机角度/>和所述球机的安装高度h。
进一步地，所述第二坐标转换机制为下述坐标转换方程：
其中，fx和fy是以像素x和y方向的尺寸为单位的焦距长度，cx和cy是广角摄像机光学中心在像平面上投影的坐标，A是通过随机选取至少三个任意点的定标点角度与坐标数据以最小二乘法求解得到的映射参数矩阵。
进一步地，所述坐标转换机制还能实现将目标位置投影于广角摄像机所拍摄的广角视频的图像上的二维坐标(x,y)转换为所述目标位置的地面坐标。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明首先通过获取目标位置的地面坐标；然后根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角最后所述PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角/>根据第二坐标转换机制转换为所述目标位置投影于广角摄像机所拍摄的广角视频的图像上的二维坐标(x,y)，实现准确、可靠并且方便地对目标点在广角摄像机的画面进行自动标注。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法示意图；
图2为本发明中一种第一坐标转换机制的建立方法流程图；
图3为本发明中一种PTZ摄像机坐标系的示意图；
图4为本发明一种坐标转换关系中转换参数的确定方法流程图；
图5所示为本发明又一种坐标转换关系中转换参数的确定方法流程图实施例示意图；
图6所示为球机画面中心指向一目标点时的GPS坐标示意图；
图7所示为球机画面中心指向另一目标点时的GPS坐标示意图；
图8示出由已知目标位置的GPS坐标得到对应的球机坐标的一种转换结果示意图；
图9所示为本发明中一种枪机和球机画面对照示意图；
图10所示为本发明公布的一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换系统示意图；
图11示出了本发明实施例所涉及的地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方案作进一步地详细描述。
如图1示出了本发明一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法示意图，示出了该方法的具体实施流程，包括：
在步骤101中，获取目标位置的地面坐标；
这里的目标位置是为当前感兴趣的对象，在一种可能的目标跟踪场景中，可以是部署在安防区的巡逻车队或警车。在一种可能的实现中，这些需要被跟踪的目标对象会主动上报自身的地面坐标，可选的，为目标对象的地面坐标，本发明中还可以采取其他可行的能够获取目标位置的地面的方式，在本发明中并不作限制。
在步骤102中，根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角
通过步骤101获取到目标位置的地面坐标后，可通过第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角需要说明的是，上述第一坐标转换机制应能够表示所述目标位置的地面坐标和PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角/>之间的转换关系，在一种可能的实现中，已知目标位置的地面坐标，根据这种第一坐标转换机制可以得到PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角/>在另一种可能的实现中，已知PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角/>根据该第一坐标转换机制也可以得到其画面中心对准所述目标位置的地面坐标。
需要说明的是，本申请的技术方案中的地面坐标，包括所有在地球表面所建立的地面坐标系，容易理解的是，这种地面坐标系均有一种假设前提，就是在一定距离范围内将地面看作一个平面，可选的，可以为GNSS坐标，所述GNSS坐标，可选的，包括GPS坐标，在进行方案的具体描述时，下述内容将均以GPS坐标进行说明，但并不以此限定GNSS坐标为GPS坐标，本领域技术人员应该能够理解包括其他GNSS坐标的地面坐标也能作为本发明技术方案的可选实施条件。需要说明的是，对于在本发明方案中采用经纬度坐标来表示目标对象的GPS坐标，如：(经度,纬度)。
另外，还需要说明的是，本申请的技术方案中的PTZ摄像机，可选的，包括球机，即球型摄像机，在进行方案的具体描述时，下述内容将均以球机为例进行说明，但并不以此限。
如图2为本发明中一种第一坐标转换机制的建立方法流程图，示出了该方法的具体实施步骤，包括：
在步骤201中，建立地面坐标系以及PTZ摄像机坐标系；
所述地面坐标系就是在一定距离范围内将地面看作一个平面所建立的坐标系，在一种可能的实现中，所述地面坐标系通过GNSS坐标系建立，所述地面坐标为GNSS坐标。
如图3为本发明中一种PTZ摄像机坐标系的示意图，示出了本发明技术方案在具体实施过程中的一种参考坐标系，可选的，所述GNSS坐标系为GPS坐标系，所述GNSS坐标为GPS坐标，所述的GPS坐标系的X和Y轴分别代表地球表面GPS坐标系统的经纬度坐标方向，所述GPS坐标系的X和Y轴建立所述摄像机坐标系的X和Y轴，且所述摄像机坐标系的Z轴垂直于所述X和Y轴，所述摄像机为球机，图3中(x0,y0)为球机在地面投影点的GPS坐标，需要说明的是，考虑到普通球机的可视距离只有1到3公里，因此在本发明技术方案中可以假设X，Y轴为一个平面，同时，假设球机坐标系的Z轴垂直于地面，那么便可以建立如图3所示的XYZ三维坐标系，该坐标系为下述实施步骤提供了参考坐标系，是进行坐标转换的基础。
在步骤202中，确定在所述PTZ摄像机坐标系中的所述目标位置的地面坐标与所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角之间的坐标转换关系，所述坐标转换关系包含相关转换参数。
通过上述步骤201建立PTZ摄像机坐标系后，基于该坐标系的描述，确定在所述PTZ摄像机坐标系中的所述目标位置的地面坐标与所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角之间的坐标转换关系，所述坐标转换关系包含相关转换参数。在本步骤的描述中，结合如图3的坐标系作为示例性描述说明。
基于上述步骤201建立的参考坐标系，坐标转换公式如下：
其中，(x0,y0)为球机安装位置的GPS经纬度坐标，为已知条件，(x,y)为球机画面中心指向地面的经纬度坐标，是球机处于水平零位时与GPS坐标X轴的固定偏移量(球机水平零位光轴与GPS坐标X轴平行时的球机角度)，/>是球机画面中心指向(x,y)时球机与X轴的水平夹角，在上图中/>其中，如图2中对/>的进一步说明示意部分所示，OB为球机画面中心指向(x,y)时球机的中心轴，与OA的夹角为/>即球机的水平坐标(Pan)，θ是球机指向(x,y)时的垂直夹角，h是指所述球机的安装高度。
从坐标转换公式(1)和(2)中可以看出，该坐标转换关系的转换参数包括所述球机的安装高度h和球机水平角度的固定偏移量可以理解的是，当所述球机的安装高度h和球机水平角度的固定偏移量/>已知时，所述目标位置的GPS坐标与所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角/>之间的转换关系便被确定。
在一种可能的实现中，如图4为本发明一种坐标转换关系中转换参数的确定方法流程图，示出了该方法的具体实施步骤，包括：
在下述步骤的描述中，结合如图3的坐标系作为示例性描述说明。
在步骤401中，在所述地面坐标系与所述PTZ摄像机坐标系中进行标定，包括：将所述PTZ摄像机定位到水平方位角的位置，随机选取至少两个不同的垂直高度角θ1和θ2，并得到对应的PTZ摄像机画面中心指向地面上的两个点的地面坐标(x1,y1)和(x2,y2)；
在步骤402中，通过标定得到的θ1和θ2以及(x1,y1)和(x2,y2)确定上述坐标转换关系中的所述相关转换参数。
将球机旋转到水平方位角的位置，选取两个不同的高度球机垂直角θ1和θ2，并得到对应的球机中心指向地面上的两个点的坐标(x1,y1)，(x2,y2)，通过(1)和(2)式可以得到：
通过(3)和(4)式中可以得到：
由(5)式代入(3)式或(4)式，均可以得到此时球机的安装高度h的计算式，可选的，由(4)式可以得到：
然后，将(5)式代入(6)式便可以得到此时球机的安装高度h。
因此，在(x0,y0)、和h已知时，如(1)和(2)式揭示了所述目标位置的GPS坐标与所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角/>之间的相互转换关系。
需要说明的是，根据上述步骤201至202可以确定所述目标位置的地面坐标与所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角之间的相互转换关系，即建立二者之间的第一坐标转换机制，上述(1)和(2)式只是以GPS坐标为例进行说明，其他包括GNSS坐标的地面坐标也是可以得到相应坐标转换关系的。
那么，容易理解的是，通过本发明所建立的所述第一坐标转换机制还能实现将PTZ摄像机在其画面中心对准目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角转换为所述目标位置的地面坐标。
在一种可能的实际操作中，已知PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角通过步骤201和步骤202所建立的第一坐标转换机制，可以获取所述目标位置的地面坐标，可选的，可以为GPS坐标。
在步骤103中，根据第二坐标转换机制将所述PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角转换为所述目标位置投影于广角摄像机所拍摄的广角视频的图像上的二维坐标(x,y)。
在一种可能的实现中，所述第二坐标转换机制为下述坐标转换方程：
其中，fx和fy是以像素x和y方向的尺寸为单位的焦距长度，cx和cy是广角摄像机光学中心在像平面上投影的坐标，A是通过随机选取至少三个任意点的定标点角度与坐标数据以最小二乘法求解得到的映射参数矩阵。
需要说明的是，所述fx、fy、cx和cy可以通过畸变校正方法得到，而矩阵A则是需要通过选取三个以上的“定标点”数据，以最小二乘法求解得到，所述定标点指的是在广角摄像机所覆盖的大场景拍摄得到的真实世界中的点。关于(7)式的具体推导已在申请号为CN201110119042.3，发明名称为多目标跟踪特写拍摄视频监控系统的专利文件中进行详细说明，这里不再赘述。所述广角摄像机，可选的，可以为现在应用十分广泛的枪机。
通过上述步骤101至步骤103可知，本发明所提技术方案能够实现地面坐标和广角摄像机画面坐标的相互转换，具体地，先通过式(7)能够实现所述目标位置投影于广角摄像机所拍摄的广角视频的图像上的二维坐标(x,y)根据第二坐标转换机制转换为所述PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角然后通过式(1)和(2)能够实现所述垂直高度角θ和水平方位角/>和地面坐标之间的转换。
本实施例首先通过获取目标位置的地面坐标；然后根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角最后所述PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角/>根据第二坐标转换机制转换为所述目标位置投影于广角摄像机所拍摄的广角视频的图像上的二维坐标(x,y)，实现准确、可靠并且方便地对目标点在广角摄像机的画面中进行自动标注。
如上图5所示为本发明又一种坐标转换关系中转换参数的确定方法流程图实施例示意图，图5所对应的实施例中PTZ摄像机以球机为例来进行说明。
GPS坐标可以通过GPS设备现场测量，或直接从GIS地图上读出，本实施例中为现场测量得到。具体包括下述实施步骤：
在步骤501中，将球机旋转到水平零位，即使得
在步骤502中，球机水平方向不动，在垂直方向转动球机，球机画面中心指向地面某一点，且该点GPS坐标已知，如图6所示为球机画面中心指向一目标点时的GPS坐标示意图，由图可知GPS坐标为(118.0467498249，24.6122291956)，并同时读取球机水平方位坐标和垂直方位坐标(0，121.39992)，
在步骤503中，球机水平方向不动，在垂直方向继续转动球机，球机画面中心指向地面另外一个点，如图7所示为球机画面中心指向另一目标点时的GPS坐标示意图，由图该点GPS坐标已知为(118.0463666141，24.6123435973)，类似步骤502，同时读取球机水平方位坐标和垂直方位坐标(0，52.63992)。
在步骤504中，将步骤502和503得到的参数代入公式(5)式和(6)式，得到和h，再代入(1)式和(2)式可以得到(x0,y0)，从而能够确定坐标转换关系(1)和(2)中的未知的转换参数，即(x0,y0)、/>和h。
通过上述步骤501至504，可以建立起球机坐标与GPS坐标的相互转换关系，进而实现已知目标位置的GPS坐标，便能通过坐标转换关系式(1)和(2)计算得到球机坐标垂直高度角θ和水平方位角在一种可能的实际应用场景中，将所述球机定位至目标垂直高度角和水平方位角处，所述目标定位处的垂直高度角θ和水平方位角/>便能够实现动态跟踪已知GPS坐标的目标位置。
本实施例首先通过获取目标位置的地面坐标；然后根据坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角该方法通过建立目标的地面坐标与PTZ摄像机坐标之间的坐标转换机制，能够方便实现目标的地面坐标与PTZ摄像机坐标之间的相互转换，该方法简单且具有很好的准确性和可靠性。
通过图5所对应的实施例可以得到一种GPS坐标和球机坐标的相互转换关系，即已知(x0,y0)为(118.0465368738,24.6122927689)、为163.3778159和h为0.000135654的(1)式和(2)式。这里在该相互转换关系下，图8示出由已知目标位置的GPS坐标得到对应的球机坐标的一种转换结果示意图：首先通过GPS仪表读出球机中心所指位置GPS坐标为(118.0462085971，24.6127600042)，即为此时的目标位置的GPS坐标，通过该相互转换关系，得到此时的水平方位坐标和垂直方位坐标为(34.03998，81.16002)。
通过第二坐标转换机制，将球机坐标转换为枪机画面像素坐标，如图9所示为本发明中一种枪机和球机画面对照示意图，其中虚线左边画面为枪机画面，虚线右边画面为球机画面，通过三个点，确定枪机画面与球机坐标之间的映射关系(7)式中的参数A之后，可以计算出球机坐标(34.03998，81.16002)所对应的枪机画面像素坐标为(285，409)，也即GPS坐标(118.0462085971，24.6127600042)所对应的枪机画面坐标为(285，409)。
需要说明的是，在图6至图10中用“x”符号来表示图片中的目标点示意位置。
本发明还公布一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换系统，如图10所示为本发明公布的一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换系统示意图，包括：
模块1001，地面坐标获取模块，用于获取目标位置的地面坐标；
模块1002，第一坐标转换模块，用于根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角
模块1003，第二坐标转换模块，用于根据第二坐标转换机制将所述PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角转换为所述目标位置投影于广角摄像机所拍摄的广角视频的图像上的二维坐标(x,y)。
各模块功能均对应上述方法实施例，这里不再赘述。
图11示出了本发明实施例所涉及的地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换装置的结构示意图，该装置主要包括处理器1101、存储器1102和总线1103，所述存储器存储有至少一段程序，所述程序由所述处理器执行以实现如上述实施例所述的地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法。
处理器1101包括一个或一个以上处理核心，处理器1101通过总线1103与存储器1102相连，存储器10用于存储程序指令，处理器1101执行存储器1102中的程序指令时实现上述方法实施例提供的地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法。
可选的，存储器1102可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随时存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法。
可选的，本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储与一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于以限制发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法，其特征在于，包括：
获取目标位置的地面坐标；
根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角
根据第二坐标转换机制将所述PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角转换为所述目标位置投影于广角摄像机所拍摄的广角视频的图像上的二维坐标(x,y)；
其中，所述第一坐标转换机制通过下述步骤建立：
建立地面坐标系以及PTZ摄像机坐标系；
确定在所述PTZ摄像机坐标系中的所述目标位置的地面坐标与所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角之间的坐标转换关系，所述坐标转换关系包含相关转换参数，其中，所述相关转换参数通过下述步骤确定：
在所述地面坐标系与所述PTZ摄像机坐标系中进行标定，包括：将所述PTZ摄像机定位到水平方位角的位置，随机选取至少两个不同的垂直高度角θ1和θ2，并得到对应的PTZ摄像机画面中心指向地面上的两个点的地面坐标(x1,y1)和(x2,y2)；
通过标定得到的θ1和θ2以及(x1,y1)和(x2,y2)确定上述坐标转换关系中的所述相关转换参数；
其中，所述地面坐标系通过GNSS坐标系建立，所述地面坐标为GNSS坐标；所述GNSS坐标系为GPS坐标系，所述GPS坐标系的X和Y轴分别代表地球表面GPS坐标系统的经纬度坐标方向，以所述GPS坐标系的X和Y轴建立所述摄像机坐标系的X和Y轴，且所述摄像机坐标系的Z轴垂直于所述X和Y轴；所述摄像机为球机，所述坐标转换关系表示为：其中，(x′，y′)为球机画面中心指向地面的经纬度坐标，所述相关转换参数包括：球机安装位置的GPS经纬度坐标(x0,y0)、球机水平零位光轴与GPS坐标X轴平行时的球机角度/>和所述球机的安装高度h；
其中，所述第二坐标转换机制为下述坐标转换方程：
其中，fx和fy是以像素X轴和Y轴方向的尺寸为单位的焦距长度，cx和cy是广角摄像机光学中心在像平面上投影的坐标，A是通过随机选取至少三个任意点的定标点角度与坐标数据以最小二乘法求解得到的映射参数矩阵。
2.根据权利要求1所述的地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法，其特征在于，还包括：
所述坐标转换机制还能实现将目标位置投影于广角摄像机所拍摄的广角视频的图像上的二维坐标(x,y)转换为所述目标位置的地面坐标。
3.一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换系统，其特征在于，包括：
地面坐标获取模块，用于获取目标位置的地面坐标；
第一坐标转换模块，用于根据第一坐标转换机制将所述目标位置的地面坐标转换为PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角
第二坐标转换模块，用于根据第二坐标转换机制将所述PTZ摄像机在其画面中心对准所述目标位置时的垂直高度角θ和水平方位角转换为所述目标位置投影于广角摄像机所拍摄的广角视频的图像上的二维坐标(x,y)；
其中，所述第一坐标转换机制通过下述步骤建立：
建立地面坐标系以及PTZ摄像机坐标系；
确定在所述PTZ摄像机坐标系中的所述目标位置的地面坐标与所述PTZ摄像机的垂直高度角θ和水平方位角之间的坐标转换关系，所述坐标转换关系包含相关转换参数，其中，所述相关转换参数通过下述步骤确定：
在所述地面坐标系与所述PTZ摄像机坐标系中进行标定，包括：将所述PTZ摄像机定位到水平方位角的位置，随机选取至少两个不同的垂直高度角θ1和θ2，并得到对应的PTZ摄像机画面中心指向地面上的两个点的地面坐标(x1,y1)和(x2,y2)；
通过标定得到的θ1和θ2以及(x1,y1)和(x2,y2)确定上述坐标转换关系中的所述相关转换参数；
其中，所述地面坐标系通过GNSS坐标系建立，所述地面坐标为GNSS坐标；所述GNSS坐标系为GPS坐标系，所述GPS坐标系的X和Y轴分别代表地球表面GPS坐标系统的经纬度坐标方向，以所述GPS坐标系的X和Y轴建立所述摄像机坐标系的X和Y轴，且所述摄像机坐标系的Z轴垂直于所述X和Y轴；所述摄像机为球机，所述坐标转换关系表示为：其中，(x′，y′)为球机画面中心指向地面的经纬度坐标，所述相关转换参数包括：球机安装位置的GPS经纬度坐标(x0,y0)、球机水平零位光轴与GPS坐标X轴平行时的球机角度/>和所述球机的安装高度h；
其中，所述第二坐标转换机制为下述坐标转换方程：
其中，fx和fy是以像素X轴和Y轴方向的尺寸为单位的焦距长度，cx和cy是广角摄像机光学中心在像平面上投影的坐标，A是通过随机选取至少三个任意点的定标点角度与坐标数据以最小二乘法求解得到的映射参数矩阵。
4.一种地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有至少一段程序，所述程序由所述处理器执行以实现如权利要求1至2任一所述的地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如权利要求1至2任一所述的地面坐标和广角摄像机画面坐标的转换方法。
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