CN111105505A - 一种基于三维地理信息的云台动态影像快速拼接方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法，包括：获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集的监控视频数据；将监控视频数据输入至坐标转换服务器，匹配转换得到监控视频数据在不同情况下的三维地理信息位置坐标，并保存监控视频数据的实景序列信息；以三维地理信息位置坐标为导向，将监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；将虚实视频数据按照实景序列信息，匹配三维地理信息场景进行拼接，实现动态视频影像快速拼接融合显示。解决现有技术中由于监控画面及高点巡视本身无更大场景，无法与三维地理信息场景位置匹配而导致的不能形成场景化主观感知掌控的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及虚拟现实、视频安防监控技术领域，具体涉及一种基于三维地理信息的云台动态影像快速拼接方法和系统。
背景技术
随着反恐应急、边防海防、森林防火等项目应用建设中，视频监控尤其是高点视频应用在建设方面起到了关键作用。但也受限于其技术的本身的特点，在应用中存在一定的局限性，如：
(1)视频监控画面相互割裂，浏览的视频只是基于单个摄像机的独立视频画面，无法反应和还原真实场景信息，不能行成宏观整体的观察。
(2)高点及云台巡视，浏览的画面只是当前视角范围内的场景，与巡视过的场景无法形成历史浏览范围的全景拼接场景。
(3)监控画面及高点巡视本身无更大场景，无法与三维地理信息场景位置匹配，不能形成场景化主观感知掌控。
(4)大场景巡视时，需要花费大量的人力和时间，效率低、工作量大，不能行成整体空间感知及时间事件脉络。
面向监控系统，一体球机和云台摄像机又是监控系统中重要的组成部分，在巡视、追视、细节查看等方面承担着重要作用。如何对一体球机和云台摄像机以及无人机荷载的云台摄像机进行有效的视频与位置匹配，实现在巡视过程中动态视频画面位置掌控，大场景巡视过程画面全景拼接，是围绕着日常巡视等监控管理的亟需解决的问题。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种基于三维地理信息的云台动态影像快速拼接方法和系统，以解决现有技术中由于监控画面及高点巡视本身无更大场景，无法与三维地理信息场景位置匹配而导致的不能形成场景化主观感知掌控的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例基于现状问题，基于三维地理信息空间位置的全景动态视频画面的拼接融合显示，是解决上述问题的有效手段和方法。我们生活的地球环境是普遍组成部分，把三维地理信息系统作为统一的时空框架体系，以统一的三维地理信息系统为核心地层，进行视频的拼接和融合应用，才能实现精准、整体、直观、广域的视频融合业务应用，提升态势监控的数据应用价值，高效用于可视化理解和处置。其具体技术方案如下：
根据本发明实施例的第一方面提供一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法，包括步骤：
获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集的监控视频数据；
将所述监控视频数据输入至坐标转换服务器，匹配转换得到所述监控视频数据在不同情况下的三维地理信息位置坐标，并保存所述监控视频数据的实景序列信息；
以所述三维地理信息位置坐标为导向，将所述监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
将所述虚实视频数据按照所述实景序列信息，匹配所述三维地理信息场景进行拼接，实现动态视频影像快速拼接融合显示。
进一步地，所述监控视频数据包括一体球机监控视频数据、云台摄像机监控视频数据和无人机载荷的云台摄像机监控视频数据。
进一步地，所述以所述三维地理信息位置坐标为导向，将所述监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据，具体包括步骤：
获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下匹配转换的三维地理信息位置坐标；
将三维地理信息位置坐标对应的监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
将所述三维地理信息位置坐标更新显示在所述虚实视频数据上。
进一步地，在得到虚实视频数据之前，匹配所述三维地理信息位置坐标之后，还包括对所述监控视频数据进行矫正算法处理。
进一步地，对进行了地理空间位置矫正融合的监控视频帧，按照在上下左右转动或镜头变倍的情况下获得的不同视频照射范围变化过程，以时间序列进行全景快速拼接，并与三维地理信息场景拼接融合显示。
进一步地，通过28181协议或SDK方式或onvif，实现视频采集模块接入和流媒体转发。
根据本发明实施例的第二方面提供一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接系统，包括视频采集模块，用于摄像头在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集监控视频数据；
视频应用网关，用于获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集的监控视频数据；
坐标转换服务器，用于将所述监控视频数据输入至坐标转换服务器，匹配转换得到所述监控视频数据在不同情况下的三维地理信息位置坐标，并保存所述监控视频数据的实景序列信息；
三维地理信息场景视频动态融合模块，用于以所述三维地理信息位置坐标为导向，将所述监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
动态融合影像时间序列拼接模块，用于将所述虚实视频数据按照所述实景序列信息，匹配所述三维地理信息场景进行拼接，实现动态视频影像快速拼接融合显示。
进一步地，视频采集模块包括一体球机、云台摄像机和无人机载荷的云台摄像机。
进一步地，所述三维地理信息场景视频动态融合模块包括：
三维地理信息位置坐标获取模块，用于获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下匹配转换的三维地理信息位置坐标；
虚实视频数据计算模块，用于将三维地理信息位置坐标对应的监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
更新显示模块，用于将所述三维地理信息位置坐标更新显示在所述虚实视频数据上。
进一步地，还包括矫正模块，用于在得到虚实视频数据之前，匹配所述三维地理信息位置坐标之后，还包括对所述监控视频数据进行矫正算法处理。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例1提供的一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法，对视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集的监控视频数据进行坐标转换处理，获得每一个场景在不同拍摄状态下，在三维地理信息系统中对应的坐标位置信息，然后再根据所述坐标位置信息将所述监控视频数据与所述三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；最后将所述虚实视频数据按照所述实景序列信息，匹配所述三维地理信息场景进行拼接，使得无论视频采集模块在何种状态下采集的动态视频影像，能够在三维地理信息系统中快速拼接融合，形成一个完整的全视角的视频信息并显示，进而使得用户能够在大场景跨境头的完整视场场景下，对视频信息进行全面完整的分析。解决现有技术中由于监控画面及高点巡视本身无更大场景，无法与三维地理信息场景位置匹配而导致的不能形成场景化主观感知掌控的问题。
进一步地，本发明实施例对包括一体球机、云台摄像机和无人机载荷的云台摄像机在内的多个视频采集模块在不同视频采集情况下的监控视频数据，在三维地理信息的大场景内进行统一的融合拼接，形成多视角的完整的大场景监控视频信息并显示，有利于对被监控场景进行全面的分析。
更进一步地，在融合拼接后的大场景监控视频信息中根据视频采集模块在不同采集状态下的三维地理位置进行实时动态更新，有利于更直观的反映和分析被监控的大场景信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法流程图；
图2为本发明实施例2提供的一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1为本发明实施例1提供的一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法流程图，包括步骤：
获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集的监控视频数据；
将所述监控视频数据输入至坐标转换服务器，匹配转换得到所述监控视频数据在不同情况下的三维地理信息位置坐标，并保存所述监控视频数据的实景序列信息；
以所述三维地理信息位置坐标为导向，将所述监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
将所述虚实视频数据按照所述实景序列信息，匹配所述三维地理信息场景进行拼接，实现动态视频影像快速拼接融合显示。
上述监控视频数据包括由一体球机采集的监控视频数据、云台摄像机采集的云台摄像机监控视频数据和无人机载荷的云台摄像机采集的监控视频数据。
上述坐标转换服务器，用于对一体球机及云台摄像机的监控视频画面，在云台镜头焦距变化过程中，实时对云台上下左右等多个变化方位、变化角度范围、镜头拉远拉近等变化范围进行空间位置坐标转换，实现实时的视频画面所对应的三维地理坐标位置的动态更新，用于视频画面与三维地理信息场景虚实融合时，画面坐标的动态匹配。
本发明实施例基于现状问题，基于三维地理信息空间位置的全景动态视频画面的拼接融合显示，是解决上述问题的有效手段和方法。我们生活的地球环境是普遍组成部分，把三维地理信息系统作为统一的时空框架体系，以统一的三维地理信息系统为核心地层，进行视频的拼接和融合应用，才能实现精准、整体、直观、广域的视频融合业务应用，提升态势监控的数据应用价值，高效用于可视化理解和处置。
本发明可选实施方式还包括，上述三维地理信息场景视频动态融合模块，用于对云台摄像机监控视频画面，实现在三维地理信息场景中，监控视频画面与三维地理信息场景进行场景虚实融合，在融合过程中实时动态匹配云台转动及镜头变化过程中监控画面对应的转换后的空间地理坐标。
换言之，所述以所述三维地理信息位置坐标为导向，将所述监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据，具体包括步骤：
获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下匹配转换的三维地理信息位置坐标；
将三维地理信息位置坐标对应的监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
将所述三维地理信息位置坐标更新显示在所述虚实视频数据上。
进一步地，在得到虚实视频数据之前，匹配所述三维地理信息位置坐标之后，还包括对所述监控视频数据进行矫正算法处理。
本发明可选实施方式，还包括上述动态融合影像时间序列拼接模块，对进行了地理空间位置矫正融合的监控视频帧，按照视频照射范围变化过程以时间序列进行全景快速拼接，并与三维地理信息场景拼接融合显示。
需要说明的是，本发明实施例1提供的视频应用网关，通过28181协议或SDK方式或onvif，实现一体球机及云台摄像机的接入和流媒体转发。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例1提供的一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法，对视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集的监控视频数据进行坐标转换处理，获得每一个场景在不同拍摄状态下，在三维地理信息系统中对应的坐标位置信息，然后再根据所述坐标位置信息将所述监控视频数据与所述三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；最后将所述虚实视频数据按照所述实景序列信息，匹配所述三维地理信息场景进行拼接，使得无论视频采集模块在何种状态下采集的动态视频影像，能够在三维地理信息系统中快速拼接融合，形成一个完整的全视角的视频信息并显示，进而使得用户能够在大场景跨境头的完整视场场景下，对视频信息进行全面完整的分析。解决现有技术中由于监控画面及高点巡视本身无更大场景，无法与三维地理信息场景位置匹配而导致的不能形成场景化主观感知掌控的问题。
进一步地，本发明实施例对包括一体球机、云台摄像机和无人机载荷的云台摄像机在内的多个视频采集模块在不同视频采集情况下的监控视频数据，在三维地理信息的大场景内进行统一的融合拼接，形成多视角的完整的大场景监控视频信息并显示，有利于对被监控场景进行全面的分析。
更进一步地，在融合拼接后的大场景监控视频信息中根据视频采集模块在不同采集状态下的三维地理位置进行实时动态更新，有利于更直观的反映和分析被监控的大场景信息。
图2为本发明实施例2提供的一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接结构示意图，包括视频采集模块，用于摄像头在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集监控视频数据；
视频应用网关，用于获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集的监控视频数据；
坐标转换服务器，用于将所述监控视频数据输入至坐标转换服务器，匹配转换得到所述监控视频数据在不同情况下的三维地理信息位置坐标，并保存所述监控视频数据的实景序列信息；
三维地理信息场景视频动态融合模块，用于以所述三维地理信息位置坐标为导向，将所述监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
动态融合影像时间序列拼接模块，用于将所述虚实视频数据按照所述实景序列信息，匹配所述三维地理信息场景进行拼接，实现动态视频影像快速拼接融合显示。
进一步地，视频采集模块包括一体球机、云台摄像机和无人机载荷的云台摄像机。
进一步地，所述三维地理信息场景视频动态融合模块包括：
三维地理信息位置坐标获取模块，用于获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下匹配转换的三维地理信息位置坐标；
虚实视频数据计算模块，用于将三维地理信息位置坐标对应的监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
更新显示模块，用于将所述三维地理信息位置坐标更新显示在所述虚实视频数据上。
进一步地，还包括矫正模块，用于在得到虚实视频数据之前，匹配所述三维地理信息位置坐标之后，还包括对所述监控视频数据进行矫正算法处理。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法，其特征在于，包括步骤：
获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集的监控视频数据；
将所述监控视频数据输入至坐标转换服务器，匹配转换得到所述监控视频数据在不同情况下的三维地理信息位置坐标，并保存所述监控视频数据的实景序列信息；
以所述三维地理信息位置坐标为导向，将所述监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
将所述虚实视频数据按照所述实景序列信息，匹配所述三维地理信息场景进行拼接，实现动态视频影像快速拼接融合显示。
2.根据权利要求1所述的基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法，其特征在于，所述监控视频数据包括一体球机监控视频数据、云台摄像机监控视频数据和无人机载荷的云台摄像机监控视频数据。
3.根据权利要求1所述的基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法，其特征在于，所述以所述三维地理信息位置坐标为导向，将所述监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据，具体包括步骤：
获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下匹配转换的三维地理信息位置坐标；
将三维地理信息位置坐标对应的监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
将所述三维地理信息位置坐标更新显示在所述虚实视频数据上。
4.根据权利要求1所述的基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法，其特征在于，在得到虚实视频数据之前，匹配所述三维地理信息位置坐标之后，还包括对所述监控视频数据进行矫正算法处理。
5.根据权利要求4所述的基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法，其特征在于，对进行了地理空间位置矫正融合的监控视频帧，按照在上下左右转动或镜头变倍的情况下获得的不同视频照射范围变化过程，以时间序列进行全景快速拼接，并与三维地理信息场景拼接融合显示。
6.根据权利要求1所述的基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接方法，其特征在于，通过28181协议或SDK方式或onvif，实现视频采集模块接入和流媒体转发。
7.一种基于三维地理信息的动态视频影像快速拼接系统，其特征在于，
包括视频采集模块，用于摄像头在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集监控视频数据；
视频应用网关，用于获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下采集的监控视频数据；
坐标转换服务器，用于将所述监控视频数据输入至坐标转换服务器，匹配转换得到所述监控视频数据在不同情况下的三维地理信息位置坐标，并保存所述监控视频数据的实景序列信息；
三维地理信息场景视频动态融合模块，用于以所述三维地理信息位置坐标为导向，将所述监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
动态融合影像时间序列拼接模块，用于将所述虚实视频数据按照所述实景序列信息，匹配所述三维地理信息场景进行拼接，实现动态视频影像快速拼接融合显示。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，视频采集模块包括一体球机、云台摄像机和无人机载荷的云台摄像机。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述三维地理信息场景视频动态融合模块包括：
三维地理信息位置坐标获取模块，用于获取视频采集模块在上下左右转动或镜头变倍的情况下匹配转换的三维地理信息位置坐标；
虚实视频数据计算模块，用于将三维地理信息位置坐标对应的监控视频数据与三维地理信息中的场景进行虚实融合算法处理，得到虚实视频数据；
更新显示模块，用于将所述三维地理信息位置坐标更新显示在所述虚实视频数据上。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括矫正模块，用于在得到虚实视频数据之前，匹配所述三维地理信息位置坐标之后，还包括对所述监控视频数据进行矫正算法处理。
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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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