CN111122128A

CN111122128A - 一种球形摄像机的标定方法及装置

Info

Publication number: CN111122128A
Application number: CN202010006280.2A
Authority: CN
Inventors: 胥小武; 邢彦华
Original assignee: Zhejiang Dahua Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dahua Technology Co Ltd
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2040-01-03
Also published as: CN111122128B

Abstract

本发明提供了一种球形摄像机的标定方法及装置，其中，该方法包括：在雷达的可探测区域内确定任意两个标定点在第一坐标系中的坐标；分别将该两个标定点调整到球机监视的场景范围的正中央，通过该雷达获取该球机在水平方向的转动角度和垂直方向的转动角度；分别根据该球机在该垂直方向的转动角度确定该球机到该两个标定点的距离；根据该两个标定点对应的该球机在该水平方向的转动角度确定该球机的转动方向；根据该球机的转动方向、该球机到该两个标定点的距离确定该球机在该第一坐标系中的位置，可以解决相关技术中雷达和球机分体式安装方式的标定过程复杂，且需要采用的辅助设备较多导致成本高且标定的精度不高的问题。

Description

一种球形摄像机的标定方法及装置

技术领域

本发明涉及安防领域，具体而言，涉及一种球形摄像机的标定方法及装置。

背景技术

对于安防，摄像机带来了极大的便利，但由于球形摄像机(简称球机)在雨天、黑夜等恶劣的环境下做出比较精准的识别是有一定困难的。相对于毫米波雷达而言，雷达发出的高频射频波，具有穿透性强、不惧雨雪天气、不受光照影响、探测范围广等特征，广泛应用与周界、安防、监狱、机场等环境。

目前相关厂家把雷达和球机相结合，雷达和球机一体式安装方式(即雷达和球机安装在同一轴线上)，这种标定方式单一，校准精度相对较高。而分体式雷球(即球机和雷达可以任意安装)标定，标定方式各有不同，有的厂家在标定时需要辅助的装置，才能够确定球机相对于雷达坐标系的坐标；有的则需要在标定时需要通过相关的工具，在雷达的可探测区域，点击至少4个点才能够实现标定球机相对于雷达的坐标。

在现有的分体式标定技术中，标定过程复杂，标定时所采用的辅助设备过多，增加了硬件的成本，且标定的精度不高。

针对相关技术中雷达和球形摄像机分体式安装方式的标定过程复杂，且需要采用的辅助设备较多导致成本高且标定的精度不高的问题，尚未提出解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种球形摄像机的标定方法及装置，以至少解决相关技术中雷达和球形摄像机分体式安装方式的标定过程复杂，且需要采用的辅助设备较多导致成本高且标定的精度不高的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种球形摄像机的标定方法，包括：

在雷达的可探测区域内确定任意两个标定点在第一坐标系中的坐标，所述第一坐标系为以所述雷达为圆心的坐标系；

分别将所述两个标定点调整到球形摄像机监视的场景范围的正中央，通过所述雷达获取所述球形摄像机在水平方向的转动角度和垂直方向的转动角度；

分别根据所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度以及所述球形摄像机的安装高度确定所述球形摄像机到所述两个标定点的距离；

根据所述两个标定点对应的所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度确定所述球形摄像机的转动方向；

根据所述球形摄像机的转动方向、所述球形摄像机到所述两个标定点的距离确定所述球形摄像机在所述第一坐标系中的位置。

可选地，分别根据所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度以及所述球形摄像机的安装高度确定所述球形摄像机到所述两个标定点的距离包括：

根据第一标定点对应的所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度T_a确定所述球形摄像机在水平面的投影点与所述第一标定点的距离L_a，以及根据第二标定点对应的所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度T_b确定所述球形摄像机在所述水平面的投影点与所述第二标定点的距离L_b，其中，所述两个标定点为所述第一标定点和所述第二标定点；

根据所述球形摄像机的安装高度与所述距离L_a确定所述球形摄像机到所述第一标定点的距离L₁，以及根据所述球形摄像机的安装高度与所述距离L_b确定所述球形摄像机到所述第二标定点的距离L₂，其中，所述球形摄像机垂直于所述水平面安装。

可选地，根据所述球形摄像机的转动方向、所述球形摄像机到所述两个标定点的距离确定所述球形摄像机在所述第一坐标系中的位置包括：

确定所述第一标定点与所述第二标定点之间的距离L₁₂；

根据所述距离L₁、所述距离L₂以及所述距离L₁₂确定第一夹角，其中，所述第一夹角为所述球形摄像机、所述第一标定点所在直线与所述第一标定点、所述第二标定点所在直线的夹角；

确定所述第二标定点在第二坐标系中的坐标，其中，所述第二坐标系为以所述第一标定点为圆心的坐标系；

根据所述球形摄像机的转动方向、所述第一夹角以及所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述球形摄像机在第二坐标系中的坐标；

将所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标与所述第一标定点在所述第一坐标系中的坐标之和确定为所述球形摄像机在所述第一坐标系中的坐标。

可选地，根据所述球形摄像机的转动方向、所述第一夹角以及所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述球形摄像机在第二坐标系中的坐标包括：

若所述第二标定点在所述第二坐标系的第一、三象限内且所述球形摄像机的转动方向为逆时针方向，或者所述第二标定点在所述第二坐标系的第二、四象限内且所述球形摄像机的转动方向为顺时针方向，根据所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定第二夹角，其中，所述第二夹角为所述第二标定点、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；

根据所述第一夹角与所述第二夹角之和，确定第三夹角，其中，所述第三夹角为所述摄像机、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；

根据所述第三夹角以及所述距离L₁确定所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标。

若所述第二标定点在所述第二坐标系的第一、三象限内且所述球形摄像机的转动方向为逆时针方向，或者所述第二标定点在所述第二坐标系的第二、四象限内且所述球形摄像机的转动方向为顺时针方向，根据所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述第二夹角，其中，所述第二夹角为所述第二标定点、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；

根据所述第一夹角与所述第二夹角的差值，确定第三夹角，其中，所述第三夹角为所述摄像机、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；

可选地，通过以下方式根据所述第三夹角以及所述距离L₁确定所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标：

x＝L₁·sinθ

y＝L₁·cosθ，

其中，x、y为所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标，θ为所述第三夹角。

可选地，根据所述两个标定点对应的所述球形摄像机在水平方向的转动角度确定所述球形摄像机的转动方向包括：

若所述第一标定点对应的所述球形摄像机的P值小于所述第二标定点对应的所述球形摄像机的P值，判断所述第一标定点对应的P值加上转动的差值ΔP是否等于所述第二标定点对应的P值，其中，所述球形摄像机的P值为所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度，所述转动的差值ΔP为从所述球形摄像机在水平面的投影点、所述第一标定点所在直线转动到所述球形摄像机在所述水平面的投影点、所述第二标定点所在直线经过的角度；

在判断结果为是的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是逆时针方向；

在判断结果为否的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是顺时针方向。

若所述第一标定点对应的所述球形摄像机的P值大于所述第二标定点对应的所述球形摄像机的P值，判断所述第一标定点对应的P值减去所述转动的差值ΔP是否等于所述第二标定点对应的P值，其中，所述球形摄像机的P值为所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度，所述转动的差值ΔP为从所述球形摄像机在水平面的投影点、所述第一标定点所在直线转动到所述球形摄像机在所述水平面的投影点、所述第二标定点所在直线经过的角度；

在判断结果为是的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是顺时针方向；

在判断结果为否的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是逆时针方向。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种球形摄像机的标定装置，包括：

第一确定模块，用于在雷达的可探测区域内确定任意两个标定点在第一坐标系中的坐标，所述第一坐标系为以所述雷达为圆心的坐标系；

获取模块，用于分别将所述两个标定点调整到球形摄像机监视的场景范围的正中央，通过所述雷达获取所述球形摄像机在水平方向的转动角度和垂直方向的转动角度；

第二确定模块，用于分别根据所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度以及所述球形摄像机的安装高度确定所述球形摄像机到所述两个标定点的距离；

第三确定模块，用于根据所述两个标定点对应的所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度确定所述球形摄像机的转动方向；

第四确定模块，用于根据所述球形摄像机的转动方向、所述球形摄像机到所述两个标定点的距离确定所述球形摄像机在所述第一坐标系中的位置。

可选地，所述第二确定模块包括：

第一确定子模块，用于根据第一标定点对应的所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度T_a确定所述球形摄像机在水平面的投影点与所述第一标定点的距离L_a，以及根据第二标定点对应的所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度T_b确定所述球形摄像机在所述水平面的投影点与所述第二标定点的距离L_b，其中，所述两个标定点为所述第一标定点和所述第二标定点；

第二确定子模块，用于根据所述球形摄像机的安装高度与所述距离L_a确定所述球形摄像机到所述第一标定点的距离L₁，以及根据所述球形摄像机的安装高度与所述距离L_b确定所述球形摄像机到所述第二标定点的距离L₂，其中，所述球形摄像机垂直于所述水平面安装。

可选地，所述第四确定模块包括：

第三确定子模块，用于确定所述第一标定点与所述第二标定点之间的距离L₁₂；

第四确定子模块，用于根据所述距离L₁、所述距离L₂以及所述距离L₁₂确定第一夹角，其中，所述第一夹角为所述球形摄像机、所述第一标定点所在直线与所述第一标定点、所述第二标定点所在直线的夹角；

第五确定子模块，用于确定所述第二标定点在第二坐标系中的坐标，其中，所述第二坐标系为以所述第一标定点为圆心的坐标系；

第六确定子模块，用于根据所述球形摄像机的转动方向、所述第一夹角以及所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述球形摄像机在第二坐标系中的坐标；

第七确定子模块，用于将所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标与所述第一标定点在所述第一坐标系中的坐标之和确定为所述球形摄像机在所述第一坐标系中的坐标。

可选地，所述第六确定子模块包括：

第一确定单元，用于若所述第二标定点在所述第二坐标系的第一、三象限内且所述球形摄像机的转动方向为逆时针方向，或者所述第二标定点在所述第二坐标系的第二、四象限内且所述球形摄像机的转动方向为顺时针方向，根据所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定第二夹角，其中，所述第二夹角为所述第二标定点、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；

第一计算单元，用于根据所述第一夹角与所述第二夹角之和，确定第三夹角，其中，所述第三夹角为所述摄像机、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；

第二确定单元，用于根据所述第三夹角以及所述距离L₁确定所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标。

可选地，所述第六确定子模块包括：

第三确定单元，用于若所述第二标定点在所述第二坐标系的第一、三象限内且所述球形摄像机的转动方向为逆时针方向，或者所述第二标定点在所述第二坐标系的第二、四象限内且所述球形摄像机的转动方向为顺时针方向，根据所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述第二夹角，其中，所述第二夹角为所述第二标定点、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；

第二计算单元，用于根据所述第一夹角与所述第二夹角的差值，确定第三夹角，其中，所述第三夹角为所述摄像机、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；

可选地，所述第二确定单元，还用于通过以下方式根据所述第三夹角以及所述距离L₁确定所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标：

x＝L₁·sinθ

y＝L₁·cosθ，

可选地，所述第三确定模块包括：

第一判断子模块，用于若所述第一标定点对应的所述球形摄像机的P值小于所述第二标定点对应的所述球形摄像机的P值，判断所述第一标定点对应的P值加上转动的差值ΔP是否等于所述第二标定点对应的P值，其中，所述球形摄像机的P值为所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度，所述转动的差值ΔP为从所述球形摄像机在水平面的投影点、所述第一标定点所在直线转动到所述球形摄像机在所述水平面的投影点、所述第二标定点所在直线经过的角度；

第一确定方向子模块，用于在判断结果为是的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是逆时针方向；

第二确定方向子模块，用于在判断结果为否的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是顺时针方向。

可选地，所述第三确定模块包括：

第二判断子模块，用于若所述第一标定点对应的所述球形摄像机的P值大于所述第二标定点对应的所述球形摄像机的P值，判断所述第一标定点对应的P值减去所述转动的差值ΔP是否等于所述第二标定点对应的P值，其中，所述球形摄像机的P值为所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度，所述转动的差值ΔP为从所述球形摄像机在水平面的投影点、所述第一标定点所在直线转动到所述球形摄像机在所述水平面的投影点、所述第二标定点所在直线经过的角度；

第三确定方向子模块，用于在判断结果为是的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是顺时针方向；

第四确定方向子模块，用于在判断结果为否的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是逆时针方向。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种计算机可读的存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过本发明，在雷达的可探测区域内确定任意两个标定点在第一坐标系中的坐标，所述第一坐标系为以所述雷达为圆心的坐标系；分别将所述两个标定点调整到球形摄像机监视的场景范围的正中央，通过所述雷达获取所述球形摄像机在水平方向的转动角度和垂直方向的转动角度；分别根据所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度以及所述球形摄像机的安装高度确定所述球形摄像机到所述两个标定点的距离；根据所述两个标定点对应的所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度确定所述球形摄像机的转动方向；根据所述球形摄像机的转动方向、所述球形摄像机到所述两个标定点的距离确定所述球形摄像机在所述第一坐标系中的位置，可以解决相关技术中雷达和球形摄像机分体式安装方式的标定过程复杂，且需要采用的辅助设备较多导致成本高且标定的精度不高的问题，不需要额外增加辅助设备的情况下，只需要两个点便可实现快速精准的标定球机相对于雷达的坐标。

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，构成本申请的一部分，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是本发明实施例的一种球形摄像机的标定方法的移动终端的硬件结构框图；

图2是根据本发明实施例的一种球形摄像机的标定方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的雷达与球形摄像机分体式标定的示意图一；

图4是根据本发明实施例的雷达与球形摄像机分体式标定的示意图二；

图5是根据本发明实施例的雷达与球形摄像机分体式标定的示意图三；

图6是根据本发明实施例的雷达与球形摄像机分体式标定的示意图四；

图7是根据本发明实施例的雷达与球形摄像机分体式标定的示意图五；

图8是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图一六；

图9是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图二；

图10是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图三；

图11是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图四；

图12是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图五；

图13是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图六；

图14是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图七；

图15是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图八；

图16是根据本发明实施例的球形摄像机的标定装置的框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1

本申请实施例一所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的一种球形摄像机的标定方法的移动终端的硬件结构框图，如图1所示，移动终端10可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的报文接收方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在大型的广场或园区，在智能抓拍技术及芯片还没成熟之前，已经安装了比较多的低端摄像机，如果想更换为带智能抓拍的摄像机，那么可以引入少量的高端摄像机，低端摄像机可以借助高端摄像机进行智能拍抓，减少了替换高端摄像机成本。

在计划某一个场景下布置智能抓拍摄像机，但因成本控制因素，无法全部安装高端摄像机，那么可以安装少量高端摄像机，安装多数低端摄像机，通过高端摄像机辅助低端摄像机完成智能抓拍功能。

在本实施例中提供了一种运行于上述移动终端或网络架构的球形摄像机的标定方法，图2是根据本发明实施例的一种球形摄像机的标定方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，在雷达的可探测区域内确定任意两个标定点在第一坐标系中的坐标，所述第一坐标系为以所述雷达为圆心的坐标系；

步骤S204，分别将所述两个标定点调整到球形摄像机监视的场景范围的正中央，通过所述雷达获取所述球形摄像机在水平方向的转动角度和垂直方向的转动角度；

即将两个标定点调整到球形摄像机监视的场景范围的中心位置。

步骤S206，分别根据所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度以及所述球形摄像机的安装高度确定所述球形摄像机到所述两个标定点的距离；

步骤S208，根据所述两个标定点对应的所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度确定所述球形摄像机的转动方向；

步骤S210，根据所述球形摄像机的转动方向、所述球形摄像机到所述两个标定点的距离确定所述球形摄像机在所述第一坐标系中的位置。

通过上述步骤S202至S210，可以解决相关技术中雷达和球形摄像机分体式安装方式的标定过程复杂，且需要采用的辅助设备较多导致成本高且标定的精度不高的问题，不需要额外增加辅助设备的情况下，只需要两个点便可实现快速精准的标定球机相对于雷达的坐标。

本发明实施例中，上述步骤S206具体可以包括：

根据所述球形摄像机的安装高度与所述距离L_a确定所述球形摄像机到所述第一标定点的距离L₁，以及根据所述球形摄像机的安装高度与所述距离L_b确定所述球形摄像机到所述第二标定点的距离L₂；

具体的，L_a＝H/tanT_a,L_b＝H/tanT_b，

其中，H为所述球形摄像机的安装高度；其中，所述球形摄像机垂直于所述水平面安装。

可选地，上述步骤S210具体可以包括：

S2101，确定所述第一标定点与所述第二标定点之间的距离L₁₂；

S2102，根据所述距离L₁、所述距离L₂以及所述距离L₁₂确定第一夹角，其中，所述第一夹角为所述球形摄像机、所述第一标定点所在直线与所述第一标定点、所述第二标定点所在直线的夹角；具体的，若球形摄像机所在位置为P，第一标定点为A，第二标定点为B，该第一夹角为∠PAB，∠PAB用θ₁表示，则

S2103，确定所述第二标定点在第二坐标系中的坐标，其中，所述第二坐标系为以所述第一标定点为圆心的坐标系；

S2104，根据所述球形摄像机的转动方向、所述第一夹角以及所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述球形摄像机在第二坐标系中的坐标；

进一步的，上述步骤S2104具体可以包括：

若所述第二标定点在所述第二坐标系的第一、三象限内且所述球形摄像机的转动方向为逆时针方向，或者所述第二标定点在所述第二坐标系的第二、四象限内且所述球形摄像机的转动方向为顺时针方向，根据所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定第二夹角，其中，所述第二夹角为所述第二标定点、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；根据所述第一夹角与所述第二夹角之和，确定第三夹角，其中，所述第三夹角为所述摄像机、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；根据所述第三夹角以及所述距离L₁确定所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标。具体的，若第二夹角为∠BAX，用θ₂表示，则为θ₂＝arctan(Y_b/X_b)，B点的坐标为(X_b,Y_b)；第三夹角为

若所述第二标定点在所述第二坐标系的第一、三象限内且所述球形摄像机的转动方向为顺时针方向，或者所述第二标定点在所述第二坐标系的第二、四象限内且所述球形摄像机的转动方向为逆时针方向，根据所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述第二夹角，其中，所述第二夹角为所述第二标定点、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；根据所述第一夹角与所述第二夹角的差值，确定第三夹角，其中，所述第三夹角为所述摄像机、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；根据所述第三夹角以及所述距离L₁确定所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标。具体的，若第二夹角为∠BAX，用θ₂表示，则为θ₂＝arctan(Y_b/X_b)，B点的坐标为(X_b,Y_b)；第三夹角为

x＝L₁·sinθ

y＝L₁·cosθ，

S2105，将所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标与所述第一标定点在所述第一坐标系中的坐标之和确定为所述球形摄像机在所述第一坐标系中的坐标。

本发明实施例中，上述步骤S208具体可以包括：

若所述第一标定点对应的所述球形摄像机的P值小于所述第二标定点对应的所述球形摄像机的P值，判断所述第一标定点对应的P值加上转动的差值ΔP是否等于所述第二标定点对应的P值，其中，球形摄像机的P值为所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度，所述转动的差值ΔP为从所述球形摄像机在水平面的投影点、所述第一标定点所在直线转动到所述球形摄像机在所述水平面的投影点、所述第二标定点所在直线经过的角度；在判断结果为是的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是逆时针方向；在判断结果为否的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是顺时针方向。

若所述第一标定点对应的所述球形摄像机的P值大于所述第二标定点对应的所述球形摄像机的P值，判断所述第一标定点对应的P值减去所述转动的差值ΔP是否等于所述第二标定点对应的P值，其中，所述球形摄像机的P值为所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度，所述转动的差值ΔP为从所述球形摄像机在水平面的投影点、所述第一标定点所在直线转动到所述球形摄像机在所述水平面的投影点、所述第二标定点所在直线经过的角度；在判断结果为是的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是顺时针方向；在判断结果为否的情况下，确定所述球形摄像机的转动方向是逆时针方向。

本发明实施例，对于球形摄像机与雷达分体式安装方式和一体式安装方式均可适用，分体式雷球安装的标定需要的设备有：雷达单板、球机、校准时所使用的标定软件。雷达在安装时可以安装在任意位置，雷达的朝向也可以朝向任意方向，在标定时，所用的软件需要显示：用户点击两个点在雷达坐标系的坐标，及两个点相应的球机PT值。

图3是根据本发明实施例的雷达与球形摄像机分体式标定的示意图一，如图3所示，包括：

在雷达安装界面中确定雷达的安装位置、雷达的朝向、雷达的安装高度。

在雷球标定页面中，确定球机的安装高度H，两个点的标定步骤如下：

在雷达的可探测扇形区域任意点击一点为A，雷达设备可计算出雷达扇形区域内A点的雷达坐标为(X_a,Y_a)。

把球机PTZ中的Z值调至最大，调整球机的PTZ位置，使A点处于球机画面的正中央，此时雷达读取球机的PT值为P_a，T_a，以及A点在雷达所在坐标系中的坐标(X_a,Y_a)。

第二个点B的操作，重复上述步骤，得到球机的PT值P_b，T_b，以及B点在雷达所在坐标系中的坐标(X_b,Y_b)。

图4是根据本发明实施例的雷达与球形摄像机分体式标定的示意图二，在扇形区域点击两个点得到的数据如图4所示。

图5是根据本发明实施例的雷达与球形摄像机分体式标定的示意图三，如图5所示，利用三个点形成一个平面的原理，定位出球机的坐标位置。把球机的安装位置和A点看作是一个二维平面，球机的安装高度是已知的，根据实际需求便可获知，根据球机的俯角Ta，可得出球机的安装点在水平面的投影离A点的距离La。

同理，把球机的安装位置和B点看作是一个二维平面，根据球机的俯角Tb，可以得出球机的安装点与B点的距离。

在水平面上，球机在水平面的点到A点和B点的距离已经确定，但是确定球机在A、B两点的具体方位却存在一定难度。

根据球机转动的特性：一是，球机的水平转动角度是0～360°之间；二是，球机在水平方向转动角度增大时是正方向，反之则是负方向。那么根据这两个性质，假设A点转动到B点转动了γ(0<γ<360)，A点的P值为α(0<α<360)，B点的P值为β(0<β<360)，球机转动到A、B两点的P可能是如下性质：

球机在A点的P值为α，球机在B的P值为β＝α+γ，且α<β，则球机的转动方向为正方向；

球机在A点的转动角度P值为α，球机在B的P值为β＝360-α，且α<β，球机的转动角度超过了360，则球机的转动方向为负方向；

球机在A点的P值为α＝360-β，球机在B点的P值为β，且α>β，球机的转动角度超过了360，则球机的转动方向为正方向；

球机在A点的P值为α＝β+γ，球机在B点的P值为β，且α>β，则球机的转动方向为负方向。

图6是根据本发明实施例的雷达与球形摄像机分体式标定的示意图四，如图6所示，根据以上假设，很难确定出球机的转动是正方向还是负方向。由于球机在三维立体中从A点转动到B点时，投影到水平面的夹角是相等的，因此可以得到转动的角度ΔP。

ΔP是A点的P值减去B点的P值所得，但是要注意的是：A点、B点、球机在水平面上的点要形成一个三角形，ΔP应该是小于180°，因此ΔP取360-(P_a-P_b)和P_a-P_b两者中的最小值。

根据上述内容，可以得出判断球机转动方向的方式如下：如果A点的P值小于B点的P值，则判断A点的P值加上转动的差值ΔP是否等于B点的P值，如果等于可以判定球机的转动方向是正方向(对应上述的逆时针)，否则球机的转动方向是负方向(对应上述的顺时针)；如果A点的P值大于B点的P值，则判断A点的P值减去转动的差值ΔP是否等于B点的P值，如果等于，确定球机的转动方向是负方向，否则球机的转动方向是正方向。

图7是根据本发明实施例的雷达与球形摄像机分体式标定的示意图五，如图7所示，假定球机在水平面的坐标是(Px,Py)，那么A点到P点的距离是Lap(对应上述L₁)，B点到P点的距离是Lbp(对应上述L₂)，A点到B点的距离可以根据直角定理计算出为Lab(对应上述的L₁₂)，那么根据余弦定理可以得到∠PAB的角度。

要计算出(Px,Py)的坐标，以第一个点A为原点，建立一个新的直角坐标系(对应上述的第二坐标系)，B点在新坐标系中的象限可以计算得出，加上上述确定的球机的转动方向，即可计算出球机P点在新坐标系中的坐标位置。

图8是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图一，如图8所示，假设球机从A点转动到B点是正方向转动，且假定B点坐标在第一象限中，根据B的坐标(X_b,Y_b)，可以得出∠BAX的角度，因P点在AB的线的左上方，根据之前确定的∠PAB的角度，点A和点P的距离，可以算出P点在新的坐标系中的坐标。

推出，

如果∠BAX₊大于∠BAP，如图8中(1)(2)所示，∠X₊AP＝∠BAX₊+∠BAP)；

依次类推，当B点在第二、三、四象限时，可计算出P点在新坐标系中的坐标。

图9是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图二，如图9所示，同理，假设球机从A点转动到B点是负方向转动，B点坐标在第一象限中，根据B的坐标(X_b,Y_b)，可以得出∠BAX₊的角度，因P点在AB的线的右下方，根据之前确定的∠PAB的角度，确定∠XAP的角度，根据点A和点P的距离，那么可以算出P点在新的坐标系中的坐标。

其中，

推出，

如果∠BAX₊大于∠BAP，如图9中(1)所示，∠X₊AP＝∠BAX₊-∠BAP；

否则，如图9中(2)所示，∠X₊AP＝360-(∠BAP-∠BAX₊)。

当B点处于第二象限球机正方向转动时，图10是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图三，如图10所示。

推出，

如果∠BAX_-大于∠BAP，如图10中(1)所示，∠X₊AP＝180-(∠BAX_--∠BAP)；

否则，如图10中(2)所示，∠X₊AP＝180+(∠BAP-∠BAX_-)。

当B点处于第二象限球机负方向转动时，图11是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图四，如图11所示。

推出，

如图11中(1)所示，∠X_-AP＝∠BAX_-+∠BAP；

否则，如图11中(2)所示，∠X₊AP＝180-(∠BAX_-+∠BAP)。

当B点处于第三象限球机正方向转动时，图12是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图五，如图12所示

推出，

如图12中(1)所示，∠X_-AP＝∠BAX_-+∠BAP；

如图12中(2)所示，∠X₊AP＝180-(∠BAX_-+∠BAP)。

当B点处于第三象限球机负方向转动时，图13是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图六，如图13所示。

推出，

如果∠BAX_-大于∠BAP，如图13中(1)所示，∠X_-AP＝∠BAX_--∠BAP；

否则，如图13中(2)所示，∠X_-AP＝∠BAP-∠BAX_-。

当B点处于第四象限球机正方向转动时，图14是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图七，如图14所示

推出，

如果∠BAX₊大于∠BAP，如图14中(1)所示，∠X₊AP＝∠BAX₊-∠BAP；

否则，如图14中(2)所示，∠X₊AP＝∠BAP-∠BAX₊。

当B点处于第四象限球机负方向转动时，图15是根据本发明实施例的确定球形摄像机在新坐标系中的坐标的示意图八，如图15所示。

推出，

如图15中(1)所示，∠X₊AP＝∠BAX₊+∠BAP；

如图15中(2)所示，∠X-AP＝180-(∠BAP+∠BAX₊)。

因为新的坐标系(即上述的第二坐标系)是以A点为坐标原点，将之前计算出的P点的坐标加上A点的坐标(X_a,Y_a)就是P点在雷达所在坐标系中的坐标。如果P点的坐标为(0,0)，说明雷达和球机是一体式安装，如果P点的坐标不是(0,0)，说明雷达和球机是分体式安装方式。

本发明实施例，在雷达可探测区域，根据两个点可以确定球机的坐标；依据球机的固有特性及球机的安装高度，实现球机到标定点的距离；实现了根据球机在两个点时的P值，确定球机的转动方向。

实施例2

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种球形摄像机的标定装置，图16是根据本发明实施例的球形摄像机的标定装置的框图，如图16所示，包括：

第一确定模块162，用于在雷达的可探测区域内确定任意两个标定点在第一坐标系中的坐标，所述第一坐标系为以所述雷达为圆心的坐标系；

获取模块164，用于分别将所述两个标定点调整到球形摄像机监视的场景范围的正中央，通过所述雷达获取所述球形摄像机在水平方向的转动角度和垂直方向的转动角度；

第二确定模块166，用于分别根据所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度以及所述球形摄像机的安装高度确定所述球形摄像机到所述两个标定点的距离；

第三确定模块168，用于根据所述两个标定点对应的所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度确定所述球形摄像机的转动方向；

第四确定模块1610，用于根据所述球形摄像机的转动方向、所述球形摄像机到所述两个标定点的距离确定所述球形摄像机在所述第一坐标系中的位置。

可选地，所述第二确定模块166包括：

可选地，所述第四确定模块1610包括：

可选地，所述第六确定子模块包括：

第三确定单元，用于若所述第二标定点在所述第二坐标系的第一、三象限内且所述球形摄像机的转动方向为顺时针方向，或者所述第二标定点在所述第二坐标系的第二、四象限内且所述球形摄像机的转动方向为逆时针方向，根据所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述第二夹角，其中，所述第二夹角为所述第二标定点、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；

x＝L₁·sinθ

y＝L₁·cosθ，

可选地，所述第三确定模块168包括：

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

实施例3

本发明的实施例还提供了一种计算机可读的存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

S1，在雷达的可探测区域内确定任意两个标定点在第一坐标系中的坐标，所述第一坐标系为以所述雷达为圆心的坐标系；

S2，分别将所述两个标定点调整到球形摄像机监视的场景范围的正中央，通过所述雷达获取所述球形摄像机在水平方向的转动角度和垂直方向的转动角度；

S3，分别根据所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度以及所述球形摄像机的安装高度确定所述球形摄像机到所述两个标定点的距离；

S4，根据所述两个标定点对应的所述球形摄像机在所述水平方向的转动角度确定所述球形摄像机的转动方向；

S5，根据所述球形摄像机的转动方向、所述球形摄像机到所述两个标定点的距离确定所述球形摄像机在所述第一坐标系中的位置。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

实施例4

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，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

1.一种球形摄像机的标定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别根据所述球形摄像机在所述垂直方向的转动角度以及所述球形摄像机的安装高度确定所述球形摄像机到所述两个标定点的距离包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述球形摄像机的转动方向、所述球形摄像机到所述两个标定点的距离确定所述球形摄像机在所述第一坐标系中的位置包括：

确定所述第一标定点与所述第二标定点之间的距离L₁₂；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述球形摄像机的转动方向、所述第一夹角以及所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述球形摄像机在第二坐标系中的坐标包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述球形摄像机的转动方向、所述第一夹角以及所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述球形摄像机在第二坐标系中的坐标包括：

若所述第二标定点在所述第二坐标系的第一、三象限内且所述球形摄像机的转动方向为顺时针方向，或者所述第二标定点在所述第二坐标系的第二、四象限内且所述球形摄像机的转动方向为逆时针方向，根据所述第二标定点在所述第二坐标系中的坐标确定所述第二夹角，其中，所述第二夹角为所述第二标定点、所述第二坐标系的圆心所在直线与所述第二坐标系的X轴的夹角；

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，通过以下方式根据所述第三夹角以及所述距离L₁确定所述球形摄像机在所述第二坐标系中的坐标：

x＝L₁·sinθ

y＝L₁·cosθ，

7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，根据所述两个标定点对应的所述球形摄像机在水平方向的转动角度确定所述球形摄像机的转动方向包括：

8.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，根据所述两个标定点对应的所述球形摄像机在水平方向的转动角度确定所述球形摄像机的转动方向包括：

9.一种球形摄像机的标定装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至8任一项中所述的方法。

11.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至8任一项中所述的方法。