CN112033284B

CN112033284B - 存储器、基于监控视频的交互测量方法、系统和设备

Info

Publication number: CN112033284B
Application number: CN202010886891.0A
Authority: CN
Inventors: 余海强
Original assignee: Beijing Ruicheng Times Information Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Ruicheng Times Information Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2040-08-28
Also published as: CN112033284A

Abstract

本发明公开了存储器、基于监控视频的交互测量方法、系统和装置，其中所述方法包括：生成监测对象的三维空间模型；获取各视频采集单元的云台参数；对视频画面数据进行空间矢量化生成视频画面的二维坐标数据；根据视频采集单元的云台参数，将视频采集单元的视频画面中的二维坐标数据转换至三维空间模型统一的坐标系，并生述视频画面中各点位对应的深度数据；根据目标点位的二维坐标数据和对应深度数据，生成目标点位的三维坐标数据；以目标点位的三维坐标数据为参数进行监测对象内空间距离、空间面积或空间体积的计算。本发明通过为紧急事件的应对和处理提供更加全面的数据信息提高了事件处理的便捷性和高效性。

Description

存储器、基于监控视频的交互测量方法、系统和设备

技术领域

本发明涉及视频处理领域，特别涉及存储器、基于监控视频的交互测量方法、系统和装置。

背景技术

楼宇监控中，一般会以建筑物以及建筑物的周边为监控对象，通过摄像头等视频采集单元来对监控对象进行实时监测。

通过在监控室对视频采集单元获得实时视频画面进行监测，可以及时的发现各种突发危险。

发明人经过研究发现，现有技术中至少存在以下缺陷：

现有技术对于实时视频画面的利用仅仅还停留在用于对监测区域场景的主观观测，即使利用视频识别算法也只能获得对于视频画面中物体识别的结果信息；因此，现有技术中对于实时视频画面的应用方式不能在诸如发生火灾等紧急场景时提供现场中物体或特定对象的准确的尺寸和位置数据。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是通过实时视频画面获取检测对象的现场中物体准确的尺寸和位置数据。

本发明提供了一种基于监控视频的交互测量方法，包括步骤：

生成监测对象的三维空间模型；

获取各视频采集单元的云台参数；所述云台参数中的位置坐标参数与所述三维空间模型的坐标系适配；

通过视频采集单元获取所述监测对象的视频画面数据；对所述视频画面数据进行空间矢量化，生成视频画面的二维坐标数据；

根据所述视频采集单元的云台参数，将所述视频采集单元的视频画面中的二维坐标数据转换至所述三维空间模型统一的坐标系，并生成所述视频画面中各点位对应的深度数据；

根据对于所述视频画面的触发事件获取所述视频画面中目标点位的二维坐标数据和对应深度数据，生成所述目标点位的三维坐标数据；

以所述目标点位的三维坐标数据为参数进行监测对象内空间距离、空间面积或空间体积的计算。

在本发明中，所述生成监测对象的三维空间模型，包括：

通过点云、倾斜摄影或人工建模构建所述监测对象的三维空间模型。

在本发明中，所述云台参数包括：

所述视频采集单元在所述三维空间模型的坐标系中的三维坐标数据，以及，所述视频采集单元的镜头参数。

在本发明中，所述生成与所述视频画面中的各点位对应的深度数据，包括：

以所述三维空间模型为参照，根据所述当前视频采集单元的云台参数，计算所述视频画面中点位对应的深度数据。

在本发明中，所述以所述目标点位的三维坐标数据为参数进行监测对象内空间距离、空间面积或空间体积的计算，包括：

通过第一目标点位的三维坐标数据与第二目标点位的三维坐标数据之间的空间距离计算，确定视频画面中两个点位之间的空间距离。

在本发明的另一面，还提供了一种基于监控视频的交互测量装置，包括：

空间模型生成单元，用于生成监测对象的三维空间模型；

云台参数获取单元，用于获取各视频采集单元的云台参数；所述云台参数中的位置坐标参数与所述三维空间模型的坐标系适配；

画面数据获取单元，用于通过视频采集单元获取所述监测对象的视频画面数据；对所述视频画面数据进行空间矢量化，生成视频画面的二维坐标数据；

深度数据生成单元，用于根据所述视频采集单元的云台参数，将所述视频采集单元的视频画面中的二维坐标数据转换至所述三维空间模型统一的坐标系，并生成所述视频画面中各点位对应的深度数据；

三维坐标生成单元，用于根据对于所述视频画面的触发事件获取所述视频画面中目标点位的二维坐标数据和对应深度数据，生成所述目标点位的三维坐标数据；

空间几何计算单元，用于以所述目标点位的三维坐标数据为参数进行监测对象内空间距离、空间面积或空间体积的计算。

在本发明中，所述生成监测对象的三维空间模型，包括：

在本发明中，所述云台参数包括：

所述当前视频采集单元在所述三维空间模型的坐标系中的三维坐标数据，以及，所述当前视频采集单元的镜头参数。

在本发明的另一面，还提供了一种存储器，包括软件程序，所述软件程序适于由处理器执行上述基于监控视频的交互测量方法的步骤。

本发明实施例的另一面，还提供了一种基于监控视频的交互测量设备，所述基于监控视频的交互测量设备包括存储在存储器上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行以上各个方面所述的方法，并实现相同的技术效果。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明实施例在生成了监测对象的三维空间模型后，构建了对应的三维空间模型的坐标系；然后根据各个视频采集单元的云台参数，来对视频画面中二维坐标数据的点位进行坐标系的转换，将视频画面的二维坐标数据转换至上述三维空间模型的坐标系中；接着，根据三维空间模型和视频采集单元的云台参数，来计算出视频采集单元的视频画面的各点位对应的深度数据。

这样，当需要通过视频画面进行两个位置间的空间距离的计算时，可以首先通过点击等触发事件在视频画面中分别确定出两个位置的二维坐标数据，然后根据这两个位置的二维坐标数据对应的深度数据，可以生成这两个位置(点位)的三维坐标数据；然后根据这两个位置(点位)的三维坐标数据，就可以计算出这两个位置的空间距离；以此类推，本发明实施例还可以计算出多个位置(点位)围合而成的面积数据或是体积数据等。

通过本发明实施例，可以在发生火灾等紧急事件时，可以远程的根据近场的视频画面来准确的获得灾难现场内如楼梯宽度、过火面积等空间数据，进而可以为紧急事件的应对和处理提供更加全面的数据信息，从而可以进一步的提高事件处理的便捷性和高效性。

上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

图1是本发明中所述基于监控视频的交互测量方法的步骤图；

图2是本发明中所述基于监控视频的交互测量装置的结构示意图；

图3是本发明中所述基于监控视频的交互测量设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。

在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。

实施例一

为了能够通过实时视频画面获取检测对象的现场中物体准确的尺寸和位置数据，如图1所示，在本发明实施例中提供了基于监控视频的交互测量方法，包括步骤：

S11、生成监测对象的三维空间模型；

在本发明实施例中，监测对象可以是楼宇监控系统所监控的楼宇及其周边区域；在实际应用中，可以通过点云、倾斜摄影或人工建模等方式来构建监测对象的三维空间模型。

S12、获取各视频采集单元的云台参数；所述云台参数中的位置坐标参数与所述三维空间模型的坐标系适配；

楼宇监控系统一般都会设有多个视频采集单元，常用的视频采集单元可以是摄像头；各个视频采集单元能够分别获取监测对象中部分监测区域的视频数据；在发明实施例中，需要确定每个视频采集单元的云台参数，云台参数包括视频采集单元在三维空间模型内的坐标位置(即位置坐标参数)，此外，云台参数还可以包括有该视频采集单元的镜头参数等相关数据。

S13、通过视频采集单元获取所述监测对象的视频画面数据；对所述视频画面数据进行空间矢量化，生成视频画面的二维坐标数据；

S14、根据所述视频采集单元的云台参数，将所述视频采集单元的视频画面中的二维坐标数据转换至所述三维空间模型统一的坐标系，并生成所述视频画面中各点位对应的深度数据；

在获得了视频采集单元的云台参数后，可以获取视频采集单元所采集的视频数据中的画面中各个点位，与监测对象的三维空间模型中的坐标数据具有对应关系；将所述视频采集单元的视频画面中的二维坐标数据转换至三维空间模型统一的坐标系中，从而生成三维空间模型的坐标系统一的视频画面的二维坐标数据。进一步的，参照三维空间模型的坐标系统，还可以获得视频画面中各点位对应的深度数据；

在实际应用中，各点位对应的深度数据具体方式可以是根据云台参数计算镜头位置到视频画面每点射线与三维空间模型的交点来获取；在三维空间模型表面起伏较小的情况，也可以把三维空间模型表面简化为一个空间平面进行计算。

S15、根据对于所述视频画面的触发事件获取所述视频画面中目标点位的二维坐标数据和对应深度数据，生成所述目标点位的三维坐标数据；

由于通过本发明实施例，视频画面中每个包括有二维坐标数据的点位还对应有深度数据；这样，实际上也就构成了视频画面中各点位的三维坐标数据。

本发明实施例的典型应用场景可以包括，根据视频画面来确定两个点位(比如可以将楼道口的两个边沿位置作为两个目标点位)之间的实际距离，也可以是根据视频画面中的多个点位来计算由多个点位围合而成的区域或空间的面积或体积等。因此，本发明实施例中的触发事件一般是指从视频画面中进行目标点位的选取的动作；在实际应用中可以是通过鼠标点击的方式来在视频画面中确定各个目标点位的具体位置。

在本发明实施例中，视频采集单元所采集的视频画面中对应的各点位具有了对应的深度数据，这样，就可以根据从视频画面中的选取出来的点位(即目标点位)，来确定该点位相应的三维坐标数据了。

S16、以所述目标点位的三维坐标数据为参数进行监测对象内空间距离、空间面积或空间体积的计算。

举例来说，本发明实施例可以将楼道口的两个边沿位置作为两个目标点位(包括第一目标点位和第二目标点位)，来通过视频采集单元所采集的视频画面计算出楼道的实际宽度；为了实现楼道实际宽度的测量，可以通过鼠标的点击楼道口的两个边沿位置来从视频画面中分别确定出第一目标点位和第二目标点位；然后，再根据第一目标点位的三维坐标数据与第二目标点位的三维坐标数据之间的空间距离计算，确定视频画面中两个点位之间的空间距离，进而获得楼道实际宽度数据。

在实际应用中，通过本发明实施例中，还可以通过选定多个目标点位来围合成一个区域来通视频画面中测定围合区域的实际面积；进一步的，通过本发明实施例还能计算出由多个目标点位围合成的空间的体积等几何数据。

综上所述，本发明实施例在生成了监测对象的三维空间模型后，构建了对应的统一坐标系三维空间模型的坐标系；然后根据各个视频采集单元的云台参数，来对视频画面中二维坐标数据的点位进行坐标系的转换，将视频画面的二维坐标数据转换至上述统一坐标系三维空间模型的坐标系中；接着，根据三维空间模型和视频采集单元的云台参数，来计算出视频采集单元的视频画面的各点位对应的深度数据。

在本发明实施例的另一面，还提供了一种基于监控视频的交互测量装置，图2示出本发明实施例提供的基于监控视频的交互测量装置的结构示意图，所述基于监控视频的交互测量装置为与图1所对应实施例中所述基于监控视频的交互测量方法对应的装置，即，通过虚拟装置的方式实现图1所对应实施例中基于监控视频的交互测量方法，构成所述基于监控视频的交互测量装置的各个虚拟模块可以由电子设备执行，例如网络设备、终端设备、或服务器。具体来说，本发明实施例中的基于监控视频的交互测量装置包括：

空间模型生成单元01，用于生成监测对象的三维空间模型；

云台参数获取单元02，用于获取各视频采集单元的云台参数；所述云台参数中的位置坐标参数与所述三维空间模型的坐标系适配；

画面数据获取单元03，用于通过视频采集单元获取所述监测对象的视频画面数据；对所述视频画面数据进行空间矢量化，生成视频画面的二维坐标数据；

深度数据生成单元04，用于根据所述视频采集单元的云台参数，将所述视频采集单元的视频画面中的二维坐标数据转换至所述三维空间模型统一的坐标系，并生成所述视频画面中各点位对应的深度数据；

三维坐标生成单元05，用于根据对于所述视频画面的触发事件获取所述视频画面中目标点位的二维坐标数据和对应深度数据，生成所述目标点位的三维坐标数据；

空间几何计算单元06，用于以所述目标点位的三维坐标数据为参数进行监测对象内空间距离、空间面积或空间体积的计算。

由于本发明实施例中基于监控视频的交互测量装置的工作原理和有益效果已经在图1所对应的基于监控视频的交互测量方法中也进行了记载和说明，因此可以相互参照，在此就不再赘述。

实施例三

在本发明实施例中，还提供了一种存储器，其中，存储器包括软件程序，软件程序适于处理器执行图1所对应的基于监控视频的交互测量方法中的各个步骤。

本发明实施例可以通过软件程序的方式来实现，即，通过编写用于实现图1所对应的基于监控视频的交互测量方法中的各个步骤的软件程序(及指令集)，所述软件程序存储于存储设备中，存储设备设于计算机设备中，从而可以由计算机设备的处理器调用该软件程序以实现本发明实施例的目的。

实施例四

本发明实施例中，还提供了一种基于监控视频的交互测量设备，该基于监控视频的交互测量设备所包括的存储器中，包括有相应的计算机程序产品，所述计算机程序产品所包括程序指令被计算机执行时，可使所述计算机执行以上各个方面所述的基于监控视频的交互测量方法，并实现相同的技术效果。

图3是本发明实施例作为电子设备的基于监控视频的交互测量设备的硬件结构示意图，如图3所示，该设备包括一个或多个处理器610、总线630以及存储器620。以一个处理器610为例，该设备还可以包括：输入装置640、输出装置650。

处理器610、存储器620、输入装置640和输出装置650可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器620作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器610通过运行存储在存储器620中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的处理方法。

存储器620可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储数据等。此外，存储器620可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器620可选包括相对于处理器610远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理装置。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。

输入装置640可接收输入的数字或字符信息，以及产生信号输入。输出装置650可包括显示屏等显示设备。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器620中，当被所述一个或者多个处理器610执行时，执行：

生成监测对象的三维空间模型；

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储设备中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储设备包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、ReRAM、MRAM、PCM、NAND Flash，NOR Flash，Memristor、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种基于监控视频的交互测量方法，其特征在于，包括步骤：

生成监测对象的三维空间模型；

根据所述视频采集单元的云台参数，将所述视频采集单元的视频画面中的二维坐标数据转换至所述三维空间模型统一的坐标系，并生成所述视频画面中各点位对应的深度数据；包括：获取视频采集单元所采集的视频数据中的画面中各个点位与监测对象的三维空间模型中的坐标数据具有对应关系；将所述视频采集单元的视频画面中的二维坐标数据转换至三维空间模型统一的坐标系中，从而生成与所述三维空间模型的坐标系统一的视频画面的二维坐标数据；参照所述三维空间模型的坐标系统，获得视频画面中各点位对应的深度数据；

2.根据权利要求1所述的基于监控视频的交互测量方法，其特征在于，所述生成监测对象的三维空间模型，包括：

3.根据权利要求2所述的基于监控视频的交互测量方法，其特征在于，所述云台参数包括：

4.根据权利要求3所述的基于监控视频的交互测量方法，其特征在于，所述生成与所述视频画面中的各点位对应的深度数据，包括：

以所述三维空间模型为参照，根据所述视频采集单元的云台参数，计算所述视频画面中点位对应的深度数据。

5.根据权利要求4所述的基于监控视频的交互测量方法，其特征在于，所述以所述目标点位的三维坐标数据为参数进行监测对象内空间距离、空间面积或空间体积的计算，包括：

6.一种基于监控视频的交互测量装置，其特征在于，包括：

空间模型生成单元，用于生成监测对象的三维空间模型；

7.根据权利要求6所述的基于监控视频的交互测量装置，其特征在于，所述生成监测对象的三维空间模型，包括：

8.根据权利要求7所述的基于监控视频的交互测量装置，其特征在于，所述云台参数包括：

9.一种存储器，其特征在于，包括软件程序，所述软件程序适于由处理器执行如权利要求1至7中任一所述基于监控视频的交互测量方法的步骤。

10.一种基于监控视频的交互测量设备，其特征在于，包括总线、处理器和如权利要求9中所述存储器；

所述总线用于连接所述存储器和所述处理器；

所述处理器用于执行所述存储器中的指令集。