CN112308924B - 增强现实中摄像机的标定方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强现实中摄像机的标定方法、装置、设备及存储介质。其中方法包括：根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，其中数据库中至少还记载有各从摄像机的特征信息；对至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征；将各候选从摄像机的识别特征，分别与数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机；获取待标定从摄像机在主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。本发明实施例实现了对从摄像机的自动化标定，提高了对从摄像机的标定效率节省人力物力，提升了用户体验。

Description

增强现实中摄像机的标定方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及增强现实技术领域，尤其涉及一种增强现实中摄像机的标定方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，简称AR)，也被称之为混合现实。它通过电子技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机设备生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。AR提供了不同于人类可以感知的一种信息。它不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。

AR实景指挥系统，是将AR技术与地图信息相结合的一种指挥方式，可实现在统一门户下完成城市多个网格、重点区域的防控指挥作战业务。它不仅在视频信息上实现高点掌握整体、低点查看细节，还能在数据信息上实现多源数据的呈现、业务系统的集成调用，以直观、便捷的体验解决城市/区域的治安防控、反恐防恐、应急指挥、网格治理等多种应用场景下信息融合与协同问题。实际使用中，在低点查看细节时，需要预先在主摄像机中标定从摄像机，以通过增强现实画面中标定的从摄像机进行详细的细节观看。

然而，目前通过人工拖动从摄像机移动至主摄像机的增强现实画面中，以实现从摄像机的标定，这就存在标定操作复杂，耗费人力物力，且效率低的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种增强现实中摄像机的标定方法、装置、设备及存储介质，实现了对从摄像机的自动化标定，提高了对从摄像机的标定效率，节省人力物力，提升了用户体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种增强现实中摄像机的标定方法，该方法包括：根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，其中，所述数据库中至少还记载有各从摄像机的特征信息；对所述至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征；将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机；获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。

第二方面，本发明实施例还提供了一种增强现实中摄像机的标定装置，该装置包括：第一确定模块，用于根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，其中，所述数据库中至少还记载有各从摄像机的特征信息；特征确定模块，用于对所述至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征；特征匹配模块，用于将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机；位置获取模块，用于获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在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任一实施例所述的增强现实中摄像机的标定方法。

第四方面，本发明实施例还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以实现本发明任一实施例所述的增强现实中摄像机的标定方法。

本发明实施例公开的技术方案，具有如下有益效果：

通过根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，对至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征，以将各候选从摄像机的识别特征，分别与数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，并将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机，然后获取待标定从摄像机在主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。由此，通过对主摄像机可视范围内的从摄像机进行图像识别，确定要标定的目标及其在增强现实画面中的相对位置，从而实现了对从摄像机的自动化标定，提高了对从摄像机的标定效率，节省人力物力，提升了用户体验。

附图说明

图1是本发明提供的一种增强现实中摄像机的标定方法的流程示意图；

图2是本发明提供的一种在主摄像机可视范围的成像画面上建立的图像坐标系；

图3是本发明提供的另一种增强现实中摄像机的标定方法的流程示意图；

图4是本发明提供的一种当主摄像机为球型摄像机时，对可视范围进行扫描的流程示意图；

图5是本发明提供的在地图上以主摄像机为原点建立平面直角坐标系，计算图像中各候选从摄像机在地图上的位置示意图；

图6(a)和图6(b)是本发明提供的一个主摄像机水平角度和俯仰角度的示意图；

图7是本发明提供的一种增强现实中摄像机的标定装置的结构示意图；

图8是本发明提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。

本发明实施例针对相关技术中，通过人工拖动从摄像机移动至主摄像机的增强现实画面，以实现从摄像机的标定，存在的标定操作复杂，耗费人力物力，且效率低下的问题，提出一种增强现实中摄像机的标定方法。

本发明实施例，通过对位于至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征，以将各候选从摄像机的识别特征，分别与数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，确定待标定从摄像机，然后获取待标定从摄像机在主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。由此，通过对主摄像机可视范围内的从摄像机进行图像识别，确定要标定的目标及其在增强现实画面中的相对位置，从而实现了对从摄像机的自动化标定，提高了对从摄像机的标定效率，节省人力物力，提升了用户体验。

下面参考附图描述本发明实施例的增强现实中摄像机的标定方法、装置、设备及存储介质进行详细说明。

首先结合附图1，对本发明实施例提供的增强现实中摄像机的标定方法进行具体说明。

图1是本发明提供的一种增强现实中摄像机的标定方法的流程示意图，本实施例可适用于对增强现实中摄像机标定的情况，该方法可以由增强现实中摄像机的标定装置来执行，以实现对增强现实中摄像机标定过程进行控制，该增强现实中摄像机的标定可由硬件和/或软件组成，并一般可集成于计算机设备中，该计算机设备可以是任意具有数据处理功能的设备。该增强现实中摄像机的标定方法具体包括如下：

S101，根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，其中，所述数据库中至少还记载有各从摄像机的特征信息。

本发明实施例中，特征信息至少包括从摄像机的外观特征信息。其中外观特征信息可以是指外观类型，例如：球型、筒型、枪型及半球型等。

其中，位置参数是指各从摄像机在地图上的经度和纬度。

主摄像机可视范围可以根据主摄像机的摄像机镜头或者电荷耦合器(ChargeCoupled Device，简称CCD)确定。

本实施例中，数据库可以是技术人员根据地图中设置的摄像机相关参数预先建立的，此处对其不做具体限定。例如，数据库中可包括：主摄像机和从摄像机的标识信息、外观类型、经度及维度等信息。其中，标识信息具体是指唯一表示摄像机身份的信息，例如，编号、序列号等，此处不做具体限定。

由于摄像机在地图上会标记自身的可视范围，并且地图上摄像机的位置参数存储于数据库中。因此，本实施例可基于主摄像机的可视范围，在数据库中查找位置参数处于主摄像机可视范围内的至少一个从摄像机，并将上述查找到的至少一个从摄像机确定为候选从摄像机。

S102，对所述至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征。

其中，识别特征与S101中特征信息相对应，可以是指候选从摄像机的外观特征信息。

可选的，本实施例可通过主摄像机对自身可视范围内的至少一个候选从摄像机进行图像拍摄，获取到各候选从摄像机的图像。然后，根据主摄像机获取到的各候选从摄像机的图像，对各候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征。

一种可选的实现方式，可通过主摄像机对自身可视范围进行扫描，获取各候选从摄像机的图像。

其中，主摄像机对自身可视范围进行扫描时，可通过逐行扫描，以提高获取各候选从摄像机的图像质量；或者，通过异步驱动部分扫描的方式，以提高获取各候选从摄像的图像速度。

在本发明实施例中，对图像进行识别可参见相关技术中的方式，此处对其不做过多赘述。

S103，将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机。

例如，若主摄像机可视范围中存在2个候选从摄像机，分别为a1和a2，且a1的位置参数为(x1,y1)、识别特征为b1，及a2的位置参数为(x2,y2)、识别特征为b2，则增强现实中摄像机的标定装置可根据a1的(x1,y1)在数据库中查找(x1,y1)的特征信息A1，并匹配A1与b1；根据a2的(x2,y2)在数据库中查找(x2,y2)的特征信息A2，并匹配A2与b2。若A1与b1匹配，A2和b2匹配，则将a1和a2作为待标定从摄像机。

S104，获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。

本发明实施例中，可以所述主摄像机的透镜光轴与成像画面的交点为坐标原点，以所述主摄像机可视范围的水平方向为横轴，以所述主摄像机可视范围的垂直方向为纵轴，建立图像坐标系；基于所述图像坐标系，获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置。

例如，如图2所示，在主摄像机可视范围的成像画面上建立图像坐标系，其中坐标原点为O点，则基于该图像坐标系，即可确定待标定从摄像机在主摄像机可视范围内的相对位置V(Xn,Ym)。

S105，若匹配不成功，则将当前匹配不成功的从摄像机的识别特征添加至所述数据库中。

可选的，当至少一个候选从摄像机的识别特征中任意候选从摄像机，与数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息不匹配时，则说明该候选从摄像机可能是新增的。此时，为了便于后续查看该候选从摄像机的拍摄画面，本实施例可将该候选从摄像的识别特征添加至数据库中。

其中，添加方式可通过为该候选从摄像机设置标识，并将经度、维度及标识特征添加至数据库中。

例如，若主摄像机可视范围中存在2个候选从摄像机，分别为a1和a2，且a1的位置参数为(x1,y1)、识别特征为b1，及a2的位置参数为(x2,y2)、识别特征为b2，则增强现实中摄像机的标定装置可根据a1的(x1,y1)在数据库中查找(x1,y1)的特征信息A1，并匹配A1与b1；根据a2的(x2,y2)在数据库中查找(x2,y2)的特征信息A2，并匹配A2与b2。若A1与b1不匹配，A2和b2匹配，则将a2作为待标定从摄像机，将a1的识别特征及经度、维度添加至数据库中。

本发明实施例提供的增强现实中摄像机的标定方法，通过根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，对至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征，以将各候选从摄像机的识别特征，分别与数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，并将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机，然后获取待标定从摄像机在主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。由此，通过对主摄像机可视范围内的从摄像机进行图像识别，确定要标定的目标及其在增强现实画面中的相对位置，从而实现了对从摄像机的自动化标定，提高了对从摄像机的标定效率，节省人力物力，提升了用户体验。

通过上述分析可知，本发明实施例通过对位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征，以根据识别特征确定待标定从摄像机，并获取待标定从摄像的相对位置实现标定。

具体实现过程中，由于摄像机的外观种类可为多种。例如，球型摄像机、枪型摄像机、筒型摄像机及半球型摄像机等，其中将除球型摄像机之外的其他摄像机统称为非球型摄像机，而不同外观种类的摄像机扫描方式可能存在区别，并且将获取的识别信息与相同位置参数的特征信息进行匹配时，需要确定各候选从摄像机在地图上的位置，以根据该位置从数据库中查找具有相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配操作。下面结合图3，对本发明增强现实中摄像机的标定方法的上述情况进行说明。

图3是本发明提供的另一种增强现实中摄像机的标定方法的流程示意图。本实施例为上述实施例提供了一种具体实现方式，如图3所示，该方法可以包括如下：

S301，根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，其中，所述数据库中至少还记载有各从摄像机的特征信息。

S302，在所述主摄像机可视范围内，按照预设扫描方式进行扫描，并在扫描过程中调整所述主摄像机的倍率，以获取各候选从摄像机的图像。

由于主摄像机根据实际应用需求，可设置为球型摄像机、枪型摄像机、筒型摄像机或半球型摄像机。然而，枪型摄像机、筒形摄像机及半球摄像机均属于固定摄像机，球型摄像机属于可旋转摄像机，从而这两类摄像机的可视范围是不一样的，对应的当主摄像机的外观种类不同时，预设扫描方式也不同。

下面针对不同种类的主摄像机，按照预设扫描方式进行扫描的实现过程进行具体说明。

首先结合图4，对本发明实施例中，若主摄像机为球型摄像机，则在主摄像机可视范围内，按照预设扫描方式进行扫描进行说明。

如图4所示，本发明实施例的增强现实中摄像机的标定方法具体包括如下：

S401，在预设的水平旋转区间和垂直旋转区间内，将所述主摄像机以预设水平步长依次在水平方向上旋转，并在旋转到的每个水平角度上以预设垂直步长依次在垂直方向上旋转。

S402，在水平旋转和垂直旋转的过程中对应的可视范围内进行扫描。

其中，预设的水平旋转区域和预设的垂直旋转区域可以是摄像机出厂时预先设置的，或者也可通过其他方式设置，此处对其不做具体限定。

例如，预设的水平旋转区域可以是[0°,360°]，可表示为：α∈(0°,360°)；预设的垂直旋转区域可以为[0°,90°]，可表示为：β∈(0°,90°)，此处对其不做具体限定。

本实施例中，预设水平步长和预设垂直步长，可以根据实际扫描需求进行适应性设置。例如，预设水平步长可设置为15°、30°等；预设垂直步长可以设置为：15°、30°等。

也就是说，当预设水平步长和预设垂直步长设置的越小，对主摄像机可视范围的扫描越细致全面，反之扫描不全面。

例如，若预设的水平旋转区域为[0°,360°]，预设的垂直旋转区域为[0°,90°]，将球型摄像机S初始水平拍摄角度和垂直拍摄角度确定为0°，预设水平步长为30°，预设垂直步长为15°，则球型摄像机S以初始水平拍摄角度0°为起点，沿水平方向旋转预设水平步长30°，此时球型摄像机S的水平拍摄角度为30°，垂直拍摄角度为0°。然后，球型摄像机S在水平拍摄角度为30°上，以初始垂直拍摄角度0°为起点，沿预设垂直步长15°依次从0°旋转至90°，并在旋转过程中对可视范围内进行扫描。然后，以球型摄像机S当前水平角度为起点，重复执行上述过程，直至球型摄像机S重新回到初始水平拍摄角度和垂直拍摄角度为止。

其中，当球型摄像机S以水平拍摄角度30°为起点，沿水平方向旋转预设步长30°之前，可先将球型摄像机S从垂直拍摄角度90°复位至初始垂直拍摄角度0°，然后在以水平拍摄角度30°为起点，沿水平方向旋转预设步长30°，此时球型摄像机S的水平拍摄角度为60°，垂直拍摄角度为0°。然后，球型摄像机S在水平拍摄角度为60°上，以初始垂直拍摄角度0°为起点，沿垂直方向旋转预设垂直步长15°依次从0°旋转至90°，并在旋转过程中对可视范围内进行扫描；

或者，当球型摄像机S以水平拍摄角度30°为起点，沿水平方向旋转预设步长30°之前，还可以球型摄像机S垂直拍摄角度90°为起点，沿水平方向旋转预设步长30°，此时球型摄像机S的水平拍摄角度为水平拍摄角度为60°，垂直拍摄角度为90°。然后，球型摄像机S在水平拍摄角度为60°上，以垂直拍摄角度为90°为起点，沿垂直方向的预设垂直步长15°依次从90°旋转至0°，并在旋转过程中对可视范围内进行扫描。

在本发明的另一种实现场景中，若所述主摄像机为非球型摄像机，例如枪型摄像机、筒型摄像机或半球型摄像机，则在所述主摄像机可视范围内，按照预设扫描方式进行扫描，包括：在所述主摄像机的任一当前拍摄角度的可视范围内进行扫描。

也就是说，当主摄像机为固定摄像机时，摄像机设置位置确定之后，对应可视范围是固定的，从而可按照主摄像机当前拍摄角度对可视范围内进行扫描。

进一步的，由于位于主摄像机可视范围内，存在任意各候选从摄像机的位置距离主摄像机位置较远，使得主摄像机获取到与自身相距较远的各候选从设备的图像时，存在图像不清晰的问题。对此，本实施例可在主摄像机可视范围内，按照预设扫描方式进行扫描时，还可调整主摄像机的倍率，以使获取的各候选从摄像机的图像具有较高的清晰度，从而为后续对获取到的各候选从摄像机的图像进行图像识别提供有利条件。

S303，对获取到的各候选从摄像机的图像进行图像识别，确定所述各候选从摄像机的识别特征。

S304，依据所述获取到的各候选从摄像机的图像，计算该图像中各候选从摄像机在地图上的位置，并根据该位置在所述数据库中确定与所述各候选从摄像机具有相同位置参数的从摄像机的特征信息。

可选的，可首先计算该图像中各候选从摄像机在地图上的位置，然后在根据确定的位置在数据库中确定与各候选从摄像机具有相同位置参数的从摄像机的特征信息。

在本实施例中，计算该图像中各候选从摄像机在地图上的位置，可包括：

以主摄像机为原点，以平行于地图正北方位为纵轴，以平行于地图正东方位为横轴，建立平面直角坐标系；

根据所述各候选从摄像机与所述主摄像机之间的像素点数量和地图比例尺，确定所述各候选从摄像机与所述主摄像机之间的实际距离；

以所述各候选从摄像机为起点，分别向所述平面直角坐标系中的横轴和纵轴引垂线，得到第一位置和第二位置；

在所述各候选从摄像机、主摄像机及第一位置构成的三角形中，计算所述各候选从摄像机和主摄像机所在直线，与所述主摄像机和第一位置所在直线之间的夹角；或者，

在所述各候选从摄像机、主摄像机及第二位置构成的三角形中，计算所述各候选从摄像机和主摄像机所在直线，与所述主摄像机和第二位置所在直线之间的夹角；

根据所述各候选从摄像机与所述主摄像机之间的实际距离和夹角，计算该图像中各候选从摄像机在地图上的位置。

需要说明的是，本实施例中地图比例尺可根据实际应用场景进行设置。例如，1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万等，此处对其不做具体限定。

下面通过一个具体示例进行说明，如图5所示，根据地图上主摄像机S为原点，建立平面直角坐标系可知，主摄像机可视范围内存在两个候选从摄像机，分别为C1和C2。由于C1和C2的位置确定方式原理是相同的，下面仅以C1为例进行说明。

若地图比例尺为1:1000000、且图像的分辨率为72像素每英寸(pixels per inch，简称PPI)，即该图像每2.54厘米(cm)距离的图像包含72个像素点，从而每一厘米的距离图像包括72ppi÷2.54cm≈28ppi/cm个像素点，那么当确定C1与S之间的像素点数量为294个，可根据确定C1与S之间的图上距离r为：10.5cm，从而根据图像距离乘以地图比例尺得到C1与S之间的实际距离为：10.5×1000000＝105千米(km)。

进一步的，以C1为起点，向平面直角坐标系中的横轴和纵轴引垂线，得到位移E1和位置E2。然后，若E1与S之间的像素点数量为262个，E2与S之间的像素点数量为150个，则在E1、S和C1构成的三角形中，利用正切函数计算出E1和S所在直线，与C1和S之间的正切值：其中C1与E1之间的像素点数量与E2与S之间的像素点数量相等，并利用反正切函数，根据正切值计算E1和S所在直线与C1和S之间的夹角θ。然后，根据C1与S之间的实际距离和夹角θ，计算出C1的坐标为(|105×sinθ|,|105×cosθ|)。

由于此时计算出来的C1坐标为平面坐标，那么当S的经度为105.13，纬度为120.12，则可将C1的平面坐标加上S的经纬度，得到C1在地图上的位置为(|(105×sinθ)+120.12|,|(105×cosθ)+105.13|)。

进一步的，在计算出该图像中各候选从摄像机在地图上的位置之后，增强现实中摄像机的标定装置可根据位置，在数据库中查找与该位置具有相同位置参数的从摄像机的特征信息。

例如，若候选从摄像机C1的位置为(31.246,121.455),则在数据库中查找(31.246,121.455)的特征信息。

S305，将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，若匹配成功，则执行S306，否则执行S308。

S306，若匹配成功，则将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机。

S307，获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。

S308，若匹配不成功，则将当前匹配不成功的从摄像机的识别特征添加至所述数据库中。

本发明实施例提供的增强现实中摄像机的标定方法，通过在主摄像机可视范围内，按照预设扫描方式进行扫描，并在扫描过程中调整主摄像机的倍率，获取各候选从摄像机的图像，并对各候选从摄像机的图像进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征，依据获取到的各候选从摄像机的图像，计算该图像中各候选从摄像机在地图上的位置，根据位置在数据库中确定与各候选从摄像机具有相同位置参数的从摄像机的特征信息，将各候选从摄像机的识别特征和特征信息进行匹配，并将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机，然后获取待标定从摄像机在主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。由此，通过对主摄像机可视范围内的从摄像机进行图像识别，确定要标定的目标及其在增强现实画面中的相对位置，从而实现了对从摄像机的自动化标定，提高了对从摄像机的标定效率，节省人力物力，提升了用户体验。此外，还能根据不同主摄像机外观种类，采用不同的扫描方式，获取从摄像机的图像并进行图像识别及匹配等操作，满足不同外观种类摄像机中从摄像机的标定需求，提升了用户体验。

在上述实施例的基础上，还可以建立所述主摄像机在获取所述待标定从摄像机的图像时对应的拍摄属性信息、待标定从摄像机的相对位置和标识的映射关系，其中，所述拍摄属性信息包括水平角度、俯仰角度和倍率；存储所述建立的映射关系。

本实施例中，主摄像机的水平角度和俯仰角度，可通过图6表示。其中，C表示主摄像机，α表示水平角度，β表示俯仰角度。

通过存储建立的主摄像机在获取待标定从摄像机的图像时对应的拍摄属性信息、待标定从摄像机的相对位置和标识的映射关系，使得后续获取待标定从摄像机的拍摄画面时，根据待标定从摄像机的标识，在映射关系查找对应的拍摄属性，从而根据拍摄属性直接打开对应的待标定从摄像机，以在主摄像机的画面中显示上述待标定从摄像机的画面，从而实现画中画的显示效果，达到低点查看细节的效果。

为了实现上述目的，本发明实施例还提出了一种增强现实中摄像机的标定装置。

图7是本发明提供的一种增强现实中摄像机的标定装置的结构示意图。如图7所示，本发明实施例增强现实中摄像机的标定装置包括：第一确定模块711、特征确定模块712、特征匹配模块713及位置获取模块714。

其中，第一确定模块711用于根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，其中，所述数据库中至少还记载有各从摄像机的特征信息；

特征确定模块712用于对所述至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征；

特征匹配模块713用于将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机；

位置获取模块714用于获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。

作为本发明实施例的一种可选的实现方式，所述特征确定模块712，包括：扫描单元和确定单元。

其中，扫描单元用于在所述主摄像机可视范围内，按照预设扫描方式进行扫描，并在扫描过程中调整所述主摄像机的倍率，以获取各候选从摄像机的图像；

确定单元用于对获取到的各候选从摄像机的图像进行图像识别，确定所述各候选从摄像机的识别特征。

作为本发明实施例的一种可选的实现方式，若所述主摄像机为球型摄像机，则扫描单元，还用于：

在预设的水平旋转区间和垂直旋转区间内，将所述主摄像机以预设水平步长依次在水平方向上旋转，并在旋转到的每个水平角度上以预设垂直步长依次在垂直方向上旋转；

在水平旋转和垂直旋转的过程中对应的可视范围内进行扫描；

或者，

若所述主摄像机为非球型摄像机，则在所述主摄像机可视范围内，按照预设扫描方式进行扫描，包括：

在所述主摄像机的任一当前拍摄角度的可视范围内进行扫描。

其中，非球型摄像机为除了球型摄像机之外的任一摄像机。例如，枪型摄像机、筒型摄像机或半球型摄像机等，此处对其不做具体限定。

作为本发明实施例的一种可选的实现方式，特征匹配模块713，包括：位置获取单元、特征确定子单元及特征匹配子单元。

其中，位置获取单元用于依据所述获取到的各候选从摄像机的图像，计算该图像中各候选从摄像机在地图上的位置；

特征确定子单元用于根据该位置在所述数据库中确定与所述各候选从摄像机具有相同位置参数的从摄像机的特征信息；

特征匹配子单元用于将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配。

作为本发明实施例的一种可选的实现方式，位置获取单元，具体用于：

以主摄像机为原点，以平行于地图正北方位为纵轴，以平行于地图正东方位为横轴，建立平面直角坐标系；

根据所述各候选从摄像机与所述主摄像机之间的像素点数量和地图比例尺，确定所述各候选从摄像机与所述主摄像机之间的实际距离；

以所述各候选从摄像机为起点，分别向所述平面直角坐标系中的横轴和纵轴引垂线，得到第一位置和第二位置；

在所述各候选从摄像机、主摄像机及第一位置构成的三角形中，计算所述各候选从摄像机和主摄像机所在直线，与所述主摄像机和第一位置所在直线之间的夹角；或者，

在所述各候选从摄像机、主摄像机及第二位置构成的三角形中，计算所述各候选从摄像机和主摄像机所在直线，与所述主摄像机和第二位置所在直线之间的夹角；

根据所述各候选从摄像机与所述主摄像机之间的实际距离和夹角，计算该图像中各候选从摄像机在地图上的位置。

作为本发明实施例的一种可选的实现方式，位置获取模块714具体用于：

以所述主摄像机的透镜光轴与成像画面的交点为坐标原点，以所述主摄像机可视范围的水平方向为横轴，以所述主摄像机可视范围的垂直方向为纵轴，建立图像坐标系；

基于所述图像坐标系，获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置。

作为本发明实施例的一种可选的实现方式，所述装置，还包括：建立映射关系模块和存储映射关系模块。

其中，建立映射关系模块用于建立所述主摄像机在获取所述待标定从摄像机的图像时对应的拍摄属性信息、待标定从摄像机的相对位置和标识的映射关系，其中，所述拍摄属性信息包括水平角度、俯仰角度和倍率；

存储映射关系模块用于存储所述建立的映射关系。

作为本发明实施例的一种可选的实现方式，特征匹配模块713还用于：

若匹配不成功，则将当前匹配不成功的候选从摄像机的识别特征添加至所述数据库中。

需要说明的是，前述对增强现实中摄像机的标定方法实施例的解释说明也适用于该实施例的增强现实中摄像机的标定装置，其实现原理类似，此处不再赘述。

本发明实施例提供的增强现实中摄像机的标定装置，通过根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，对至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征，以将各候选从摄像机的识别特征，分别与数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，并将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机，然后获取待标定从摄像机在主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。由此，通过对主摄像机可视范围内的从摄像机进行图像识别，确定要标定的目标及其在增强现实画面中的相对位置，从而实现了对从摄像机的自动化标定，提高了对从摄像机的标定效率，节省人力物力，提升了用户体验。

为了实现上述目的，本发明实施例还提出了一种计算机设备。

图8为本发明提供的一种计算机设备的结构示意图。图8示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图8显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图8所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图8未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图8中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的增强现实中摄像机的标定方法，包括：

根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，其中，所述数据库中至少还记载有各从摄像机的特征信息；

对所述至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征；

将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机；

获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。

需要说明的是，前述对增强现实中摄像机的标定方法实施例的解释说明也适用于该实施例的计算机设备，其实现原理类似，此处不再赘述。

本发明实施例提供的计算机设备，通过根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，对至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征，以将各候选从摄像机的识别特征，分别与数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，并将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机，然后获取待标定从摄像机在主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。由此，通过主摄像机对可视范围内的从摄像机进行图像识别，确定要标定的目标及其从摄像机在增强现实画面中的相对位置，从而实现了对从摄像机的自动化标定，提高了对从摄像机的标定效率，节省人力物力，提升了用户体验。

为了实现上述目的，本发明还提出了一种计算机可读存储介质。

本发明实施例提供的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如本发明实施例所述的增强现实中摄像机的标定方法，该方法包括：

根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，其中，所述数据库中至少还记载有各从摄像机的特征信息；

对所述至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征；

将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机；

获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种增强现实中摄像机的标定方法，其特征在于，所述方法包括：

根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，其中，所述数据库中至少还记载有各从摄像机的特征信息；

对所述至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征；

将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机；

获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定；

其中，所述对所述至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征，包括：通过主摄像机对自身可视范围内的至少一个候选从摄像机进行图像拍摄，获取到各候选从摄像机的图像；

根据所述主摄像机获取到的各候选从摄像机的图像，对各候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征，包括：

在所述主摄像机可视范围内，按照预设扫描方式进行扫描，并在扫描过程中调整所述主摄像机的倍率，以获取各候选从摄像机的图像；

对获取到的各候选从摄像机的图像进行图像识别，确定所述各候选从摄像机的识别特征。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

若所述主摄像机为球型摄像机，则在所述主摄像机可视范围内，按照预设扫描方式进行扫描，包括：

在预设的水平旋转区间和垂直旋转区间内，将所述主摄像机以预设水平步长依次在水平方向上旋转，并在旋转到的每个水平角度上以预设垂直步长依次在垂直方向上旋转；

在水平旋转和垂直旋转的过程中对应的可视范围内进行扫描；

或者，

若所述主摄像机为非球型摄像机，则在所述主摄像机可视范围内，按照预设扫描方式进行扫描，包括：

在所述主摄像机的任一当前拍摄角度的可视范围内进行扫描。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，包括：

依据所述获取到的各候选从摄像机的图像，计算该图像中各候选从摄像机在地图上的位置，并根据该位置在所述数据库中确定与所述各候选从摄像机具有相同位置参数的从摄像机的特征信息；

将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，依据所述获取到的各候选从摄像机的图像，计算该图像中各候选从摄像机在地图上的位置，包括：

以主摄像机为原点，以平行于地图正北方位为纵轴，以平行于地图正东方位为横轴，建立平面直角坐标系；

根据所述各候选从摄像机与所述主摄像机之间的像素点数量和地图比例尺，确定所述各候选从摄像机与所述主摄像机之间的实际距离；

以所述各候选从摄像机为起点，分别向所述平面直角坐标系中的横轴和纵轴引垂线，得到第一位置和第二位置；

在所述各候选从摄像机、主摄像机及第一位置构成的三角形中，计算所述各候选从摄像机和主摄像机所在直线，与所述主摄像机和第一位置所在直线之间的夹角；或者，

在所述各候选从摄像机、主摄像机及第二位置构成的三角形中，计算所述各候选从摄像机和主摄像机所在直线，与所述主摄像机和第二位置所在直线之间的夹角；

根据所述各候选从摄像机与所述主摄像机之间的实际距离和夹角，计算该图像中各候选从摄像机在地图上的位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置，包括：

以所述主摄像机的透镜光轴与成像画面的交点为坐标原点，以所述主摄像机可视范围的水平方向为横轴，以所述主摄像机可视范围的垂直方向为纵轴，建立图像坐标系；

基于所述图像坐标系，获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置之后，所述方法还包括：

建立所述主摄像机在获取所述待标定从摄像机的图像时对应的拍摄属性信息、待标定从摄像机的相对位置和标识的映射关系，其中，所述拍摄属性信息包括水平角度、俯仰角度和倍率；

存储所述建立的映射关系。

8.一种增强现实中摄像机的标定装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于根据数据库中记载的各从摄像机在地图上的位置参数，确定位于主摄像机可视范围内的至少一个候选从摄像机，其中，所述数据库中至少还记载有各从摄像机的特征信息；

特征确定模块，用于对所述至少一个候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征；

特征匹配模块，用于将所述各候选从摄像机的识别特征，分别与所述数据库中相同位置参数的从摄像机的特征信息进行匹配，将匹配成功的候选从摄像机作为待标定从摄像机；

位置获取模块，用于获取所述待标定从摄像机在所述主摄像机可视范围内的相对位置，以实现对待标定摄像机的自动化标定；

其中，所述特征确定模块，具体用于通过主摄像机对自身可视范围内的至少一个候选从摄像机进行图像拍摄，获取到各候选从摄像机的图像；

根据所述主摄像机获取到的各候选从摄像机的图像，对各候选从摄像机进行图像识别，确定各候选从摄像机的识别特征。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8中任一所述的增强现实中摄像机的标定方法。

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1-8中任一所述的增强现实中摄像机的标定方法。