CN112422886A - 可视域立体布控显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种可视域立体布控显示系统，包括：主监控设备、多个子监控设备和处理设备，主监控设备用于获取监控主画面和主监控设备的绝对方位角，并将监控主画面和主监控设备的绝对方位角发送给处理设备，监控主画面为主监控设备拍摄到的区域的实景画面；子监控设备用于获取自身的可视域参数，并将可视域参数发送给处理设备，子监控设备为主监控设备监控范围内的监控设备；处理设备用于根据主监控设备的绝对方位角、可视域参数和子监控设备在监控主画面上的坐标位置，将子监控设备的可视域标注在监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示。本发明实施例能够解决现有可视域立体布控方案实感性较差的问题。

Description

可视域立体布控显示系统

技术领域

本发明实施例涉及安防监控领域，尤其涉及一种可视域立体布控显示系统。

背景技术

电子地图是生活中常见的导航工具，通过电子地图，能够获取到各个地方的路线情况。在实际的安防布控中，除了借助电子地图，还会使用一定数量的监控设备，用于监控一些特定的区域，获取区域的实时监控状况。

现有的可视域布控是在电子地图上叠加监控设备的监控范围和角度。通过获取电子地图上监控设备的安装位置，来将每个监控设备的可视域标注在电子地图上，得到可视域布控后的地图。当地图上的某一区域出现情况时，根据可视域布控后的地图，即可迅速获知该区域是位于某一监控设备的监控区域，还是位于监控设备的盲区。若该区域位于某一监控设备的监控区域，则可以通过该监控设备迅速获取到该区域的监控实况，若该区域位于监控设备的盲区，则可以通过增设监控设备或者调整监控设备的监控区域，将该区域纳入监控设备的监控区域，从而获取到该区域的监控实况。

现有的可视域布控方案，是直接在电子地图上叠加可视域信息，实感性较差。

发明内容

本发明实施例提供一种可视域立体布控显示系统，以解决现有可视域立体布控方案的实感性较差的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种可视域立体布控显示系统，包括：

主监控设备、多个子监控设备和处理设备，所述主监控设备与所述处理设备通过无线网络连接，所述子监控设备与所述处理设备通过无线网络连接；

所述主监控设备用于获取监控主画面和所述主监控设备的绝对方位角，并将所述监控主画面和所述主监控设备的绝对方位角发送给所述处理设备，所述监控主画面为所述主监控设备拍摄到的区域的实景画面；

所述子监控设备用于获取自身的可视域参数，并将所述可视域参数发送给所述处理设备，所述子监控设备为所述主监控设备监控范围内的监控设备；

所述处理设备用于根据所述主监控设备的绝对方位角、所述可视域参数和所述子监控设备在所述监控主画面上的坐标位置，将所述子监控设备的可视域标注在所述监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示，所述可视域是指子监控设备的监控区域范围，所述可视域立体布控画面为在所述监控主画面上标注了各所述子监控设备对应的可视域的画面。

本发明实施例提供的可视域立体布控显示系统，包括主监控设备、多个子监控设备和处理设备，主监控设备能够获取监控主画面和主监控设备的绝对方位角，并发送给处理设备，子监控设备能够获取自身的可视域参数并发送给处理设备，处理设备根据主监控设备的绝对方位角、子监控设备的可视域参数和子监控设备在监控主画面上的坐标位置，将可视域标注在监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示，由于监控主画面为主监控设备拍摄得到的实景画面，从而实现了可视域立体布控的显示，增加了实感性，便于对监控目标的快速查找和定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的可视域立体布控显示系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的可视域立体布控显示系统的示意图；

图3为本发明实施例提供的标注子监控设备的可视域的示意图；

图4为本发明实施例提供的可视域立体布控的效果示意图；

图5为本发明实施例提供的主监控设备的摄像头转动后确定子监控设备的位置的示意图；

图6为本发明实施例提供的主监控设备的摄像头变焦后确定子监控设备的位置的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

首先对本发明实施例涉及的应用场景进行介绍：

本发明实施例提供的可视域立体布控显示系统，主要应用于视频监控场景中，其中，主监控设备作为监控画面的制高点，对一个较大范围内的监控画面进行监控，子监控设备相对于主监控设备，其监控范围较小，通常是用于监控一些特定的区域，如路口、公园、游乐场等等。

通常，主监控设备设置在一个较高的地点，工作人员能够根据主监控设备拍摄的监控主画面俯瞰整个区域范围内的情况，子监控设备根据实际需要分别被安排在一些特定的地点，子监控设备的安装地点通常比主监控设备的安装地点要低，从而满足一些特殊地点对监控的更高要求。处理设备可以与主监控设备和子监控设备分别建立连接，并分别获取主监控设备的监控主画面和子监控设备的可视域，从而将子监控设备的可视域标注在监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面。根据可视域立体布控画面，可以清楚的看到监控主画面上各个子监控设备的可视域。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

图1为本发明实施例提供的可视域立体布控显示系统的结构示意图，如图1所示，包括主监控设备11、多个子监控设备12和处理设备13，所述主监控设备11与所述处理设备13通过无线网络连接，所述子监控设备12与所述处理设备13通过无线网络连接；

所述主监控设备11用于获取监控主画面和所述主监控设备11的绝对方位角，并将所述监控主画面和所述主监控设备11的绝对方位角发送给所述处理设备13，所述监控主画面为所述主监控设备11拍摄到的区域的实景画面；

所述子监控设备12用于获取自身的可视域参数，并将所述可视域参数发送给所述处理设备13，所述子监控设备12为所述主监控设备11监控范围内的监控设备；

所述处理设备13用于根据所述主监控设备11的绝对方位角、所述可视域参数和所述子监控设备12在所述监控主画面上的坐标位置，将所述子监控设备12的可视域标注在所述监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示，所述可视域是指子监控设备12的监控区域范围，所述可视域立体布控画面为在所述监控主画面上标注了各所述子监控设备12对应的可视域的画面。

本发明实施例中，主监控设备11和子监控设备12都可以用于监控画面，所不同的是，主监控设备11设置于较高的地点，用于总览整个监控主画面，在监控主画面内，有多个子监控设备12，每个子监控设备12都有各自对应的监控区域范围，即子监控设备12的可视域。子监控设备12需要先在处理设备13上进行注册，处理设备13根据子监控设备12的注册信息，才能建立主监控设备11和子监控设备12之间的关联关系。主监控设备11和子监控设备12建立关联关系后，主监控设备11和子监控设备12之间建立节点关系，即各个子监控设备12在监控主画面上为一个监控设备节点，也可称之为可视域节点。子监控设备12在注册时，也会上报自身的位置信息，处理设备13根据子监控设备12的位置信息和主监控设备11的位置信息，能够得到子监控设备12在监控主画面上的坐标。

监控主画面为主监控设备11拍摄到的区域的实景画面，主监控设备11包含摄像头，且摄像头的广角较大，能够监控到一个视野较大的范围，即监控主画面，用户可以通过查看监控主画面，获取到该区域的监控信息，例如该区域中包括的建筑物、路口以及其他的景物等等。主监控设备11的绝对方位角是指主监控设备的摄像头的焦距方向投影到水平面的方向与参考方向的夹角，主监控设备11的绝对方位角的改变，会影响子监控设备12的可视域在监控主画面上的标注。在主监控设备11和处理设备13建立连接后，主监控设备11就会将监控主画面和主监控设备11的绝对方位角发送给处理设备13。

同时子监控设备也包括摄像头，摄像头的广角相对主监控设备小一些，通常用于监控某一个特定的区域。子监控设备12的可视域是指子监控设备的监控区域范围，在可视域范围内的物体，能够被对应的子监控设备12监控到，不在可视域范围内的物体则不能够被对应的子监控设备12监控到。而在监控主画面上标注子监控设备12的可视域，则需要根据子监控设备自身的可视域参数来确定。例如，子监控设备12的可视域是一个扇形时，要将该扇形标注在监控主画面上，则需要根据子监控设备12的可视域参数以及主监控设备11的绝对方位角，来确定该扇形的顶点、半径、扇形夹角以及扇形的朝向，从而确定唯一对应的扇形来实现可视域的标注。

处理设备13根据接收到的主监控设备11的绝对方位角和子监控设备12的可视域参数，以及子监控设备12在监控主画面上的坐标位置，确定唯一对应的可视域，并将其标注在监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示，其中，可视域立体布控画面上可以包括多个不同的子监控设备12的可视域。

具体实现中，处理设备13可以包括一个接收器，用于接收主监控设备11的监控主画面和绝对方位角，以及子监控设备12的可视域参数，处理设备13也可以包括一个处理器芯片或平台，用于将根据主监控设备11的绝对方位角和子监控设备12的可视域参数，将子监控设备12的可视域标注在监控主画面上，同时，处理设备13还可以包括显示装置，例如显示屏，用于显示可视域立体布控画面。由于监控主画面是实景画面，因此，画面的实感性较强，从可视域立体布控画面上能够清晰的看到各个子监控设备12的监控范围，也能够获知哪些区域不属于子监控设备12的监控范围，即子监控设备12的监控盲区。

本发明实施例提供的可视域立体布控显示系统，包括主监控设备、多个子监控设备和处理设备，主监控设备能够获取监控主画面和主监控设备的绝对方位角，并发送给处理设备，子监控设备能够获取自身的可视域参数并发送给处理设备，处理设备根据主监控设备的绝对方位角、子监控设备的可视域参数和子监控设备在监控主画面上的坐标位置，将可视域标注在监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示，由于监控主画面为主监控设备拍摄得到的实景画面，从而实现了可视域立体布控的显示，增加了实感性，便于对监控目标的快速查找和定位。

为了更清楚的对本申请的方案进行描述，首先对可视域进行解释说明。本发明实施例中子监控设备的可视域指的是子监控设备的监控区域范围，其形状为一个扇形，且可视域对应的扇形由子监控设备的可视域参数确定，其中，子监控设备的可视域参数包括子监控设备的绝对方位角、子监控设备的监控角度和子监控设备的监控距离。

子监控设备的绝对方位角为第一投影方向与参考方向的夹角，第一投影方向为子监控设备的摄像头的焦距方向投影到水平面的方向，子监控设备的绝对方位角和主监控设备的绝对方位角共同确定标注在监控主画面上的扇形的朝向，其中，主监控设备的绝对方位角为第二投影方向与参考方向的夹角，第二投影方向为主监控设备的摄像头的焦距方向投影到水平面的方向。

参考方向为水平面上的一个方向，参考方向的选取可根据实际需要确定，此处不作特别限定。处理设备根据子监控设备的绝对方位角和主监控设备的绝对方位角，能够得到可视域方位角，其中，可视域方位角为子监控设备的可视域对应的扇形的角平分线与第二投影方向构成的角度。

子监控设备的监控角度为子监控设备的摄像头的视场角，处理设备能够根据子监控设备的监控角度确定可视域对应的扇形夹角，其中，可视域对应的扇形夹角与子监控设备的监控角度相等。

子监控设备的监控距离为子监控设备的摄像头的可视距离，处理设备能够根据子监控设备的监控距离和比例因子得到可视域对应的扇形半径，其中，比例因子是根据监控主画面拍摄的区域与实际区域的缩放比例确定的比例因子，比例因子一般会显示在监控主画面上，处理设备在获取监控主画面时，能够同步获取到该比例因子。

下面将结合系统中各个设备的结构来详细说明上述可视域参数是如何获取的。

图2为本发明实施例提供的可视域立体布控显示系统的示意图，如图2所示，包括子监控设备21、处理设备22和主监控设备23，其中：

子监控设备21包括子监控设备的摄像头211、第一方位获取装置212、第一处理器213以及第一发送器214，其中：

子监控设备的摄像头211用于根据控制指令进行转动，第一方位获取装置212用于根据预设间隔获取子监控设备21的绝对方位角，第一方位获取装置212为指南针或陀螺仪；

第一处理器213用于获取子监控设备的摄像头211的第一焦距，并根据第一焦距和预先存储的第一监控角度数据表获取子监控设备21的监控角度，根据第一焦距和预先存储的第一监控距离数据表获取子监控设备21的监控距离，第一监控角度数据表指示子监控设备的摄像头211的各个焦距值与子监控设备21的监控角度之间的对应关系，第一监控距离数据表指示子监控设备的摄像头211的各个焦距值与子监控设备21的监控距离之间的对应关系；

第一发送器214用于向处理设备22发送子监控设备21的绝对方位角、子监控设备21的监控角度以及子监控设备21的监控距离。

对于子监控设备21，其可视域参数包括子监控设备21的绝对方位角、子监控设备21的监控角度和子监控设备21的监控距离，其中子监控设备21的绝对方位角由第一方位获取装置212获取。一种可能的实现方式是，第一方位获取装置212为指南针或陀螺仪，其中，指南针有固定的方向指向，无论子监控设备的摄像头211是静止状态还是转动状态，根据指南针均能够直接之间得到子监控设备21的绝对方位角。陀螺仪是一种角度运动检测装置，也能够获取子监控设备21的绝对方位角。

子监控设备21的监控角度和子监控设备21的监控距离由第一处理器213获取，其中，子监控设备21的监控角度和子监控设备21的监控距离均与子监控设备的摄像头211的第一焦距相关，子监控设备的摄像头211既可以转动，也可以变焦，当其焦距发生变化后，子监控设备21的监控角度和监控距离均会发生变化，具体的数值可以分别由第一监控距离数据表和第一监控角度数据表获取，第一监控距离数据表和第一监控角度数据表均预先存储于第一处理器213中。

得到绝对方位角后，还需要得到监控设备的监控角度和监控距离，监控角度指的是监控设备的视场角，对于每款摄像机，当摄像头的焦距确定后，其视场角也相应确定。因此，本发明实施例中，首先将各个不同焦距下监控设备的水平视场角和垂直视场角测试完成，存储为对应的监控角度数据表，则监控角度数据包就反映了监控设备的摄像头的各个焦距与监控角度之间的对应关系。在实际的摄像头变换焦距时，只需要根据摄像头的焦距，查找监控角度数据表，则可以获取监控设备的监控角度。对于子监控设备，可通过获取子监控设备的摄像头211的焦距，查找对应的第一监控角度数据表，得到子监控设备21的监控角度。

监控距离是指监控设备的监控区域到监控设备的摄像头之间的距离，在监控设备的摄像头的焦距确定后，监控设备的监控距离是一定的。因此，本发明实施例中，预先保存了监控距离数据表，该监控距离数据表可以为镜头曲线Z-F，其中，Z表示监控距离，F表示摄像头的焦距值。在摄像头改变焦距时，只需要根据摄像头的不同焦距，查找监控距离数据表，即可获取监控设备的监控距离。对于子监控设备，可通过获取子监控设备的摄像头211的焦距值，查找对应的第一监控距离数据表，得到子监控设备21的监控距离。

处理设备22包括显示装置221、处理平台222和接收器223，其中，接收器223用于接收子监控设备21和主监控设备23发送的相关信息，发送给处理平台222进行处理，显示装置221根据处理平台的处理结果，显示相应的画面。

主监控设备23包括主监控设备的摄像头231、第二方位获取装置232以及第二发送器233，其中：

主监控设备的摄像头231用于根据控制指令进行转动，第二方位获取装置232用于根据预设间隔获取主监控设备23的绝对方位角，第二方位获取装置232为指南针或陀螺仪；

第二发送器233用于向处理设备22发送主监控设备23的绝对方位角。

对于主监控设备23，通过第二方位获取装置232来获取主监控设备23的绝对方位角，然后通过第二发送器233向处理设备22发送主监控设备23的绝对方位角。

得到上述可视域参数后，对于每一个子监控设备21，处理设备22具体用于：

确定可视域对应的扇形顶点，扇形顶点为所述子监控设备在所述监控主画面上的坐标位置，所述坐标位置是所述处理设备根据用户在所述监控主画面上的第一点击操作得到的；

根据子监控设备的监控距离和比例因子得到可视域对应的扇形半径，其中，比例因子为根据监控主画面拍摄的区域与实际区域的缩放比例确定的比例因子；

根据子监控设备的绝对方位角和所述主监控设备的绝对方位角的差值，确定可视域方位角，其中，主监控设备的绝对方位角为第二投影方向与所述参考方向的夹角，第二投影方向为主监控设备的摄像头的焦距方向投影到水平面的方向，可视域方位角为可视域对应的扇形的角平分线与第二投影方向构成的角度；

根据子监控设备的监控角度获取可视域对应的扇形夹角；

根据可视域对应的扇形顶点、可视域对应的扇形半径、可视域方位角和可视域对应的扇形夹角，将可视域对应的扇形标注在监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示。

确定可视域对应的扇形顶点之前，首先子监控设备要在处理设备端进行注册。具体的，在处理设备获取到监控主画面后，获取第一坐标点的第一坐标位置，其中第一坐标点为监控主画面上的中心点，获取第一坐标位置的目的是在后续子监控设备的摄像头或主监控设备的摄像头发生转动或变焦时，用于重新确定子监控设备在监控主画面上的坐标位置。

然后，接收子监控设备的注册请求，根据注册请求建立主监控设备与子监控设备的关联关系。

根据关联关系在监控主画面上显示提示信息，其中，提示信息用于提示用户在监控主画面上进行第一点击操作，以得到子监控设备在监控主画面上的坐标位置；

接收用户在监控主画面上的第一点击操作，根据用户在监控主画面上的第一点击操作的位置，获取子监控设备在监控主画面上的坐标位置。

子监控设备在处理设备端进行注册时，用户是知道子监控设备的具体位置的，因此在注册时，子监控设备在监控主画面上的初始位置由用户进行点击来确定。例如，用户知晓某个子监控设备安装于某棵树下，则在监控主画面上找到这棵树下的位置，进行第一点击操作，处理设备获取到第一点击操作后，就确定了子监控设备在监控主画面上的初始位置。进一步的，用户也可以将监控主画面进行放大后再进行第一点击操作，与此类似，此处不再赘述。

具体的，根据子监控设备的绝对方位角和主监控设备的绝对方位角，能够获取到子监控设备的可视域方位角，具体计算如下：

N＝N(子监控设备)-N(主监控设备)，

其中，N表示子监控设备的可视域方位角，N(子监控设备)表示子监控设备的绝对方位角，N(主监控设备)表示主监控设备的绝对方位角。

可根据子监控设备的监控距离得到子监控设备的可视域半径，具体计算如下：

L＝L(子监控设备)*k，

其中，L表示子监控设备的可视域半径，L(子监控设备)表示子监控设备的监控距离，k表示图像显示比例因子。

由于处理设备中的显示装置显示画面时，一般会对画面进行缩放，因此设置了图像显示比例因子，图像显示比例因子可根据实际需要调整，例如可以设置为0.001-1之间的任意值。

子监控设备的可视域夹角R，与子监控设备的监控角度R(子监控设备)相等，即：

R＝R(子监控设备)。

下面将结合图3对子监控设备的可视域的标注进行举例说明。图3为本发明实施例提供的标注子监控设备的可视域的示意图，如图3所示，首先处理设备接收了子监控设备的第一发送器发送的子监控设备的绝对方位角N1、子监控设备的监控角度R以及子监控设备的监控距离L1，同时处理设备接收了主监控设备的第二发送器发送的主监控设备的绝对方位角N2，以及比例因子k，通过R确定了可视域对应的扇形的夹角，通过L1和k确定了可视域对应的扇形的半径，从而确定了一个扇形31。

接下来需要将扇形31标注在监控主画面32上，进一步需要确定的是扇形31的顶点位于监控主画面32上的位置，以及扇形31的朝向。其中，扇形31的顶点在监控主画面32上的位置由用户的第一点击操作确定，用户的第一点击操作位于图3中的O点，则扇形31的顶点位置已确定。扇形31的朝向由子监控设备的绝对方位角N1和主监控设备的绝对方位角N2共同确定，如图3所示，其中AB为子监控设备的摄像头的焦距方向，CB为第一投影方向，参考方向为指北方向，即CE方向，则N1为角BCE。同样的，AD为主监控设备的摄像头的焦距方向，CD为第二投影方向，则N2为角DCE。因此，可视域方位角为N1-N2，即角BCD。

在监控主画面32上，以指北方向y轴正方向为例，则根据上述参数，将扇形31标注在监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示，其中，扇形31的角平分线与y轴正方向的夹角R1等于角BCD的角度值。

图4为本发明实施例提供的可视域立体布控的效果示意图，如图4所示，包括第一子监控设备41、第二子监控设备42和第三子监控设备43，第一子监控设备41对应的可视域为第一可视域44，第二子监控设备42对应的可视域为第二可视域45，第三子监控设备43对应的可视域为第三可视域46，图4的可视域立体布控画面为实景画面，从图4中可以看到各个建筑物都是立体的，也能较清楚的观察到各个地点的相对位置关系，以及各个子监控设备的监控范围，可视域立体布控效果的实感性更佳。

在主监控设备和子监控设备都不转动或变焦的时候，可以得到对应的可视域立体布控画面，本发明实施例在主监控设备或子监控设备转动或变焦时，也能够对应获取可视域立体布控画面。

具体的，在子监控设备的摄像头转动时，第一方位获取装置还用于获取子监控设备的第一绝对方位角，第一绝对方位角为子监控设备的摄像头转动后子监控设备的绝对方位角；

第一发送器还用于将第一绝对方位角发送至处理设备；

处理设备还用于：

根据第一绝对方位角和主监控设备的绝对方位角的差值，得到第一可视域方位角，第一可视域方位角为第一可视域对应的扇形的角平分线与第二投影方向构成的角度，第一可视域为子监控设备的摄像头转动后子监控设备的可视域；

根据可视域对应的扇形顶点、可视域对应的扇形半径、第一可视域方位角和可视域对应的扇形夹角，将第一可视域对应的扇形标注在监控主画面上，得到对应的第一可视域立体布控画面并显示。

在子监控设备的摄像头转动时，子监控设备的绝对方位角发生改变，而监控主画面、主监控设备的绝对方位角、子监控设备在监控主画面上的位置坐标、子监控设备的监控角度以及子监控设备的监控距离均未发生改变，因此，在子监控设备的摄像头转动时，第一方为获取装置获取子监控设备的第一绝对方位角，并通过第一发送器将第一绝对方位角发送给处理设备。处理设备根据第一绝对方位角和主监控设备的绝对方位角，获取第一可视域方位角，其中第一可视域方位角为第一可视域对应的扇形的角平分线与第二投影方向构成的角度。以图3为例，第一可视域对应的扇形与图3中的扇形相比，仅仅是扇形的朝向发生改变，而扇形的顶点位置、扇形夹角以及扇形半径均未发生改变。

子监控设备的摄像头除了可以转动，还可以变焦。具体的，在子监控设备的摄像头变换焦距时，第一处理器还用于获取子监控设备的摄像头变换焦距后的第二焦距，并根据第二焦距和第一监控角度数据表获取第一监控角度，根据第二焦距和第一监控距离数据表第一监控距离，第一监控角度为子监控设备的摄像头变换焦距后子监控设备的监控角度，第一监控距离为子监控设备的摄像头变换焦距后子监控设备的监控距离；

第一发送器还用于将第一监控角度和第一监控距离发送给处理设备；

处理设备还用于：

根据第一监控距离和比例因子得到第二可视域对应的扇形半径，第二可视域为子监控设备的摄像头变换焦距后子监控设备的可视域；

根据第一监控角度确定第二可视域对应的扇形夹角；

根据可视域对应的扇形顶点、第二可视域对应的扇形半径、可视域方位角和第二可视域对应的扇形夹角，将第二可视域对应的扇形标注在监控主画面上，得到对应的第二可视域立体布控画面并显示。

在子监控设备的摄像头变焦时，子监控设备的监控角度和监控距离发生改变，子监控设备的绝对方位角、主监控设备的绝对方位角、子监控设备在监控主画面上的坐标位置以及监控主画面均未发生改变，因此，第一处理器获取到第二焦距后，根据第二焦距和第一监控角度数据表获取第一监控角度，根据第二焦距和第一监控距离数据表获取第一监控距离，第一发送器将第一监控角度和第一监控距离发送给处理设备。

处理设备根据第一监控距离和比例因子得到第二可视域对应的扇形半径，并根据第一监控角度得到第二可视域对应的扇形夹角。以图3为例，第二可视域对应的扇形与扇形31相比，扇形的夹角和半径发生改变，但扇形的朝向和扇形顶点的位置坐标未发生改变。

除了子监控设备的摄像头可以转动和变焦外，主监控设备的摄像头也可以转动和变焦。具体的，在主监控设备的摄像头转动时，主监控设备的摄像头还用于获取第一监控主画面，第一监控主画面为主监控设备的摄像头转动后拍摄到的区域的实景画面；

第二方位获取装置还用于获取主监控设备的摄像头的转动角度和主监控设备的第二绝对方位角，第二摄像头的转动角度包括水平角度和俯仰角度；

第二发送器还用于将第一监控主画面、转动角度和主监控设备的第二绝对方位角发送至处理设备；

处理设备还用于：

根据水平角度、俯仰角度和第一坐标点的第一坐标位置，得到第一坐标点在第一监控主画面上的第二坐标位置；

根据第二坐标位置和子监控设备在监控主画面上的坐标位置，得到主监控设备的摄像头转动后子监控设备在第一监控主画面上的第三坐标位置，其中，第三坐标位置为第一监控主画面上子监控设备的可视域对应的扇形顶点；

根据主监控设备的第二绝对方位角和子监控设备的绝对方位角，得到第二可视域方位角，第二可视域方位角为子监控设备的可视域对应的扇形的角平分线与第三投影方向构成的角度，第三投影方向为主监控设备的摄像头转动后，主监控设备的摄像头的焦距方向投影到水平面的方向；

根据第三坐标位置、可视域对应的扇形半径、第二可视域方位角和可视域对应的扇形夹角，将子监控设备的可视域对应的扇形标注在第一监控主画面上，得到对应的第三可视域立体布控画面并显示。

主监控设备的摄像头转动后，监控主画面、主监控设备的绝对方位角以及子监控设备在监控主画面上的坐标位置发生改变，而子监控设备的绝对方位角、子监控设备的监控角度和监控距离未发生改变，因此，子监控设备的可视域对应的扇形的夹角和半径不变，扇形的顶点位置以及扇形的朝向发生改变。其中，第二方位获取装置获取主监控设备的摄像头转动后的第二绝对方位角后，根据第二绝对方位角和子监控设备的绝对方位角，即可确定扇形的朝向。

在主监控设备的摄像头变换焦距时，主监控设备的摄像头还用于获取第二监控主画面；

第二发送器还用于将第二监控主画面、第三焦距和第四焦距发送给处理设备，其中，第三焦距为主监控设备的摄像头变换焦距之前的焦距，第四焦距为主监控设备的摄像头变换焦距之后的焦距；

处理设备还用于：

根据第一坐标位置、子监控设备在监控主画面上的坐标位置、第三焦距和第四焦距，得到第三可视域对应的扇形顶点，第三视域对应的扇形顶点为子监控设备在第二监控主画面上的坐标位置；

获取新的比例因子，根据新的比例因子和子监控设备的监控距离得到第三可视域对应的扇形半径，其中，新的比例因子为根据第二监控主画面拍摄的区域与实际区域的缩放比例确定的比例因子；

根据第三可视域对应的扇形顶点、第三可视域对应的扇形半径、可视域方位角和可视域对应的扇形夹角，将第三可视域对应的扇形标注在第二监控主画面上，得到对应的第四可视域立体布控画面并显示。

主监控设备的摄像头变焦后，监控主画面、子监控设备在监控主画面上的坐标位置、比例因子发生改变，因此第三可视域对应的扇形顶点的位置、第三可视域对应的扇形半径发生改变，扇形的朝向和扇形夹角不变。扇形半径可以通过子监控设备的监控距离和新的比例因子得到。

在主监控设备的摄像头变焦或转动时，对于子监控设备在新的监控主画面上的坐标位置的获取，可以通过隐私遮蔽原理来获取，以子监控设备和主监控设备均为球机为例，在子监控设备登记和注册时，处理设备中会存储普通设备在监控主画面上的坐标。在主监控设备或子监控设备转动、变焦时，处理设备会根据子监控设备相对于主监控设备方位的改变，以及球机隐私遮蔽原理，更新子监控设备在监控主画面上的坐标，并重新存储，从而保证监控主画面内，各个子监控设备的位置和子监控设备的实际物理位置保持一致。球机隐私遮蔽原理指的是在监控设备的摄像头发生转动或变焦时，遮蔽的物体不随画面的改变而改变。例如，在摄像头变化之前，监控主画面上对正中心的路口进行了遮蔽，而在摄像头变化之后，该路口不再位于监控主画面上的正中心，而是位于监控主画面上的左上角，则此时仍然对左上角的路口进行遮蔽，而不是对监控主画面上的正中心进行遮蔽。球机隐私遮蔽原理需要实时获取子监控设备或主监控设备的变化信息，得到子监控设备相对于主监控设备的相对方位，才能够完成，下面将以具体的实例进行说明。

图5为本发明实施例提供的主监控设备的摄像头转动后确定子监控设备的位置的示意图，如图5所示，当子监控设备在注册时，根据用户的第一点击操作，获取子监控设备在监控主画面上的坐标位置，即图5中的A点，以及第一坐标点的第一坐标位置，即图5中的B点，其中，第一坐标点为监控主画面上的中心点。

设在主监控设备的摄像头转动之前A点和B点的坐标分别为A(x1,y1)，B(x2,y2)，以水平方向为例，主监控设备的摄像头的水平转动角度为α，则当主监控设备的摄像头在B点顺时针旋转的角度为α时，原监控主画面MN上的点C在主监控设备上所成的像D将处于监控主画面上的正中心，则从监控主画面的变化来看，原来在监控主画面上的中心点B点，在监控主画面上向右移动的距离为BD，即B点向右移动的距离为BD。

设线段BD的长度为m，则D点的坐标为(x2+m，y2)。而A点和B点的相对位置不变，故子监控设备在第一监控主画面上新的坐标位置为(x1+m，y1)，其中m可以由水平角度α得到。如图5所示，主监控设备的摄像头的焦距为f，根据三角函数关系可知：

因此，m＝fargtanα，根据水平角度发生改变时，顺时针转动和逆时针转动的不同，得到主监控设备的摄像头水平转动后子监控设备在第一监控主画面上的第三坐标位置为(x1±m，y1)。

同理，当俯仰角度不为0时，根据第一坐标点的第一坐标位置和俯仰角度，来得到第一坐标点在监控主画面上向上或向下移动的距离n，则得到主监控设备的摄像头俯仰转动后子监控设备在第一监控主画面上的第三坐标位置为(x1，y1±n)。

若主监控设备的摄像头同时水平转动和俯仰转动，则第三坐标位置为(x1±m,y1±n)。

图6为本发明实施例提供的主监控设备的摄像头变焦后确定子监控设备的位置的示意图，如图6所示，其中，在主监控设备的摄像头变焦之前，监控主画面上的中心点的第一坐标位置为O点，子监控设备在监控主画面上的点为A点，设两个点的坐标分别为O(x1,y1)，A(x2,y2)。设线段OA的长度为h1，主监控设备的摄像头变焦之前的第三焦距为f1，变焦之后的第四焦距为f2。

如图6所示，线段OA为MN在主监控设备中所成的像，设MN的长度为a，由于仅仅是主监控设备的摄像头发生改变，因此MN的长度a不变，且MN离主监控设备的摄像头的距离b也不变。则由相似三角形定理可得：

当主监控设备的摄像头的焦距由f1变为f2后，MN的长度a不变，且MN离主监控设备的摄像头的距离b也不变，O点在第二监控主画面上的位置也不变，仍然位于画面的正中心。设此时MN在第二监控主画面上成的像为OB，线段OB的长度为h2，则由相似三角形定理可得：

综合

和

得到

而h1为线段OA的长度，根据O(x1,y1)，A(x2,y2)可得到：

因此可得到OB的长度h2，且OA的方向与OB的方向一致，根据OB的方向和OB的长度，可唯一确定B点的坐标。

通过上述方法，在子监控设备或主监控设备的摄像头转动以及变换焦距时，对应的可视域立体布控画面会随之改变，能够构建设备与设备之间的动态可视域立体布控，实现动态展示，动感性更强。

进一步的，本发明实施例还提供查看子监控设备的监控画面的功能。具体的，首先获取用户在可视域立体布控画面上的第二点击操作，其中第二点击操作的位置位于目标子监控设备的可视域内，且目标子监控设备为多个子监控设备中的一个，然后根据第二点击操作，获取并显示目标子监控设备的监控画面。

主监控设备可以对较大的一片区域范围进行预览和总体的监控，虽然监控范围大，但是监控区域的细节不够清楚。而子监控设备监控的范围相对较小，对于监控范围内的情况十分清晰。

例如，主监控设备的监控主画面上有许多个不同的小区域，此时有一个路口发生意外情况，工作人员需要查看该路口的具体情况，而直接从监控主画面上看不清楚。此时，工作人员通过查看可视域立体布控画面，可视域立体布控画面上标注了该主监控设备下各个子监控设备的可视域，即各个子监控设备的监控范围。工作人员发现该路口位于目标子监控设备的可视域内，则在可视域立体布控画面上进行点击，点击的位置即为路口位置。处理设备根据点击的位置，可以调取目标子监控设备的监控录像进行查看，从而了解该路口的实时状况。

本发明实施例提供的可视域立体布控显示系统，包括主监控设备、多个子监控设备和处理设备，主监控设备能够获取监控主画面和主监控设备的绝对方位角，并发送给处理设备，子监控设备能够获取自身的可视域参数并发送给处理设备，处理设备根据主监控设备的绝对方位角、子监控设备的可视域参数和子监控设备在监控主画面上的坐标位置，将可视域标注在监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示，由于监控主画面为主监控设备拍摄得到的实景画面，从而实现了可视域立体布控的显示，增加了实感性，便于对监控目标的快速查找和定位。同时本发明实施例提供的可视域立体布控显示系统，能够在主监控设备或子监控设备的摄像头转动或变换焦距时，实时更新监控主画面上的可视域的标注，构建了设备与设备之间的可视域立体布控，其动态感和实感性较强，动态效果更加逼真。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (11)

1.一种可视域立体布控显示系统，其特征在于，包括：

主监控设备、多个子监控设备和处理设备，所述主监控设备与所述处理设备通过无线网络连接，所述子监控设备与所述处理设备通过无线网络连接；

所述主监控设备用于获取监控主画面和所述主监控设备的绝对方位角，并将所述监控主画面和所述主监控设备的绝对方位角发送给所述处理设备，所述监控主画面为所述主监控设备拍摄到的区域的实景画面；

所述子监控设备用于获取自身的可视域参数，并将所述可视域参数发送给所述处理设备，所述子监控设备为所述主监控设备监控范围内的监控设备；

所述处理设备用于根据所述主监控设备的绝对方位角、所述可视域参数和所述子监控设备在所述监控主画面上的坐标位置，将所述子监控设备的可视域标注在所述监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示，所述可视域是指子监控设备的监控区域范围，所述可视域立体布控画面为在所述监控主画面上标注了各所述子监控设备对应的可视域的画面。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可视域为扇形，其中：

所述可视域由所述可视域参数确定，且所述可视域参数包括所述子监控设备的绝对方位角、所述子监控设备的监控角度和所述子监控设备的监控距离；

所述子监控设备的绝对方位角为第一投影方向与参考方向的夹角，所述第一投影方向为所述子监控设备的摄像头的焦距方向投影到水平面的方向；

所述子监控设备的监控角度为所述子监控设备的摄像头的视场角；

所述子监控设备的监控距离为所述子监控设备的摄像头的可视距离。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理设备具体用于：

确定所述可视域对应的扇形顶点，所述扇形顶点为所述子监控设备在所述监控主画面上的坐标位置，所述坐标位置是所述处理设备根据用户在所述监控主画面上的第一点击操作得到的；

根据所述子监控设备的监控距离和比例因子得到所述可视域对应的扇形半径，其中，所述比例因子为根据所述监控主画面拍摄的区域与实际区域的缩放比例确定的比例因子；

根据所述子监控设备的绝对方位角和所述主监控设备的绝对方位角的差值，确定可视域方位角，其中，所述主监控设备的绝对方位角为第二投影方向与所述参考方向的夹角，所述第二投影方向为所述主监控设备的摄像头的焦距方向投影到水平面的方向，所述可视域方位角为所述可视域对应的扇形的角平分线与所述第二投影方向构成的角度；

根据所述子监控设备的监控角度获取所述可视域对应的扇形夹角；

根据所述可视域对应的扇形顶点、所述可视域对应的扇形半径、所述可视域方位角和所述可视域对应的扇形夹角，将所述可视域对应的扇形标注在所述监控主画面上，得到对应的可视域立体布控画面并显示。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理设备还用于，在所述子监控设备获取自身的可视域参数，并将所述可视域参数发送给所述处理设备之前：

获取第一坐标点的第一坐标位置，所述第一坐标点为所述监控主画面上的中心点；

接收所述子监控设备的注册请求，根据所述注册请求建立所述主监控设备与所述子监控设备的关联关系；

根据所述关联关系在所述监控主画面上显示提示信息，其中，所述提示信息用于提示用户在所述监控主画面上进行第一点击操作，以得到所述子监控设备在所述监控主画面上的坐标位置；

接收用户在所述监控主画面上的第一点击操作，根据用户在所述监控主画面上的第一点击操作的位置，获取所述子监控设备在所述监控主画面上的坐标位置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述子监控设备包括子监控设备的摄像头、第一方位获取装置、第一处理器以及第一发送器，其中：

所述子监控设备的摄像头用于根据控制指令进行转动，所述第一方位获取装置用于根据预设间隔获取所述子监控设备的绝对方位角，所述第一方位获取装置为指南针或陀螺仪；

所述第一处理器用于获取所述子监控设备的摄像头的第一焦距，并根据所述第一焦距和预先存储的第一监控角度数据表获取所述子监控设备的监控角度，根据所述第一焦距和预先存储的第一监控距离数据表获取所述子监控设备的监控距离，所述第一监控角度数据表指示所述子监控设备的摄像头的各个焦距值与子监控设备的监控角度之间的对应关系，所述第一监控距离数据表指示所述子监控设备的摄像头的各个焦距值与子监控设备的监控距离之间的对应关系；

所述第一发送器用于向所述处理设备发送所述子监控设备的绝对方位角、所述子监控设备的监控角度以及所述子监控设备的监控距离。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主监控设备包括主监控设备的摄像头、第二方位获取装置以及第二发送器，其中：

所述主监控设备的摄像头用于根据控制指令进行转动，所述第二方位获取装置用于根据预设间隔获取所述主监控设备的绝对方位角，所述第二方位获取装置为指南针或陀螺仪；

所述第二发送器用于向所述处理设备发送所述主监控设备的绝对方位角。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述子监控设备的摄像头转动时，所述第一方位获取装置还用于获取所述子监控设备的第一绝对方位角，所述第一绝对方位角为所述子监控设备的摄像头转动后所述子监控设备的绝对方位角；

所述第一发送器还用于将所述第一绝对方位角发送至所述处理设备；

所述处理设备还用于：

根据所述第一绝对方位角和所述主监控设备的绝对方位角的差值，得到第一可视域方位角，所述第一可视域方位角为第一可视域对应的扇形的角平分线与所述第二投影方向构成的角度，所述第一可视域为所述子监控设备的摄像头转动后所述子监控设备的可视域；

根据所述可视域对应的扇形顶点、所述可视域对应的扇形半径、所述第一可视域方位角和所述可视域对应的扇形夹角，将所述第一可视域对应的扇形标注在所述监控主画面上，得到对应的第一可视域立体布控画面并显示。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述子监控设备的摄像头变换焦距时，所述第一处理器还用于获取所述子监控设备的摄像头变换焦距后的第二焦距，并根据所述第二焦距和所述第一监控角度数据表获取第一监控角度，根据所述第二焦距和所述第一监控距离数据表获取第一监控距离，所述第一监控角度为所述子监控设备的摄像头变换焦距后所述子监控设备的监控角度，所述第一监控距离为所述子监控设备的摄像头变换焦距后所述子监控设备的监控距离；

所述第一发送器还用于将所述第一监控角度和所述第一监控距离发送给所述处理设备；

所述处理设备还用于：

根据所述第一监控距离和所述比例因子得到第二可视域对应的扇形半径，所述第二可视域为所述子监控设备的摄像头变换焦距后所述子监控设备的可视域；

根据所述第一监控角度确定所述第二可视域对应的扇形夹角；

根据所述可视域对应的扇形顶点、所述第二可视域对应的扇形半径、所述可视域方位角和所述第二可视域对应的扇形夹角，将所述第二可视域对应的扇形标注在所述监控主画面上，得到对应的第二可视域立体布控画面并显示。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述主监控设备的摄像头转动时，所述主监控设备的摄像头还用于获取第一监控主画面，所述第一监控主画面为所述主监控设备的摄像头转动后拍摄到的区域的实景画面；

所述第二方位获取装置还用于获取所述主监控设备的摄像头的转动角度和所述主监控设备的第二绝对方位角，所述第二摄像头的转动角度包括水平角度和俯仰角度；

所述第二发送器还用于将所述第一监控主画面、所述转动角度和所述主监控设备的第二绝对方位角发送至所述处理设备；

所述处理设备还用于：

根据所述水平角度、所述俯仰角度和所述第一坐标点的第一坐标位置，得到所述第一坐标点在所述第一监控主画面上的第二坐标位置；

根据所述第二坐标位置和所述子监控设备在所述监控主画面上的坐标位置，得到所述主监控设备的摄像头转动后所述子监控设备在所述第一监控主画面上的第三坐标位置，其中，所述第三坐标位置为所述第一监控主画面上所述子监控设备的可视域对应的扇形顶点；

根据所述主监控设备的第二绝对方位角和所述子监控设备的绝对方位角，得到第二可视域方位角，所述第二可视域方位角为所述子监控设备的可视域对应的扇形的角平分线与第三投影方向构成的角度，所述第三投影方向为所述主监控设备的摄像头转动后，所述主监控设备的摄像头的焦距方向投影到水平面的方向；

根据所述第三坐标位置、所述可视域对应的扇形半径、所述第二可视域方位角和所述可视域对应的扇形夹角，将所述子监控设备的可视域对应的扇形标注在所述第一监控主画面上，得到对应的第三可视域立体布控画面并显示。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述主监控设备的摄像头变换焦距时，所述主监控设备的摄像头还用于获取第二监控主画面；

所述第二发送器还用于将所述第二监控主画面、第三焦距和第四焦距发送给所述处理设备，所述第三焦距为所述主监控设备的摄像头变换焦距之前的焦距，所述第四焦距为所述主监控设备的摄像头变换焦距之后的焦距；

所述处理设备还用于：

根据所述第一坐标位置、所述子监控设备在所述监控主画面上的坐标位置、所述第三焦距和所述第四焦距，得到第三可视域对应的扇形顶点，所述第三可视域对应的扇形顶点为所述子监控设备在所述第二监控主画面上的坐标位置；

获取新的比例因子，根据所述新的比例因子和所述子监控设备的监控距离得到所述第三可视域对应的扇形半径，其中，所述新的比例因子为根据所述第二监控主画面拍摄的区域与实际区域的缩放比例确定的比例因子；

根据所述第三可视域对应的扇形顶点、所述第三可视域对应的扇形半径、所述可视域方位角和所述可视域对应的扇形夹角，将所述第三可视域对应的扇形标注在所述第二监控主画面上，得到对应的第四可视域立体布控画面并显示。

11.根据权利要求1-10任一项所述的系统，其特征在于，所述处理设备还用于：

获取用户在所述可视域立体布控画面上的第二点击操作，其中，所述第二点击操作的位置位于目标子监控设备的可视域内，所述目标子监控设备为多个子监控设备中的一个；

根据所述第二点击操作，获取并显示所述目标子监控设备的监控画面。

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