CN113660421A - 一种定位视频的联动方法及联动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定位视频的联动方法及联动系统，其中定位视频的联动方法包括：通过定位平台获得监控目标的物理坐标；将得到的物理坐标转换映射匹配为球机识别的视觉坐标；通过球机对监控目标进行追视，实现定位视频联动。通过本发明中的定位视频联动方法，能够有效实现对于制定目标的正向追踪，以及对多个监控目标中的违规人员进行反向定位，有效提高了对于现场人员的监控以及突发事件的应急处理能力。通过本发明中的定位视频联动系统，有效保证了在监控过程中监控目标在球机中视觉坐标与物理坐标的实时转换，从最大程度上提高了对违规人员的反向定位。

Description

一种定位视频的联动方法及联动系统

技术领域

本发明涉及边缘计算领域，具体而言，涉及一种定位视频的联动方法及联动系统。

背景技术

边缘计算，是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在物或数据源头发起，产生更快的服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。对物联网而言，边缘计算技术不断发展，意味着许多控制无需传输到云端通过本地设备就可以实现，处理过程将在本地边缘计算层完成。这将大大提升处理效率，同时更加靠近用户，还可为用户提供更快的响应，将需求在边缘端解决。

传统连接智能设备的大部分数据处理都是在云端进行的，这会导致在中央服务器上来回发送数据可能导致延迟，还需要大量昂贵的基础架构。传统上，云计算已成为许多设备连接到互联网的可靠且具有成本效益的手段，但物联网和移动计算的不断发展给网络带宽带来了压力。随着越来越多的设备连接到互联网并升成数据，云计算可能无法处理所有这些问题，或者说延迟时间不够低，无法在关键时刻发挥作用。

尤其在现场管理中，通过传统云计算的形式，需要首先将现场信息数据传输到云平台上，然后再通过云平台对信息数据进行分析确认人员的违规操作或者异常事故，而后再向现场终端发送操控指令，整个过程繁冗复杂，往往形成应急指令的发送延误，造成突发事件的错误研判。

另外，对于现场管理的角度，在现场人员出现违规操作后，仅能从视频中了解到违规行为，但是不能有效确认违规人员或者异常事故的准确位置，对于违规人员的位置以及突发事故的地点缺乏高效的定位。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明公开了一种定位视频的联动方法，通过将定位平台的定位功能以及用于监控现场情况球机的采集视频信息功能相结合实现定位视频联动，能够有效改善现场的管理，并且利于对于违规人员或者突发事件的迅速定位。

具体地，本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明公开了一种定位视频的联动方法，包括如下步骤：

通过定位平台获得监控目标的物理坐标；

将得到的物理坐标转换映射匹配为球机识别的视觉坐标；

通过球机对监控目标进行追视，实现定位视频联动。

在进一步的实施方式中，通过定位平台得到的监控目标的物理坐标，调用就近的球机对监控目标进行追视。

在进一步的实施方式中，通过球机追视监控目标的现场实时画面，自动对焦近距离锁定监控目标，识别监控目标的行为。

在进一步的实施方式中，球机追视所获得的视频数据通过AI智能视觉行为分析处理后，通过分析结果实时反馈所述监控目标行为的安全性，以确定监控目标是否违规。

在进一步的实施方式中，以球机在定位平台中的物理坐标为基准点，构建球机的视觉坐标系，以使球机对监控目标在其视觉坐标系中进行追视。

在进一步的实施方式中，监控目标在视觉坐标系中的视觉坐标与其在定位平台上的物理坐标相互关联，关联因素包括基于球机的初始还原状态，球机的旋转角度以及对焦缩放倍数。

在进一步的实施方式中，当监控目标为确定的指定目标时，通过球机的追视能够对指定目标进行正向追踪；当监控目标为不确定的多个目标时，通过球机的追视能够对违规目标进行反向定位。

在进一步的实施方式中，反向定位包括对违规目标在球机中的视觉坐标进行关联还原，确定违规目标在定位平台上的物理坐标。

通过本发明中的定位视频联动方法，能够有效实现对于制定目标的正向追踪，以及对多个监控目标中的违规人员进行反向定位，有效提高了对于现场人员的监控以及突发事件的应急处理能力。

第二方面，本发明还提供了一种采用上述定位视频联动方法的联动系统，包括：

定位单元，所述定位单元包括地面定位基站及卫星定位系统，通过所述地面定位基站及卫星定位系统实现目标定位，以获得监控目标的物理坐标；

边缘计算单元，所述边缘计算单元用于通过边缘计算将物理坐标转换匹配映射为球机能够识别的视觉坐标；

追踪单元：用于使球机根据所述视觉坐标锁定监控目标进行实时跟踪。

在进一步的实施方式中，所述边缘计算单元包括智能算法处理模块，所述智能算法处理模块用于将监控目标的物料坐标经过智能分析转换成球机识别的视觉坐标。

通过本发明中的定位视频联动系统，能够有效实现定位功能以及视频采集功能之间的有机结合，通过边缘计算单元将物理坐标转换匹配映射为球机能够识别的视觉坐标；有效保证了在监控过程中监控目标在球机中视觉坐标与物理坐标的实时转换，从最大程度上提高了对违规人员的反向定位。

第三方面，本发明公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述联动方法的步骤。

第四方面，本发明公开了一种计算机设备，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如第一方面所述联动方法的步骤。

本发明提供的一种定位视频的联动方法及联动系统，有效提高了施工现场的管理能力，能够将现场操作人员的违规操作以及异常事故及时监控并追踪定位，规避了因人员违规或者突发事故造成的进一步的安全风险，使施工现场能够实现实时追踪监控，实时反向定位的科学管理。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的定位视频的联动方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的联动系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1为本发明实施例公开的一种定位视频联动方法的流程示意图，参照图1所示，所述方法包括如下步骤：

S1、通过定位平台获得监控目标的物理坐标；

S2、将得到的物理坐标转换映射匹配为球机识别的视觉坐标；

S3、通过球机对监控目标进行追视，实现定位视频联动。

本发明的定位视频联动方法，主要应用于施工现场，对施工现场的操作人员以及实时状况进行监控。

在监控过程中，定位平台对监控目标进行定位，获取其实时的物理坐标，并在定位的同时通过球机对监控目标进行追视，实现了将监控目标的位置信息和视频图像有机的结合在一起，能够对监控目标的实时视频追踪监控，用定位视频两者之间联动的手段更好的达到对人员和物体的监控。

通过将定位平台得到的监控目标的物理坐标转换为球机的视觉坐标，并通过球机对监控目标进行追视，能够实现监控目标的位置在定位平台上以及球机视野中的互联，并且有效保证了监控目标定位的精准度。

通过球机对监控目标进行追视，实现了监控目标在移动过程中的有效定位，通过监控目标在物理坐标以及球机视野中视觉坐标中的关联，能够使监控目标在不断定位过程中持续进行视频采集，实现定位以及视频的联动。

通过定位以及视频之间的联动，有效确保了对施工现场的视频监控，以及对于监控目标的及时定位，在确定出现违规或者突发事故时能够在第一时间确定地点位置，保证了施工现场管理的安全性。

在通过球机对监控目标进行追视的步骤中，定位平台除了获得监控目标的物理坐标，还包括对现场分布的球机的物理坐标进行获取，基于球机具有一定范围的监控区域，能够通过调用就近的球机对监控目标进行追视，以确保视频信息的完整性，同时也能够保障获取到的视频信息的质量。

物理坐标是通过地面定位基站和卫星定位系统获取得到的目标坐标数据，在世界坐标系中可以描述检测目标的空间位置，它是一个三维直角坐标系(X_W，Y_W，Z_W)。

视觉坐标是在视觉坐标系中描述目标位置信息，视觉坐标系也是一个三维直角坐标系(x_c，y_c，z_c)，视觉坐标系的原点是镜头的光心，x、y轴分别与相面的两边平行，z轴为镜头的光轴，与像平面垂直。

物理坐标到视觉坐标也就是通过世界坐标系到视觉坐标系的映射变换，根据这种映射关系将物理坐标转换成球机摄像头识别的视觉坐标。这种变换是刚体变换，也就是只改变物体的空间位置(平移)和朝向(旋转)，而不改变物体的形状。只需要用旋转矩阵R和平移向量t可以表示这种变换，在齐次坐标下，旋转矩阵R是正交矩阵，可通过Rodrigues变换转换成为只有三个独立变量的旋转向量。世界坐标系到视觉坐标系的变换用6个参数就可以表示，包括3个旋转向量，3个平移向量，这6个参数就是相机的外参。相机外参决定了空间点从物理坐标系到相机坐标系的变换。

齐次坐标下可表示为：

从视觉坐标系到图像坐标系，属于透视投影关系，从3D转换到2D。图像坐标系也叫平面坐标系，用物理单位表示像素的位置，单位是mm。坐标原点为摄像机光轴与图像坐标系的交点位置。

根据相似三角原理

在齐次坐标下表示为：

球机在获取现场视频信息时，主要是用来追视监控目标的现场实时画面，并且依据采集到的视频信息对施工现场进行管控。

为了能够得到更加直面以及清楚的视频信息，球机能够自动对焦近距离锁定监控目标，识别监控目标的行为。在该过程中，通过自动对焦以及锁定监控目标的形式，能够直接得到更加清晰的画面，利于对目标行为以及现场状况做出准确的研判，识别行为后进一步聚焦头部识别人脸，然后球机进行高精度定位。

在对违规行为进行研判确定时，球机追视所获得的视频数据通过AI智能视觉行为分析处理，AI智能视觉行为分析能够对球机得到的视频信息进行综合分析，并能够得出关于施工现场中的指定监控目标的行为是否合规；后者通过智能分析，筛选出多个不确定的监控目标中出现违规操作的目标以及对突发事故的确认。

通过AI智能视觉行为分析结果，能够实时反馈监控目标行为的安全性，以确定监控目标是否违规，并且能够确定施工现场是否出现突发事故。

在将得到的物理坐标转换映射匹配为球机识别的视觉坐标步骤中，以球机在定位平台中的物理坐标为基准点，构建球机的视觉坐标系，以使球机对监控目标在其视觉坐标系中进行追视。

基于上文已述的采用与监控目标就近的球机进行监控，通过以就近的球机在定位平台中的物理坐标作为基准点，构建球机的视觉坐标系，使监控目标的移动持续在球机的监控范围之内。

需要指出，当监控目标处于移动状态时，通过不同的球机对其进行追视，以确保监控目标一直在球机的视觉坐标系中受到追视。当然，在球机的切换中，监控目标可以在不同球机中的视觉坐标系中，由于球机的物理坐标位置是固定不变的，虽然相同监控目标在不同球机视觉坐标系中的位置可能不同，但是也能够根据球机所处的固定位置来确定监控目标的实际物理空间位置，这里不再赘述。

进一步地，基于视觉坐标系为球机的物理坐标为基准点，监控目标在视觉坐标系中的视觉坐标与其在定位平台上的物理坐标相互关联，能够通过两者之间的关联对监控目标进行精准定位。

关联因素包括基于球机的初始还原状态，球机的旋转角度以及对焦缩放倍数。球机视觉坐标系的原点，具体是以球机在定位平台中的物理坐标为基准点，在其处于初始还原状态下的基点，通过该基点来构建球机的视觉坐标系。

通过关联因素，能够将球机在监控过程中的自动对焦以及旋转动作充分考虑进来，能够真实还原监控目标的物理坐标，有效保证定位精准性。

本发明中的定位视频联动方法，包括两种具体的监控方式：

当监控目标为确定的指定目标时，通过球机的追视能够对指定目标进行正向追踪，以确定监控目标是否出现违规。

当监控目标为不确定的多个目标时，通过球机的追视能够对违规目标进行反向定位，或者对夜间明火等突发事故进行反向定位。

在反向定位过程中，需要对违规目标或者突发事故等在球机中的视觉坐标进行关联还原，确定其在定位平台上的物理坐标，从而利于掌控违规目标或者突发事故的地点信息，以在第一时间内做出应急措施。

通过本发明中定位视频的联动方法，能够有效提高施工现场的科学管理能力，实现在第一时间内对违规人员以及突发事故进行响应处理，保证了施工现场的安全性。

图2是本发明公开的一种采用上述定位视频联动方法的联动系统的结构示意图，该联动系统包括：

定位单元101：用于先通过地面定位基站和卫星定位系统实现人车定位，获得监控目标的物理坐标；

边缘计算单元102：用于通过边缘计算将物理坐标转换匹配映射为球机能够识别的视觉坐标；

追踪单元103：用于球机根据所述视觉坐标锁定目标进行实时跟踪。

该联动系统主要由上述三个单元构成，从而实现定位和视频联动的人工智能边缘计算，适用广。

具体实施时，以上各个模块可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

优选地，所述边缘计算单元包括智能算法处理模块，所述智能算法处理模块用于将监控目标的物理坐标经过智能分析转换成球机识别的所述视觉坐标。

边缘计算通过4G、5G、lora的网络进行通讯传输，可就近部署在现场，使计算和数据存储更接近收集它的设备。

通过将物理坐标系和视觉坐标系匹配映射，实现目标定位与监控视频同步联动，且实时更新，能够作为现场管理的可靠依据，提高科学管理能力。

本发明的联动方法通过工业物联网平台，边缘计算的方式，而不依赖于中心机房服务器或云服务器，解决了现场网络铺设困难以及信息传输冗繁易滞后的技术问题。

图3是本发明公开的一种计算机设备的结构示意图。参考图3所示，该计算机设备包括：输入装置63、输出装置64、存储器62和处理器61；所述存储器62，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61执行，使得所述一个或多个处理器61实现如上述实施例提供的一种联动方法；其中输入装置63、输出装置64、存储器62和处理器61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62作为一种计算设备可读写存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本申请实施例所述的一种联动方法对应的程序指令；存储器62可主要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、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等；此外，存储器62可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件；在一些实例中，存储器62可进一步包括相对于处理器61远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。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63可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入；输出装置64可包括显示屏等显示设备。

处理器61通过运行存储在存储器62中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理。

上述提供的计算机设备可用于执行上述实施例提供的一种定位视频的联动方法，具备相应的功能和有益效果。

本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述实施例提供的一种联动方法，存储介质是任何的各种类型的存储器设备或存储设备，存储介质包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等；存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合；另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的第一计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到第一计算机系统；第二计算机系统可以提供程序指令给第一计算机用于执行。存储介质包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上实施例所述的一种联动方法，还可以执行本申请任意实施例所提供的一种联动方法中的相关操作。

最后应说明的是：虽然本说明书包含许多具体实施细节，但是这些不应被解释为限制任何发明的范围或所要求保护的范围，而是主要用于描述特定发明的具体实施例的特征。本说明书内在多个实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实施。另一方面，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开实施或以任何合适的子组合来实施。此外，虽然特征可以如上所述在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。

类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以所示的特定顺序执行或顺次执行、或者要求所有例示的操作被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施例中均需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中，或者封装成多个软件产品。

由此，主题的特定实施例已被描述。其他实施例在所附权利要求书的范围以内。在某些情况下，权利要求书中记载的动作可以以不同的顺序执行并且仍实现期望的结果。此外，附图中描绘的处理并非必需所示的特定顺序或顺次顺序，以实现期望的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可能是有利的。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种定位视频的联动方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过定位平台获得监控目标的物理坐标；

将得到的物理坐标转换映射匹配为球机识别的视觉坐标；

通过球机对监控目标进行追视，实现定位视频联动。

2.根据权利要求1所述的联动方法，其特征在于，通过定位平台得到的监控目标的物理坐标，调用就近的球机对监控目标进行追视。

3.根据权利要求1所述的联动方法，其特征在于，通过球机追视监控目标的现场实时画面，自动对焦近距离锁定监控目标，识别监控目标的行为。

4.根据权利要求3所述的联动方法，其特征在于，球机追视所获得的视频数据通过AI智能视觉行为分析处理后，通过分析结果实时反馈所述监控目标行为的安全性，以确定监控目标是否违规。

5.根据权利要求4所述的联动方法，其特征在于，以球机在定位平台中的物理坐标为基准点，构建球机的视觉坐标系，以使球机对监控目标在其视觉坐标系中进行追视。

6.根据权利要求5所述的联动方法，其特征在于，监控目标在视觉坐标系中的视觉坐标与其在定位平台上的物理坐标相互关联，关联因素包括基于球机的初始还原状态，球机的旋转角度以及对焦缩放倍数。

7.根据权利要求5所述的联动方法，其特征在于，当监控目标为确定的指定目标时，通过球机的追视能够对指定目标进行正向追踪；当监控目标为不确定的多个目标时，通过球机的追视能够对违规目标进行反向定位。

8.根据权利要求5所述的联动方法，其特征在于，反向定位包括对违规目标在球机中的视觉坐标进行关联还原，确定违规目标在定位平台上的物理坐标。

9.一种定位视频联动系统，其特征在于，包括：

定位单元，所述定位单元包括地面定位基站及卫星定位系统，通过所述地面定位基站及卫星定位系统实现目标定位，以获得监控目标的物理坐标；

边缘计算单元，所述边缘计算单元用于通过边缘计算将物理坐标转换匹配映射为球机能够识别的视觉坐标；

追踪单元：用于使球机根据所述视觉坐标锁定监控目标进行实时跟踪。

10.根据权利要求9所述的联动系统，其特征在于，所述边缘计算单元包括智能算法处理模块，所述智能算法处理模块用于将监控目标的物理坐标经过智能分析转换成球机识别的视觉坐标。

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