CN114500840A - 一种基于雷达信号的视频视角控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于雷达信号的视频视角控制方法,包括:将雷达和PTZ球机设置在同一位置,并使所述PTZ球机的零度角与所述雷达的水平中心线重合;通过所述雷达实时获取移动目标的坐标信息,将所述坐标信息转化为所述PTZ球机的视频视角参数;所述PTZ球机基于所述视频视角参数调整工作状态,对所述移动目标进行连续监测。本发明大大提升雷达与视频的融合效果,实现对移动目标的实时、连续、准确的监测能力,有效满足不同地形环境的应用需求。

Description

一种基于雷达信号的视频视角控制方法
技术领域
本发明涉及监控领域,更具体地,涉及一种基于雷达信号的视频视角控制方法。
背景技术
近年来,随着科技的快速发展,推动了智能化安防技术的快速崛起,新型化安防技术大多采用多种设备的集成化应用,通过多种手段监测统一目标,从而提供非法目标检测的精准性。与此同时,众多安防设备厂家集中在雷达与视频融合技术的研究与应用,但在雷达信号与视频视角协同联动方面存在诸多问题,尤其是面对高低起伏、地形复杂的场景下,导致视频视角无法有效覆盖雷达目标区域,出现视频监测盲区,无法验证雷达监测目标的真实性。目前,现有技术大多采用视频视角预置位调取方式实现对固定防区的监测,对于面状防区移动目标的连续性监测存在不足,导致目标所在位置与视频视角不吻合,失去了视频图像二次复核的价值。
因此,如何解决现有智能化安防手段中雷达信号与视频视角协同效果差,是目前急于解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于雷达信号的视频视角控制方法,能够解决现有智能化安防手段中雷达信号与视频视角协同效果差的问题。
基于上述目的,本发明提供了一种基于雷达信号的视频视角控制方法,包括:将雷达和PTZ球机设置在同一位置,并使所述PTZ球机的零度角与所述雷达的水平中心线重合;
通过所述雷达实时获取移动目标相对于所述雷达的坐标信息,将所述坐标信息转化为所述PTZ球机的视频视角参数;
所述PTZ球机基于所述视频视角参数调整工作状态,对所述移动目标进行的连续监测。
可选方案中,所述坐标信息包括:所述移动目标距离所述雷达的水平距离、垂直距离,以及所述移动目标的高度。
可选方案中,所述PTZ球机的视频视角参数包括:PTZ球机需要改变的水平角度和俯仰角度以及视场倍率。
可选方案中,基于所述坐标信息,通过三角函数关系计算所述水平角度。
可选方案中,基于所述坐标信息,通过三角函数关系计算所述俯仰角度。
可选方案中,基于所述坐标信息,通过三角函数关系计算所述PTZ球机的新视场角,基于所述PTZ球机的原始视场角和所述新视场角,计算出所述视场倍率。
可选方案中,对设定的防控区域,所述方法还包括:对获得的所述视频视角参数进行参数值校正,以便所述移动目标在移动过程中处于视角中心位置。
可选方案中,所述方法包括:将整个防控区域根据地面起伏情况分切为多个子区域,针对每一个所述子区域设置单独的校正参数,所述视频视角参数基于所述校正参数进行校正,所述PTZ球机基于校正后的视频视角参数调整工作状态。
本发明的有益效果在于:
本发明大大提升雷达与视频的融合效果,实现对移动目标的实时、连续、准确的监测能力,有效满足不同地形环境的应用需求。
本发明很好的支持了远距离目标特征的识别与提取,通过雷达精准引导视频视角切换,在百米甚至几公里范围内都能精准获取目标图像信息,再利用视频图像处理分析技术,便可实现在远距离条件下实现对目标的有效监测。因此本方法有效解决了雷达与视频融合技术上的壁垒,提升雷达与视频融合应用效果,为后续安防智能化应用提供了有力支撑。
进一步地,为提升雷达与视频图像二者联动的适应性,满足在不同地形条件下的监测需求,建立手动校准模式,在特定视频视角下进行调整,使得入侵目标能够准确的显示在视频图像适当位置,进而完成移动目标的实施跟踪与监测。
本发明的方法具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述,这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1示出了根据本发明一实施例的基于雷达信号的视频视角控制方法的流程图。
图2示出了根据本发明一实施例的计算水平角度的原理图。
图3示出了根据本发明一实施例的计算俯仰角度的原理图。
图4示出了根据本发明一实施例的计算视场倍率的原理图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明。虽然本发明提供了优选的实施例,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明一实施例提供了一种基于雷达信号的视频视角控制方法,参考图1,所述方法包括:
将雷达和PTZ球机设置在同一位置,并使所述PTZ球机的零度角与所述雷达的水平中心线重合;
通过所述雷达实时获取移动目标的坐标信息,将所述坐标信息转化为所述PTZ球机的视频视角参数;
所述PTZ球机基于所述视频视角参数调整工作状态,对所述移动目标进行连续监测。
参照图2至图4,具体地,将雷达和PTZ球机设置在同一位置,通过雷达探测移动目标实时位置,解析得出该目标的坐标信息(x,y,z),x代表水平方向移动目标与雷达的相对距离,y代表垂直方向移动目标与雷达的相对距离,z代表移动目标的高度。PTZ球机的零度角与雷达水平中心线(y轴)重合,垂直于同一条垂线上,因此形成雷达与PTZ球机距离移动目标的距离一致。基于雷达探测到的坐标信息,可计算出PTZ球机视频视角参数,依托高性能计算设备,在毫秒范围内实现雷达坐标转换成视频视角参数。视频云台切换到指定位置,实现对移动目标的精准探测与实时跟踪。
本发明大大提升雷达与视频的融合效果,实现对移动目标的实时、连续、准确的监测能力。本发明很好的支持了远距离目标特征的识别与提取,通过雷达精准引导视频视角切换,在百米甚至几公里范围内都能精准获取目标图像信息,再利用视频图像处理分析技术,便可实现在远距离条件下实现对目标的有效监测。因此本方法有效解决了雷达与视频融合技术上的壁垒,提升雷达与视频融合应用效果,为后续安防智能化应用提供了有力支撑。
视频视角参数包括:转动水平角度、俯仰角度及视角倍率。下面将对水平角度、俯仰角度及视角倍率计算方法进行阐述:
参考图2,为俯视图,计算水平角度A(p1)。
a为目标所在位置,利用雷达探测位置坐标值(x,y,z),依据三角函数关系,可得出此刻目标与视频零度视角中心线在水平面上的相对角度,tanA=ay/oy。球机云台将依据∠A数值进行转动,将视频视角垂直中心线与a点重合。
参考图3,为侧视图,计算垂直角度B(t1)。
利用雷达、PTZ球机安装高度值(oh)和目标高度值(az)计算得出二者差值(ax),依据三角函数关系,可得出此刻目标与视频水平中心线的相对角度,tanB=ax/ox。球机云台将依据∠B数据进行转动,将视频视角水平中心线与a点重合。
参照图4,为侧视图,计算视场倍率(z1)。
根据雷达、PTZ球机安装高度(oh)、目标距离(ox)及高度(az)等数值,利用三角函数关系可得出
Figure BDA0003488723900000051
sinC=ob/oa,由此可计算出球机的视角范围∠C,基于PTZ球机的原有视角范围和新的视角范围,计算出PTZ球机的视场倍率z1,PTZ球机将通过调整视场倍率切换至该视角。
由此可得出此刻视频视角(p1,t1,z1),实现视频视角对移动目标的连续监测。
针对于地势起伏较大、坡度陡峭等防控区域,需要对该防控区域视频视角进行手动校正,通过设置参数纠正由于地形起伏造成的目标监测视角偏差,以便目标在移动过程中仍处于视角中心位置。具体措施如下:
(1)将地势起伏较大的防控区域在整个雷达监测防区进行标识,识别地势起伏因素影响范围,完成该防控区域与整个监测防区上的逻辑切分。如果同时存在多个防控区域,可实现对多个防控区域同时切分,为每个防控区域设置ID,针对不同防控区域进行单独视频视角校正。
(2)在理论计算公式基础上增加或减少参数值(p′,t′,z′),形成新的视角控制计算公式(p2=p1±p′,t2=t1±t′,z2=z1±z′),在理论视角的基础上调节视场角控制参数。当目标出现地势起伏较大的防控区域时,将根据雷达信号判断目标所处防区,形成符合该防区的视频视角参数。
该方法很好的实现了针对移动目标的实时跟踪与监测,能够适应高低起伏的地势环境,为雷达与视频结合的安防产品应用提供了良好的联动算法支撑。
本实施例建立了一套可根据应用场景人工配置的雷达信号引导视频视角控制方法,通过标定雷达与PTZ球机的位置坐标,分析雷达信号坐标与视频图像视角特性,建立基于三角函数的雷达信号与视频图像视角的映射关系,基于已知的雷达信号位置信息计算出视频图像对应的视角,实现对移动目标的精准探测与实时跟踪。在此基础上,针对复杂起伏、坡度较大的地形,通过将监测防区进行切分,形成多个独立控制单元,建立视频视角误差控制机制,实现在理论计算监测视频视角基础上进行误差校正,便可满足对复杂地形环境中的目标进行有效监测。进一步地,为提升雷达与视频图像二者联动的适应性,满足在不同地形条件下的监测需求,建立手动校准模式,在特定视频视角下进行调整,使得入侵目标能够准确的显示在视频图像适当位置,进而完成移动目标的实施跟踪与监测。
本方法重点应用于安全防护手段,是雷达与视频结合技术的有力支撑,也可用于其他探测传感装置与视频联动,实现对移动目标的实时跟踪,有效克服高低不平整防区导致的目标图像获取偏差问题。目前,主流安防产品大多数结合了视频监控装置,例如振动光纤、探测线缆、红外等,未来安防产品将充分依托视频技术,在目标感知基础上利用视频完成对目标的复核判别,因此,本方法的提出将大大提升目标跟踪识别效率,提升安防产品对于环境的适应能力。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (7)

1.一种基于雷达信号的视频视角控制方法,其特征在于,包括:
将雷达和PTZ球机设置在同一位置,并使所述PTZ球机的零度角与所述雷达的水平中心线重合;
通过所述雷达实时获取移动目标相对于所述雷达的坐标信息,将所述坐标信息转化为所述PTZ球机的视频视角参数;
所述PTZ球机基于所述视频视角参数调整工作状态,对所述移动目标进行连续监测。
2.根据权利要求1所述的基于雷达信号的视频视角控制方法,其特征在于,所述坐标信息包括:所述移动目标距离所述雷达的水平距离、垂直距离,以及所述移动目标的高度。
3.根据权利要求1所述的基于雷达信号的视频视角控制方法,其特征在于,所述PTZ球机的视频视角参数包括:PTZ球机需要改变的水平角度和俯仰角度以及视场倍率。
4.根据权利要求3所述的基于雷达信号的视频视角控制方法,其特征在于,基于所述坐标信息,通过三角函数关系计算所述水平角度。
5.根据权利要求3所述的基于雷达信号的视频视角控制方法,其特征在于,基于所述坐标信息,通过三角函数关系计算所述俯仰角度。
6.根据权利要求3所述的基于雷达信号的视频视角控制方法,其特征在于,基于所述坐标信息,通过三角函数关系计算所述PTZ球机的新视场角,基于所述PTZ球机的原始视场角和所述新视场角,计算出所述视场倍率。
7.根据权利要求1所述的基于雷达信号的视频视角控制方法,其特征在于,所述方法包括:
将整个防控区域根据地面起伏情况分切为多个子区域,针对每一个所述子区域设置单独的校正参数,所述视频视角参数基于所述校正参数进行校正,所述PTZ球机基于校正后的视频视角参数调整工作状态。
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