CN114785961A - 一种基于云台相机的巡视路线生成方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种基于云台相机的巡视路线生成方法、设备及介质，涉及输电线路监测技术领域，方法包括：将云台相机调整至预设角度，以获取当前视频图像，其中当前视频图像包含被巡视目标；获取预设角度下，相机在云台球面坐标系中的相机角度坐标，在当前视频图像中，沿被巡视目标的中心线进行路径点采样，得到多个采样点；获取每个采样点在像素坐标系中的采样点位置坐标，基于每个采样点的采样点位置坐标、相机角度坐标以及预先构建的相机球面坐标系，生成每个采样点在预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标，根据云台相机在预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标，对云台相机进行拍摄角度调整，生成多个采样点的巡视路线。

Description

一种基于云台相机的巡视路线生成方法、设备及介质

技术领域

本说明书涉及输电线路监测技术领域，尤其涉及一种基于云台相机的巡视路线生成方法、设备及介质。

背景技术

为了确保输电线缆通道安全，电力公司一般采用人工巡检、无人机巡检、和在线监测装置巡检等方式进行巡线检查。其中，人工巡检和无人机巡检都需要人员到达实际现场，以完成巡线检查工作，巡检频率较低；并且在恶劣天气下，受环境影响较大，导致人员无法到达巡查现场，影响巡线检查的进度。在线监测装置巡检通常使用带云台的相机，在带云台的相机上创建巡视路线。通过设置好多个预置位，按照一定顺序串联多个预置位生成一条巡视线路，其中，预置位的创建需要人工手动逐个调整云台的水平朝向角、垂直朝向角和镜头倍率来完成。

通过创建多个预置位来生成巡视路线的方式，需要先创建多个预置位。不仅占用了大量的预置位资源，而且具体在创建每个预置位时，需要对云台的水平转动、垂直转动和镜头缩放等进行一系列的反复调整。由上述论述可知，现有技术中的巡视路线创建过程需要多个预置位，创建过程繁琐，费时费力。

发明内容

本说明书一个或多个实施例提供了一种基于云台相机的巡视路线生成方法、设备及介质，用于解决如下技术问题：现有技术中的巡视路线创建过程需要多个预置位，创建过程繁琐，费时费力。

本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：

本说明书一个或多个实施例提供一种基于云台相机的巡视路线生成方法，方法包括：将云台相机调整至预设角度，以获取当前视频图像，其中，所述当前视频图像包含被巡视目标；在所述预设角度下，确定相机在预先构建的云台球面坐标系中的相机角度坐标，其中，所述相机为所述云台相机中的视频采集组件，所述相机角度坐标用于表示所述相机在云台球面坐标系中的当前水平旋转角度和当前垂直旋转角度；在所述被巡视目标的当前视频图像中，沿所述被巡视目标的中心线，进行路径点采样，得到多个采样点；获取每个采样点在预先构建的像素坐标系中的采样点位置坐标，所述采样点位置坐标用于表示所述每个采样点在所述当前视频图像中的位置信息；基于所述每个采样点的采样点位置坐标、所述相机角度坐标以及预先构建的相机球面坐标系，生成所述每个采样点在所述预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标，其中，所述采样点角度坐标为所述云台相机对每个采样点进行巡视时，所述云台相机对应的相机水平转角和相机垂直转角；根据所述采样点角度坐标，对所述云台相机进行拍摄角度调整，生成多个采样点的巡视路线。

本说明书一个或多个实施例提供一种基于云台相机的巡视路线生成设备，所述设备包括：

至少一个处理器；

以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述方法。

本说明书一个或多个实施例提供一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机能执行指令，所述计算机能执行指令设置为：将云台相机调整至预设角度，以获取当前视频图像，其中，所述当前视频图像包含被巡视目标；在所述预设角度下，确定相机在预先构建的云台球面坐标系中的相机角度坐标，其中，所述相机为所述云台相机中的视频采集组件，所述相机角度坐标用于表示所述相机在云台球面坐标系中的当前水平旋转角度和当前垂直旋转角度；在所述被巡视目标的当前视频图像中，沿所述被巡视目标的中心线，进行路径点采样，得到多个采样点；获取每个采样点在预先构建的像素坐标系中的采样点位置坐标，所述采样点位置坐标用于表示所述每个采样点在所述当前视频图像中的位置信息；基于所述每个采样点的采样点位置坐标、所述相机角度坐标以及预先构建的相机球面坐标系，生成所述每个采样点在所述预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标，其中，所述采样点角度坐标为所述云台相机对每个采样点进行巡视时，所述云台相机对应的相机水平转角和相机垂直转角；根据所述采样点角度坐标，对所述云台相机进行拍摄角度调整，生成多个采样点的巡视路线。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：通过上述技术方案，通过相机拍摄到的当前视频图像中的被巡视目标的中心线，进行路径采样，保证了采样结果满足巡视被巡视目标的要求，省去了对有限的预置位资源的占用，巡视路线不依赖于预置位，也不会受到对预置位进行变更的影响。每个采样点的位置坐标转换为相机球面坐标，并根据相机与云台之间的角度关系，完成位置坐标的坐标转换，得到云台拍摄到采样点时所需的调整角度。无需逐个创建预置位，也无需在每次创建预置位时进行的繁琐的多次调整云台的步骤，用更加直接的方式指定了巡视路线上画面的中心点，使用户可以对正在创建的巡视路线所产生的巡视画面有一定预见性。操作方便，简化了创建巡视路线的操作步骤，提高了创建巡视路线的效率，还具备所见即所得和直观的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，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。在附图中：

图1为本说明书实施例提供的一种基于云台相机的巡视路线生成方法的流程示意图；

图2为本说明书实施例提供的一种云台相机的云台转动示意图；

图3为本说明书实施例提供的一种云台对应的云台球面坐标系的坐标示意图；

图4为本说明书实施例提供的一种云台球面坐标和相机球面坐标在平面坐标中的位置示意图；

图5为本说明书实施例提供的一种像素坐标系的坐标示意图；

图6为本说明书实施例提供的一种像素坐标系和相机球面坐标系的位置示意图；

图7为本说明书实施例提供的另一种像素坐标系和相机球面坐标系的位置示意图；

图8为本说明书实施例提供的另一种云台相机的巡视路线生成方法的流程示意图；

图9为本说明书实施例提供的一种基于云台相机的巡视路线生成设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

本说明书实施例提供一种基于云台相机的巡视路线生成方法，需要说明的是，本说明书实施例中的执行主体可以是服务器，也可以是任意一种具备数据处理能力的设备。图1为本说明书实施例提供的一种基于云台相机的巡视路线生成方法的流程示意图，如图1所示，主要包括如下步骤：

步骤S101，将云台相机调整至预设角度，以获取当前视频图像。

具体地，在云台相机中的相机的最小倍率下，调整云台相机的云台至预设角度，以便在预设角度下，相机采集的当前视频图像为被巡视目标的视频图像。

在本说明书的一个实施例中，在云台相机中的相机的最小倍率下，通常为1倍倍率，通过调整云台，调整相机的拍摄视角，使被巡视目标呈现在相机拍摄到的视频画面中，得到在预设角度下被巡视目标的当前视频图像，当前视频图像包含被巡视目标。此处的被巡视目标可以是输电线缆、输电线路等；当被巡视目标呈现在视频画面中时，可以是被巡视目标的一部分，也可以是被巡视目标的全部；此处的预设角度为可以采集到被巡视目标，使得被巡视目标呈现在相机拍摄到的视频画面中的角度。

步骤S102，在预设角度下，确定相机在预先构建的云台球面坐标系中的相机角度坐标。

在步骤S102之前，获取该相机云台中云台的垂直转动轴和水平转动轴；根据该云台的垂直转动轴和水平转动轴，构建云台对应的云台球面坐标系；获取该云台在该垂直转动轴上的垂直转动角度，以及该云台在该水平转动轴上的水平转动角度；根据该垂直转动角度和该水平转动角度，在该云台球面坐标系中设置该云台的云台基准零位，其中，该云台基准零位对应的垂直转动角度和水平转动角度均为初始指定角度；获取该云台相机在该预设角度处的相机光轴，将该相机光轴作为相机球面坐标系的相机基准零位，其中，该相机基准零位用于表示在该相机球面坐标系中垂直转动角度和水平转动角度均为初始指定角度的位置；基于该相机基准零位，构建相机对应的相机球面坐标系。

在本说明书的一个实施例中，根据云台的转动，构建云台的球面坐标系。图2为本说明书实施例提供的一种云台相机的云台转动示意图，如图2所示，在云台中设置有垂直转动轴和水平转动轴，在图中垂直转动轴用Tilt轴表示，水平转动轴用Pan轴表示，云台绕Tilt轴转动的角度为垂直转动角tilt，绕Pan轴转动的角度为水平转动角pan，其中pan取值范围在-180°到180°之间，tilt取值范围在-90°到90°之间。图3为本说明书实施例提供的一种云台对应的云台球面坐标系的坐标示意图，如图3所示，根据云台的垂直转动轴和水平转动轴，构建云台对应的云台球面坐标系，以垂直转动轴和水平转动轴的交点为云台球面坐标系的球心。获取云台在垂直转动轴上的垂直转动角度为0°且云台在水平转动轴上的水平转动角度为0°的位置，作为该云台在云台球面坐标系中的云台基准零位，也就是说，初始指定角度为0°。

在本说明书的一个实施例中，获取云台相机在预设角度处的相机光轴，将相机光轴中作为相机球面坐标系的相机基准零位，基于该相机基准零位，构建相机对应的相机球面坐标系。相机经过云台旋转后，到预设角度对应的朝向，以此时相机的光轴为基准零位，建立相机在预设角度对应的相机球面坐标系，其中，该相机基准零位用于表示在相机球面坐标系中垂直转动角度和水平转动角度均为0°的位置。

在本说明书的一个实施例中，获取预设角度下，相机在预先构建的云台球面坐标系中的相机角度坐标，获取云台相机中的相机在预设角度下的相机光轴，并记录相机光轴在预先构建的云台球面坐标系中的相机角度坐标。需要说明的是，相机为云台相机中的视频采集组件。在构建相机球面坐标系时，将光轴设置为基准零位，在基准零位处，相机在相机球面坐标系中的水平转动角和垂直转动角均为0°。记录在相机光轴在预先构建的云台球面坐标系中的相机角度坐标，可以理解为记录基准零位在云台球面坐标系中的角度坐标，相机角度坐标用于表示相机在云台球面坐标系中，在当前预设角度下的当前水平旋转角度和当前垂直旋转角度。由于光轴为射线，且云台球面坐标系中的坐标为水平转动角度和垂直转动角度，同一条线的上每个点在云台球面坐标系中的转动角度是一致的。图4为本说明书实施例提供的一种云台球面坐标和相机球面坐标在平面坐标中的位置示意图，如图4所示，O_W为云台球面坐标系中的云台基准零位，O_C为相机球面坐标系中的相机基准零位。

步骤S103，在被巡视目标的当前视频图像中，沿被巡视目标的中心线，进行路径点采样，得到多个采样点。

具体地，在该被巡视目标的当前视频图像中，获取该被巡视目标的中心线；在该被巡视目标的中心线的指定位置处，确定初始采样点；沿该被巡视目标的中心线，在该初始采样点之后，确定指定记录点；确定该指定记录点和该初始采样点之间的距离，若该指定记录点和该初始采样点之间的距离大于预先设置的最小记录步长，则将该指定记录点作为指定采样点。

在本说明书的一个实施例中，在对云台相机进行调整之后，相机在预设角度下，可以采集到被巡视目标对应的当前视频图像，在当前视频图像中，获取被巡视目标的中心线，被巡视目标为输电通道、输电线缆等目标，可以理解的是被巡视目标的中心线可以是穿过输电通道、输电线缆的内部的中心线。也就是说，在当前视频图像上，沿着被巡视目标的中心线绘制路径，该路径即为实际执行巡视路线时视频画面的视野中心点扫过视频中目标物体时在视频画面上形成的路径。

在被巡视目标的中心线的指定位置处，确定初始采样点，此处的指定位置可以是被巡视目标在当前视频图像中的初始位置，假设在实际的巡视路线中，是对当前视频图像中的被巡视目标由左向右进行巡视，则将当前视频图像中被巡视目标的中心线的最左端的位置，作为指定位置，将最左端的点设置为初始采样点。沿被巡视目标的中心线，在初始采样点之后，确定指定记录点，计算指定记录点和初始采样点之间的距离，若指定记录点和初始采样点之间的距离大于预先设置的最小记录步长，则将指定记录点作为指定采样点，记录到采样点队列，并绘制指定采样点到初始采样点之间的路径。当指定记录点和初始采样点之间的距离不大于预先设置的最小记录步长时，说明此记录点不作为采样点。以此类推，得到多个采样点。

步骤S104，获取每个采样点在预先构建的像素坐标系中的采样点位置坐标。

具体地，将位于该当前视频图像左上角处的顶点，作为像素坐标系的坐标原点；将该当前视频图像中，经过该当前视频图像左上角处的顶点处的水平边，作为该像素坐标系的X轴；将该当前视频图像中，经过该当前视频图像左上角处的顶点处的垂直边，作为该像素坐标系的Y轴；通过坐标原点、X轴以及Y轴，构建像素坐标系；根据每个采样点在当前视频图像中的像素位置，获取每个采样点在所述像素坐标系中的采样点位置坐标。

在本说明书的一个实施例中，图5为本说明书实施例提供的一种像素坐标系的坐标示意图，如图5所示，将位于当前视频图像左上角处的顶点，作为像素坐标系的坐标原点O_P，将当前视频图像中，经过该当前视频图像左上角处的顶点处的水平边，作为该像素坐标系的X轴；将该当前视频图像中，经过该当前视频图像左上角处的顶点处的垂直边，作为该像素坐标系的Y轴。获取当前视频图像中的像素宽度和像素高度，使得像素坐标系中X坐标的取值范围为不小于0且不大于该像素宽度，并使像素坐标系中Y坐标的取值范围为不小于0且不大于像素高度。如图5所示，左上角为像素坐标系原点O_P，X轴向右，Y轴向下，X坐标取值范围为0到W，W为画面的像素宽度，Y坐标取值范围为0到H，H为画面的像素高度。根据每个采样点在该当前视频图像中的位置，获取该每个采样点在该像素坐标系中的采样点位置坐标，采样点位置坐标用于表示每个采样点在当前视频图像中的位置信息。

步骤S105，基于每个采样点的采样点位置坐标、相机角度坐标以及预先构建的相机球面坐标系，生成每个采样点在预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标。

其中，采样点角度坐标为云台相机对每个采样点进行巡视时，云台相机对应的相机水平转角和相机垂直转角。

具体地，通过该每个采样点的采样点位置坐标和该相机球面坐标系，生成每个采样点在该相机球面坐标系中的采样点角度坐标；将任意点在该相机球面坐标系中的角度坐标，作为第一角度坐标；将该任意点在该云台球面坐标系中的角度坐标，作为第二角度坐标；获取该相机基准零位在该云台球面坐标系中的角度坐标，作为指定相机角度坐标；根据该指定相机角度坐标、该第一角度坐标以及该第二角度坐标，确定该第一角度坐标和该第二角度坐标之间的坐标转换关系；基于该每个采样点在该相机球面坐标系中的采样点角度坐标、该相机角度坐标以及该坐标转换关系，得到该每个采样点在该云台球面坐标系中的采样点角度坐标。

在本说明书的一个实施例中，图6为本说明书实施例提供的一种像素坐标系和相机球面坐标系的位置示意图，如图6所示，O_p是像素坐标系的原点，O_c是相机球面坐标系的原点，O为像素坐标系下当前视频图像的中点，各坐标系的坐标轴方向如图6所示，O_cZ_c轴是相机在预设角度下，在相机球面坐标系中的基准零位。对于绘制路径上任意一采样点P在像素坐标系下的坐标为（x，y）,在当前相机的相机球面坐标系下，P相对于当前相机的基准零位O_cZ_c轴而言，等于水平和垂直方向分别转动了∠OO_cP_x和∠OO_cP_y两个角度，得到两个角度即得到了像素坐标系下的P点对应到当前相机球面坐标系下的坐标。两个角度值的计算原理相同，下面仅以水平转角∠OO_cP_x的计算为例，详细阐述其计算过程。∠AO_cB为摄像机1X倍率下的水平视场角α，对特定摄像机，该值为固定值，可通过查询其硬件参数得知。像素坐标系下AB为相机视频画面宽度W，P坐标(x,y)，则P到O_pY_p轴的距离为x，即AP_x=x,又根据当前相机球面坐标系的pan的正负关系知，当P位于O点右侧时，pan角度是正值，当P位于O点左侧时，pan角度是负值，所以OP_x=x-W/2，则∠OO_cP_x=arctg(OP_x/OO_c)=arctg((x-W/2)/OO_c),其中OO_c=AO/tg(∠AO_cO)=(W/2)/tg(α/2),代入前式后，整理可得最终水平转角∠OO_cP_x=arctg((2x-W)*tg(α/2)/W)。同理，像素坐标系下画面的高度H，垂直视场角β,可以计算出垂直方向的云台转角为arctg((H-2y)*tg(β/2)/H)。也就是说，通过采样点的采样点位置坐标和相机球面坐标系，生成的采样点在该相机球面坐标系中的采样点角度坐标为（arctg((2x-W)*tg(α/2)/W)，arctg((H-2y)*tg(β/2)/H)）。

将任意点在相机球面坐标系中的角度坐标，作为第一角度坐标，假设，对于相机球面坐标系下的任意一点P的坐标为（x,y），将点P在该云台球面坐标系中的角度坐标，作为第二角度坐标（X,Y）；获取该相机基准零位在该云台球面坐标系中的角度坐标，也就是（X0,Y0），作为指定相机角度坐标；根据该指定相机角度坐标、该第一角度坐标以及该第二角度坐标，确定该第一角度坐标和该第二角度坐标之间的坐标转换关系，也就是说，X=x+X0，Y=y+Y0。结合图4进行说明，对于相机球面坐标系下的任意一点P的坐标为（x,y），则其在云台球面坐标下的实际坐标为(x+X0,y+Y0)，反之，对于云台球面坐标系下任意一点(A,B),其在当前相机的球面坐标系下的坐标为(A-X0,B-Y0)。

基于上述步骤得到了采样点在该相机球面坐标系中的采样点角度坐标为（arctg((2x-W)*tg(α/2)/W)，arctg((H-2y)*tg(β/2)/H)），相机在云台球面的相机角度坐标为（X0，Y0）,且相机球面坐标和云台球面坐标的转换关系已知，则采样点在云台球面坐标系中的采样点角度坐标为（X0+arctg((2x-W)*tg(α/2)/W),Y0+arctg((H-2y)*tg(β/2)/H))。按照上述步骤，得到每个采样点在云台球面坐标系中的采样点角度坐标。

步骤S106，根据云台相机在预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标，对云台相机进行拍摄角度调整，生成多个采样点的巡视路线。

在本说明书的一个实施例中，对云台设置最终计算得到的角度坐标，在云台按照该采样点角度坐标进行拍摄角度调整之后，相机的光轴将会穿过该采样点。也就是说该采样点位于相机的视频画面中央点，达到了来巡视该采样点的目的。用生成的巡视路线的各个点的坐标对云台进行设置即可巡视整条路线，由此生成多个采样点对应的巡视路线。

通过上述技术方案，通过相机拍摄到的当前视频图像中的被巡视目标的中心线，进行路径采样，保证了采样结果满足巡视被巡视目标的要求，省去了对有限的预置位资源的占用，巡视路线不依赖于预置位，也不会受到对预置位进行变更的影响。每个采样点的位置坐标转换为相机球面坐标，并根据相机与云台之间的角度关系，完成位置坐标的坐标转换，得到云台拍摄到采样点时所需的调整角度。无需逐个创建预置位，也无需在每次创建预置位时进行的繁琐的多次调整云台的步骤，用更加直接的方式指定了巡视路线上画面的中心点，使用户可以对正在创建的巡视路线所产生的巡视画面有一定预见性。操作方便，简化了创建巡视路线的操作步骤，提高了创建巡视路线的效率，还具备所见即所得和直观的特点。

在实际的巡视过程中，可能会出现被巡视目标超出当前视频图像的情况，在此情况下需要进行接续绘制。

在步骤S106之后，方法还包括：当该被巡视目标超出该当前视频图像时，调节该云台相机至指定角度处，使得该云台相机在该指定角度处采集的指定视频图像满足指定条件，并获取指定角度处该云台相机在该云台球面坐标系中的角度坐标；其中，该指定条件为该指定视频图像中包括该巡视路线中末端的末端采样点，且包括该被巡视目标的待巡视起点；根据该巡视路线中末端的末端采样点在该云台球面坐标系中的采样点角度坐标，以及该指定角度处该云台相机在该云台球面坐标系中的角度坐标，确定出该末端采样点在该相机球面坐标系中的角度坐标；根据该末端采样点在该相机球面坐标系中的角度坐标，计算该末端采样点在该指定视频图像对应的像素坐标系下的位置坐标；基于该末端采样点在该指定视频图像对应的像素坐标系下的位置坐标，将该指定视频图像中的该多个采样点进行重新绘制，生成该多个采样点对应的第一巡视路线，其中，该第一巡视路线为该指定视频图像中该巡视路线的指定部分；在该指定视频图像中，基于该第一巡视路线，进行接续绘制，生成第二巡视路线。

在本说明书的一个实施例中，当被巡视目标的范围超出一屏视频画面时，也就是，当该被巡视目标超出该当前视频图像时，可通过接续绘制模式来绘制更长路径，进而创建更长的巡视路线。要实现接续绘制，需要先转动云台，调节该云台相机至指定角度处，使得该云台相机在该指定角度处采集的指定视频图像同时包含已绘制路径的尾部和待巡视部分的起始，转动后相机的当前角度和画面都发生了改变，视频画面内容的改变导致原画面上的绘制路径需要重新计算和重绘。获取指定角度处该云台相机在该云台球面坐标系中的角度坐标，根据该巡视路线中末端的末端采样点在该云台球面坐标系中的采样点角度坐标，以及该指定角度处该云台相机在该云台球面坐标系中的角度坐标，确定出该末端采样点在该相机球面坐标系中的角度坐标。图7为本说明书实施例提供的另一种像素坐标系和相机球面坐标系的位置示意图，如图7所示，根据已生成巡视路线上的点在云台球面坐标系下的坐标(X,Y)和当前相机在云台球面坐标系下的坐标(X1,Y1)两者的角度差，可得到末端采样点在当前相机球面坐标系下的坐标Q（X-X1,Y-Y1）。

根据末端采样点在相机球面坐标系中的角度坐标，计算末端采样点在指定视频图像对应的像素坐标系下的位置坐标，如图7所示，在当前相机球面p坐标系下，根据坐标Q（X-X1,Y-Y1）来反算Q对应在像素坐标系下的点Qp坐标。水平角度和垂直角度计算方法类似，只以水平角度计算为例进行介绍。O_CZ_C为当前相机的光轴，也即当前相机的基准零位，既知Q点的水平方向转角坐标为X-X1,即Q_pO_cQ_x平面和Q_yO_cO平面夹角为X-X1,其中Q_xO_cO平面同时垂直于以上两平面，所以∠Q_xO_cO=X-X1，则OQ_x=OO_c*tg(X-X1)=AO/tg(∠AO_cO)*tg(X-X1),∠AO_cO即水平视场角α的半角，得OQ_x=AO/tg(α/2)*tg(X-X1)=(W/2)/tg(α/2)*tg(X-X1)=W*tg(X-X1)/(2*tg(α/2)),Q_p在像素坐标系下的横坐标为W/2+W*tg(X-X1)/(2*tg(α/2))。同理可以计算Q_p在像素坐标系下的纵坐标，反算完所有巡视路线点在像素坐标系下的对应坐标，可以根据其绘制新路径，重绘显示后，即可进行接续绘制的步骤。也就是说基于末端采样点在指定视频图像对应的像素坐标系下的位置坐标，将指定视频图像中的多个采样点进行重新绘制，生成多个采样点对应的第一巡视路线，此处的第一巡视路线，为指定视频图像中进行重绘的路线改变之前的采样点对应的巡视路线，在指定视频图像中，根据第一巡视路线，进行接续绘制，生成第二巡视路线。设刚更新绘制路径的最尾部一点为R（x’,y’），当鼠标左键再次按下时，强制鼠标移动到此点R（x’,y’），并以此点为前一记录点不断计算鼠标移动中的当前点到该点的距离，用以跟最小记录步长做比较，具体记录过程与步骤S103相同，这样可以记录接续的路径点。依次类推，可以实现跨越多屏的更长巡视线路的创建。

在已经生成了巡视路线的情况下，可根据实际需要对路径关键点对应的缩放倍率进行调整。在步骤S106之后，方法还包括：在该巡视路线中，确定出待缩放的路径关键点；以该路径关键点为中心，绘制动态视频框；对该动态视频框进行调整，使得该动态视频框与该当前视频图像为相似形，并计算该当前视频图像与该动态视频框的相似比值；将该当前视频图像与该动态视频框的相似比值，作为巡视至该路径关键点时的缩放倍率。

在本说明书的一个实施例中，进入缩放控制模式，鼠标移动到需要调整倍率的绘制点附近，根据就近捕获的原则，显著标识捕获点，此时双击鼠标，将自动调用当前点所对应巡视路线点坐标，动作完成后该捕获点居于相机视频画面中心，然后按下鼠标左键开始拖放鼠标，以该点为中心绘制动态矩形，通过程序约束使其与原始视频画面成相似形，动态矩形框内的画面内容，就是期望在调整倍率后放大充满整个视频画面的部分。调整到位后，鼠标松开，获得此时原始视频画面和手绘矩形的相似比值Z，则该Z值即是线路巡视到达该点时所期望使用的倍率。根据被巡视目标的大小，在巡视路径上调整若干关键点的对应倍率后，其余非关键点的倍率将按照线性关系进行插值，得到巡视路线上所有点对应的倍率。结束创建模式，生成最终支持平滑变倍的巡视路线。

本说明书实施例还提供另一种云台相机的巡视路线生成方法，图8为本说明书实施例提供的另一种云台相机的巡视路线生成方法的流程示意图，如图8所示，方法主要包括：

首先，在相机的最小倍率即1X倍率下，调整云台使被巡视目标呈现在相机视频画面中，记录下此时相机在云台球面坐标系下的坐标为(X0,Y0)。之后，绘制路径并采样，在相机的像素坐标系下，当鼠标左键按下时记录一个起点坐标，鼠标左键按下并拖动过程中，不断的把当鼠标当前点坐标与前一个记录点之间的距离与一个设定好的最小记录步长step做比较，当前者大于等于后者时，则把当前点记录到采样点队列，并绘制前一记录点到当前点的线路路径，把新记录的点做为前一个记录点，再去重复前面的过程，随着鼠标的拖动可以绘制出一条路径，动态记录的点坐标存储到采样坐标队列中，当鼠标左键抬起时，结束记录。

按照上述实施例中步骤S105的方法，生成路径采样点最终在云台球面坐标系下的坐标，给云台设置此坐标，在云台动作之后相机的光轴将会穿过该点，即该点位于相机的视频画面中央点，这就达到了来巡视该目标点的目的。用生成的巡视路线的各个点的坐标不断的设置给云台即可巡视整条路线。

根据被巡视目标的范围是否超出一屏视频画面，判断是否需要接续绘制。当被巡视目标的范围超出一屏视频画面时，可通过接续绘制模式来绘制更长路径，进而创建更长的巡视路线。要实现接续绘制，需要先转动云台，调整相机画面到同时包含已绘制路径的尾部和待巡视部分的起始，转动后相机的当前角度和画面都发生了改变，视频画面内容的改变导致原画面上的绘制路径需要重新计算和重绘，在当前相机球面p坐标系下，根据坐标Q（X-X1,Y-Y1）来反算Q对应在像素坐标系下的点Qp坐标。最终生成的点Qp在像素坐标系中的位置坐标参考图7对应的实施例论述部分。反算完所有巡视路线点在像素坐标系下的对应位置坐标后，可以根据位置坐标绘制新路径，重绘显示后，即可进行接续绘制的步骤。设刚更新绘制路径的最尾部一点为R（x’,y’），当鼠标左键再次按下时，强制鼠标移动到此点R（x’,y’），并以此点为前一记录点不断计算鼠标移动中的当前点到该点的距离，用以跟最小记录步长step做比较，具体记录过程同前述，这样可以记录接续的路径点。依次类推，可以实现跨越多屏的更长巡视线路的创建。

在已经生成了巡视路线的情况下，可根据实际需要对路径关键点对应的缩放倍率进行调整，如果不对路径点调整倍率的话，默认使用1X倍率。具体实现方式：进入缩放控制模式，鼠标移动到需要调整倍率的绘制点附近，根据就近捕获的原则，显著标识捕获点，此时双击鼠标，将自动调用当前点所对应巡视路线点坐标，动作完成后该捕获点居于相机视频画面中心，然后按下鼠标左键开始拖放鼠标，以该点为中心绘制动态矩形，通过程序约束使其与原始视频画面成相似形，动态矩形框内的画面内容，就是期望在调整倍率后放大充满整个视频画面的部分，调整到位后，鼠标松开，获得此时原始视频画面和手绘矩形的相似比值Z，则该Z值即是线路巡视到达该点时所期望使用的倍率。根据被巡视目标的大小，在巡视路径上调整若干关键点的对应倍率后，其余非关键点的倍率将按照线性关系进行插值，得到巡视路线上所有点对应的倍率。结束创建模式，生成最终支持平滑变倍的巡视路线。

本说明书实施例还提供一种云台相机的巡视路线生成设备，如图9所示，设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述方法。

本说明书实施例还提供一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机能执行指令，计算机能执行指令设置为：

将云台相机调整至预设角度，获取该云台相机在该预设角度下，采集的被巡视目标的当前视频图像；获取该预设角度下，相机在预先构建的云台球面坐标系中的相机角度坐标，其中，该相机角度坐标用于表示该相机在云台球面坐标系中的当前水平旋转角度和当前垂直旋转角度；在该被巡视目标的当前视频图像中，沿该被巡视目标的中心线，进行路径点采样，得到多个采样点；获取每个采样点在预先构建的像素坐标系中的采样点位置坐标，该采样点位置坐标用于表示该每个采样点在该当前视频图像中的位置信息；基于该每个采样点的采样点位置坐标、该相机角度坐标以及预先构建的相机球面坐标系，生成该每个采样点在该预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标，其中，该采样点角度坐标为该云台相机对每个采样点进行巡视时，该云台相机对应的相机水平转角和相机垂直转角；根据该云台相机在该预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标，对该云台相机进行拍摄角度调整，生成多个采样点的巡视路线。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、非易失性计算机存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上所述仅为本说明书的一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书的一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于云台相机的巡视路线生成方法，其特征在于，所述方法包括：

将云台相机调整至预设角度，以获取当前视频图像，其中，所述当前视频图像包含被巡视目标；

在所述预设角度下，确定相机在预先构建的云台球面坐标系中的相机角度坐标，其中，所述相机为所述云台相机中的视频采集组件，所述相机角度坐标用于表示所述相机在云台球面坐标系中的当前水平旋转角度和当前垂直旋转角度；

在所述当前视频图像中，沿所述被巡视目标的中心线，进行路径点采样，得到多个采样点；

获取每个采样点在预先构建的像素坐标系中的采样点位置坐标，所述采样点位置坐标用于表示所述每个采样点在所述当前视频图像中的位置信息；

基于所述每个采样点的采样点位置坐标、所述相机角度坐标以及预先构建的相机球面坐标系，生成所述每个采样点在所述预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标，其中，所述采样点角度坐标为所述云台相机对每个采样点进行巡视时，所述云台相机对应的相机水平转角和相机垂直转角；

根据所述采样点角度坐标，对所述云台相机进行拍摄角度调整，生成多个采样点的巡视路线。

2.根据权利要求1所述的一种基于云台相机的巡视路线生成方法，其特征在于，获取所述预设角度下，相机在预先构建的云台球面坐标系中的相机角度坐标之前，所述方法还包括：

获取所述相机云台中云台的垂直转动轴和水平转动轴；

根据所述云台的垂直转动轴和水平转动轴，构建云台对应的云台球面坐标系；

获取所述云台在所述垂直转动轴上的垂直转动角度，以及所述云台在所述水平转动轴上的水平转动角度；

根据所述垂直转动角度和所述水平转动角度，在所述云台球面坐标系中设置所述云台的云台基准零位，其中，所述云台基准零位对应的垂直转动角度和水平转动角度均为初始指定角度；

获取所述云台相机在所述预设角度处的相机光轴，将所述相机光轴作为相机球面坐标系的相机基准零位，其中，所述相机基准零位用于表示在所述相机球面坐标系中垂直转动角度和水平转动角度均为所述初始指定角度的位置；

基于所述相机基准零位，构建相机对应的相机球面坐标系。

3.根据权利要求2所述的一种基于云台相机的巡视路线生成方法，其特征在于，基于所述每个采样点的采样点位置坐标、所述相机角度坐标以及预先构建的相机球面坐标系，生成所述每个采样点在所述预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标，具体包括：

通过所述每个采样点的采样点位置坐标和所述相机球面坐标系，生成每个采样点在所述相机球面坐标系中的采样点角度坐标；

将任意点在所述相机球面坐标系中的角度坐标，作为第一角度坐标；

将所述任意点在所述云台球面坐标系中的角度坐标，作为第二角度坐标；

获取所述相机基准零位在所述云台球面坐标系中的角度坐标，作为指定相机角度坐标；

根据所述指定相机角度坐标、所述第一角度坐标以及所述第二角度坐标，确定所述第一角度坐标和所述第二角度坐标之间的坐标转换关系；

基于所述每个采样点在所述相机球面坐标系中的采样点角度坐标、所述相机角度坐标以及所述坐标转换关系，得到所述每个采样点在所述云台球面坐标系中的采样点角度坐标。

4.根据权利要求1所述的一种基于云台相机的巡视路线生成方法，其特征在于，在所述被巡视目标的当前视频图像中，沿所述被巡视目标的中心线，进行路径点采样，得到多个采样点，具体包括：

在所述被巡视目标的当前视频图像中，获取所述被巡视目标的中心线；

在所述被巡视目标的中心线的指定位置处，确定初始采样点；

沿所述被巡视目标的中心线，在所述初始采样点之后，确定指定记录点；

确定所述指定记录点和所述初始采样点之间的距离，若所述指定记录点和所述初始采样点之间的距离大于预先设置的最小记录步长，则将所述指定记录点作为指定采样点。

5.根据权利要求1所述的一种基于云台相机的巡视路线生成方法，其特征在于，根据所述云台相机在所述预先构建的云台球面坐标系中的角度坐标，对所述云台相机进行调整，生成多个采样点的巡视路线之后，所述方法还包括：

当所述被巡视目标超出所述当前视频图像时，调节所述云台相机至指定角度处，使得所述云台相机在所述指定角度处采集的指定视频图像满足指定条件，并获取指定角度处所述云台相机在所述云台球面坐标系中的角度坐标；

其中，所述指定条件为所述指定视频图像中包括所述巡视路线中末端的末端采样点，且包括所述被巡视目标的待巡视起点；

根据所述巡视路线中末端的末端采样点在所述云台球面坐标系中的采样点角度坐标，以及所述指定角度处所述云台相机在所述云台球面坐标系中的角度坐标，确定出所述末端采样点在所述相机球面坐标系中的角度坐标；

根据所述末端采样点在所述相机球面坐标系中的角度坐标，计算所述末端采样点在所述指定视频图像对应的像素坐标系下的位置坐标；

基于所述末端采样点在所述指定视频图像对应的像素坐标系下的位置坐标，将所述指定视频图像中的所述多个采样点进行重新绘制，生成所述多个采样点对应的第一巡视路线，其中，所述第一巡视路线为所述指定视频图像中所述巡视路线的指定部分；

在所述指定视频图像中，基于所述第一巡视路线，进行接续绘制，生成第二巡视路线。

6.根据权利要求1所述的一种基于云台相机的巡视路线生成方法，其特征在于，根据所述云台相机在所述预先构建的云台球面坐标系中的角度坐标，对所述云台相机进行调整，生成多个采样点的巡视路线之后，所述方法还包括：

在所述巡视路线中，确定出待缩放的路径关键点；

以所述路径关键点为中心，绘制动态视频框；

对所述动态视频框进行调整，使得所述动态视频框与所述当前视频图像为相似形，并计算所述当前视频图像与所述动态视频框的相似比值；

将所述当前视频图像与所述动态视频框的相似比值，作为巡视至所述路径关键点时的缩放倍率。

7.根据权利要求1所述的一种基于云台相机的巡视路线生成方法，其特征在于，获取每个采样点在预先构建的像素坐标系中的采样点位置坐标，具体包括：

将位于所述当前视频图像左上角处的顶点，作为像素坐标系的坐标原点；

将所述当前视频图像中，经过所述当前视频图像左上角处的顶点处的水平边，作为所述像素坐标系的X轴；

将所述当前视频图像中，经过所述当前视频图像左上角处的顶点处的垂直边，作为所述像素坐标系的Y轴；

通过所述坐标原点、所述X轴以及所述Y轴，构建所述像素坐标系；

根据每个采样点在所述当前视频图像中的像素位置，获取所述每个采样点在所述像素坐标系中的采样点位置坐标。

8.根据权利要求1所述的一种基于云台相机的巡视路线生成方法，其特征在于，将云台相机调整至预设角度，以获取当前视频图像，具体包括：

在所述云台相机中的相机的最小倍率下，调整所述云台相机的云台至预设角度，以便在所述预设角度下，所述相机采集的当前视频图像为所述被巡视目标的视频图像。

9.一种基于云台相机的巡视路线生成设备，其特征在于，所述设备包括：

至少一个处理器；

以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机能执行指令，所述计算机能执行指令设置为：

将云台相机调整至预设角度，以获取当前视频图像，其中，所述当前视频图像包含被巡视目标；

在所述预设角度下，确定相机在预先构建的云台球面坐标系中的相机角度坐标，其中，所述相机为所述云台相机中的视频采集组件，所述相机角度坐标用于表示所述相机在云台球面坐标系中的当前水平旋转角度和当前垂直旋转角度；

在所述被巡视目标的当前视频图像中，沿所述被巡视目标的中心线，进行路径点采样，得到多个采样点；

获取每个采样点在预先构建的像素坐标系中的采样点位置坐标，所述采样点位置坐标用于表示所述每个采样点在所述当前视频图像中的位置信息；

基于所述每个采样点的采样点位置坐标、所述相机角度坐标以及预先构建的相机球面坐标系，生成所述每个采样点在所述预先构建的云台球面坐标系中的采样点角度坐标，其中，所述采样点角度坐标为所述云台相机对每个采样点进行巡视时，所述云台相机对应的相机水平转角和相机垂直转角；

根据所述采样点角度坐标，对所述云台相机进行拍摄角度调整，生成多个采样点的巡视路线。

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