一种枪球定位方法及装置与流程

本发明涉及视频监控领域，尤其涉及一种枪球定位方法及装置。

背景技术：

随着科学技术的发展，在越来越多的场合应用到智能跟踪技术，例如大型展览馆、会议厅以及危险路段。结合智能跟踪技术对现场进行监控，可以节省保安人员，同时避免了由于保安人员的流动性造成的安保漏洞。

枪机能够监控较大范围的场景，球机能够放大监控对象，使用户观察监控对象的细节。但是，枪机单独进行监控无法监控细节区域，球机单独进行监控无法监控整个场景，所以需要枪机和球机联动进行监控，以达到监控较大范围场景内的细节区域的目的。

枪球联动系统，是以单球机智能跟踪技术作为基础的，能够将球机的单点式监控，提升为系统内对单个目标的无缝式接力跟踪。

目前，枪球联动系统通常使用固定对应点法来确定枪机和球机之间的对应关系，即用户在所述枪机监控的图像中选择一定数目的参考点位置，枪球联动系统控制所述球机分别转动到以所选的参考点的位置为中心，并记录参考点的位置与所述球机以该参考点为中心时的转角之间的对应关系，这样，在所述枪机监控的图像中选择其中一个参考点的位置时，可以通过存储的对应关系，确定所述球机以该参考点为中心时的转角，从而控制所述球机转动到以该参考点为中心。

为了使确定的球机以每个参考点为中心时的转角连续，用户在固定对应点法的基础上，还使用一种插值法，即用户在利用该固定对应点法确定的对应关系中参考点的位置之间进行插值，得到趋于连续的对应关系，使所述球机以各个参考点为中心时的转角趋于连续。

显然，上述方法只能进行离散的预设的有效位置的枪球对应，不能进行连续位置上的枪球对应，这样，导致了枪球联动系统的定位精度较低，定位偏差较大。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种枪球定位方法及装置，用以解决现有技术中枪球联动系统的定位精度较低，定位偏差较大的问题。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种枪球定位方法，包括：

获取枪机采集的参考图像，并在所述参考图像中选取N个参考点，其中，N为大于或等于3的正整数，所述N个参考点中至少有三个参考点不共线；

针对所述N个参考点中的每个参考点，确定球机以该参考点为中心时所对应的转角，其中，每个参考点对应的转角为所述球机转动到以该参考点为中心时的角度与设定参考角度之间的旋转角，其中，所述球机与所述枪机之间的距离在设定范围内；

根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及每个参考点对应的转角，确定标定参数，所述标定参数包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的标定位置、所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的标定转角、所述枪机的标定等效焦距；

获取所述枪机采集的图像中目标点的位置，并根据所述标定参数，确定所述目标点对应的目标转角，所述目标转角用于指示所述球机转动到以所述目标点为中心。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及所述每个参考点对应的转角，确定所述标定参数，包括：

获取初始标定参数，所述初始标定参数包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的初始位置、所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的初始转角、预设的所述枪机的初始等效焦距；

根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及所述每个参考点对应的转角，确定标定矩阵；

根据所述标定矩阵，生成每个初始标定参数的迭代函数；

根据所述初始标定参数中每个初始标定参数以及相应的迭代函数进行迭代，直至满足预设条件时，迭代结束，得到所述标定参数。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述N个参考点中第i个参考点的位置包括：所述参考点在所述参考图像中的水平方向的位置x_i、所述参考点在所述参考图像中的垂直方向的位置y_i；所述参考点对应的转角包括：所述球机以所述参考点为中心时所述参考点对应的水平方向的转角b_xi、所述球机以所述参考点为中心时所述参考点对应的垂直方向的转角b_yi；其中，i为小于或等于N的正整数；

所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的初始位置包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的水平方向的初始位置x₀、所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的垂直方向的初始位置y₀；所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的初始转角包括：所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的水平方向的初始转角a_x0、所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的垂直方向的初始转角a_y0；

x₀符合公式其中，W为所述参考图像的宽度；

y₀符合公式其中，H为所述参考图像的高度；

a_x0符合公式

a_y0符合公式

结合第一方面、第一方面的第一种和第二种可能的实现方式中的任一项，在第一方面的第三种可能的实现方式中，当所述目标点的位置包括：所述目标点在所述枪机采集的图像中的水平方向的目标位置x、所述目标点在所述枪机采集的图像中的垂直方向的目标位置y时，根据所述标定参数，确定所述目标点对应的目标转角，包括：

所述标定参数中，所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的标定位置包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的水平方向的标定位置D_x0、所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的垂直方向的标定位置D_y0；所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的标定转角包括：所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的水平方向的标定转角所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的垂直方向的标定转角D_ay0；所述枪机的标定等效焦距包括：所述枪机的水平方向的标定等效焦距f_Dx、所述枪机的垂直方向的标定等效焦距f_Dy；

根据x、D_x0、f_Dx，确定在球机以所述枪机采集的图像中对应光学中心的坐标点为观察点时所述目标点对应的实际景物在水平方向上的投影角T_x；

根据y、D_y0、f_Dx，确定在球机以所述枪机采集的图像中对应光学中心的坐标点为观察点时所述目标点对应的实际景物在垂直方向上的投影角T_y；

根据T_x、T_y，确定所述目标点对应的实际景物与所述枪机采集的图像的夹角r；

根据T_x、r、D_ay0，确定所述目标点对应的目标转角。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，

T_x符合公式

T_y符合公式

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，r符合公式r＝atg(tan(T_y)*cos(T_x))。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，确定的所述目标点对应的目标转角包括：所述球机以所述目标点为中心时所述目标点对应的水平方向的目标转角a_x、所述球机以所述目标点为中心时所述目标点对应的垂直方向的目标转角a_y；

根据T_x、r、D_ay0，确定所述目标点对应的目标转角，包括：

根据T_x、r、D_ay0，确定中间量r_t，r_t符合公式

根据T_x、r、D_ay0，确定中间量T_ax，T_ax符合公式

根据T_ax、确定a_x；

根据r_t、T_ax，确定a_y。

结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，

a_x符合公式

a_y符合公式

第二方面，本发明实施例提供了一种枪球定位装置，包括：

获取单元，用于获取枪机采集的参考图像，并在所述参考图像中选取N个参考点，其中，N为大于或等于3的正整数，所述N个参考点中至少有三个参考点不共线；

处理单元，用于针对所述N个参考点中的每个参考点，确定球机以该参考点为中心时所对应的转角，其中，每个参考点对应的转角为所述球机转动到以该参考点为中心时的角度与设定参考角度之间的旋转角，其中，所述球机与所述枪机之间的距离在设定范围内；以及

根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及每个参考点对应的转角，确定标定参数，所述标定参数包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的标定位置、所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的标定转角、所述枪机的标定等效焦距；

所述获取单元，还用于获取所述枪机采集的图像中目标点的位置；

所述处理单元，还用于根据所述标定参数，确定所述目标点对应的目标转角，所述目标转角用于指示所述球机转动到以所述目标点为中心。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述处理单元，在根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及所述每个参考点对应的转角，确定所述标定参数时，具体用于：

获取初始标定参数，所述初始标定参数包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的初始位置、所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的初始转角、预设的所述枪机的初始等效焦距；

根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及所述每个参考点对应的转角，确定标定矩阵；

根据所述标定矩阵，生成每个初始标定参数的迭代函数；

根据所述初始标定参数中每个初始标定参数以及相应的迭代函数进行迭代，直至满足预设条件时，迭代结束，得到所述标定参数。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述N个参考点中第i个参考点的位置包括：所述参考点在所述参考图像中的水平方向的位置x_i、所述参考点在所述参考图像中的垂直方向的位置y_i；所述参考点对应的转角包括：所述球机以所述参考点为中心时所述参考点对应的水平方向的转角b_xi、所述球机以所述参考点为中心时所述参考点对应的垂直方向的转角b_yi；其中，i为小于或等于N的正整数；

所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的初始位置包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的水平方向的初始位置x₀、所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的垂直方向的初始位置y₀；所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的初始转角包括：所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的水平方向的初始转角a_x0、所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的垂直方向的初始转角a_y0；

x₀符合公式其中，W为所述参考图像的宽度；

y₀符合公式其中，H为所述参考图像的高度；

a_x0符合公式

a_y0符合公式

结合第二方面、第二方面的第一种和第二种可能的实现方式中的任一项，在第二方面的第三种可能的实现方式中，当所述目标点的位置包括：所述目标点在所述枪机采集的图像中的水平方向的目标位置x、所述目标点在所述枪机采集的图像中的垂直方向的目标位置y时，所述处理单元，在根据所述标定参数，确定所述目标点对应的目标转角时，具体用于：

所述标定参数中，所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的标定位置包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的水平方向的标定位置D_x0、所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的垂直方向的标定位置D_y0；所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的标定转角包括：所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的水平方向的标定转角所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的垂直方向的标定转角D_ay0；所述枪机的标定等效焦距包括：所述枪机的水平方向的标定等效焦距f_Dx、所述枪机的垂直方向的标定等效焦距f_Dy；

根据x、D_x0、f_Dx，确定在球机以所述枪机采集的图像中对应光学中心的坐标点为观察点时所述目标点对应的实际景物在水平方向上的投影角T_x；

根据y、D_y0、f_Dx，确定在球机以所述枪机采集的图像中对应光学中心的坐标点为观察点时所述目标点对应的实际景物在垂直方向上的投影角T_y；

根据T_x、T_y，确定所述目标点对应的实际景物与所述枪机采集的图像的夹角r；

根据T_x、r、D_ay0，确定所述目标点对应的目标转角。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，

T_x符合公式

T_y符合公式

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，r符合公式r＝atg(tan(T_y)*cos(T_x))。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述处理单元确定的所述目标点对应的目标转角包括：所述球机以所述目标点为中心时所述目标点对应的水平方向的目标转角a_x、所述球机以所述目标点为中心时所述目标点对应的垂直方向的目标转角a_y；

所述处理单元，在根据T_x、r、D_ay0，确定所述目标点对应的目标转角时，具体用于：

根据T_x、r、D_ay0，确定中间量r_t，r_t符合公式

根据T_x、r、D_ay0，确定中间量T_ax，T_ax符合公式

根据T_ax、确定a_x；

根据r_t、T_ax，确定a_y。

结合第二方面的第六种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，

a_x符合公式

a_y符合公式

本发明实施例的技术方案中，在枪机采集的参考图像中选取N个参考点，并根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及每个参考点对应的转角，确定标定参数，进而确定所述枪机采集的图像中目标点对应的目标转角。这样，上述方法只需对至少三个参考点进行标定就能够完成枪球之间的定位，且定位精度高，定位准确度高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种枪球定位方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种枪球定位装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种枪球定位方法及装置，用以解决现有技术中枪球联动系统的定位精度较低，定位偏差较大的问题。其中，本发明所述方法和装置基于同一发明构思，由于方法及装置解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。

采用本发明实施例的技术方案，在枪机采集的参考图像中选取N个参考点，并根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及每个参考点对应的转角，确定标定参数，进而确定所述枪机采集的图像中目标点对应的目标转角。这样，上述方法只需对至少三个参考点进行标定就能够完成枪球之间的定位，且定位精度高，定位准确度高。

在本发明实施例中，枪球联动系统中至少包含一台位置固定的枪机，和一台球机，并且所述枪机与所述球机安装的位置要比较靠近，即所述枪机与所述球机之间的距离在设定范围内，且所述设定范围远小于所述枪机对应的物距。在具体实施过程中，所述球机可以用一台带云台的相机代替。

此外，在本发明实施例中，执行枪球定位方法的可以但不限于是处理器，其中，所述处理器可以为枪机中的处理器，也可以为球机中的处理器，还可以为连接所述枪机和所述球机但独立于所述枪机和所述球机而单独存在的处理器。在本发明实施例中，均以执行主体为处理器进行详细说明。

为了更加清晰地描述本发明实施例的技术方案，下面结合附图，对本发明实施例提供的枪球定位方法及装置进行详细说明。

本发明实施例提供的一种枪球定位方法。参阅图1所示，该方法的具体流程包括：

步骤101：处理器获取枪机采集的参考图像，并在所述参考图像中选取N个参考点，其中，N为大于或等于3的正整数，所述N个参考点中至少有三个参考点不共线。

可选的，所述参考图像可以为所述枪机采集的静态图像，也可以为所述枪机采集到的视频流中的任一帧图像，所述处理器在所述参考图像中随机选取N个参考点，所述N个参考点中第i个参考点在所述参考图像中的位置可以记为(x_i,y_i)，其中，x_i为每个参考点在所述参考图像中的水平方向的位置，y_i为每个参考点在所述参考图像中的垂直方向的位置，i为小于或等于N的正整数，即i为1、2、···N。

例如，N为3时，所述3个参考点中第1个至第3个参考点在所述参考图像中的位置分别为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)；N为大于3的正整数时，所述N个参考点中第1个至第N个参考点的在所述参考图像中的位置分别为为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)···(x_N,y_N)。

通过选取至少三个参考点，并且三个参考点不共线，可以使得到的标定参数准确度更高，使定位更加精确。

步骤102：所述处理器针对所述N个参考点中的每个参考点，确定球机以该参考点为中心时所对应的转角，其中，每个参考点对应的转角为所述球机转动到以该参考点为中心时的角度与设定参考角度之间的旋转角，其中，所述球机与所述枪机之间的距离在设定范围内。

可选的，所述处理器针对所述N个参考点中的每个参考点，确定所述球机以该参考点为中心时所对应的转角，具体方法可以包括：

所述处理器控制所述球机转动到以步骤101中选取的所述N个参考点中每个参考点为中心的位置处，由于所述N个参考点中每个参考点对应的转角均记录在所述球机中，因此所述处理器在控制所述球机转动到相应位置处时，所述处理器可以得到所述球机自动读取的以所述N个参考点中第i个参考点为中心时第i个参考点对应的转角，并记为(b_xi,b_yi)，其中，b_xi为所述球机以所述N个参考点中第i个参考点为中心时第i个参考点对应的水平方向的转角，实际上是所述球机以第i个参考点为中心时所述球机当前角度与设定参考角度之间的水平方向的旋转角，b_yi为所述球机以所述N个参考点中第i个参考点为中心时第i个参考点对应的垂直方向的转角，实际上是所述球机以第i个参考点为中心时所述球机当前角度与设定参考角度之间的垂直方向的旋转角。

例如，N为3时，所述3个参考点中第1个至第3个参考点的在所述参考图像中的位置分别为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)，相应的，所述球机以所述3个参考点中每个参考点为中心时每个参考点对应的转角分别为(b_x1,b_y1)、(b_x2,b_y2)、(b_x3,b_y3)；N为大于3的正整数时，所述N个参考点中第1个至第N个个参考点的在所述参考图像中的位置分别为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)···(x_N,y_N)，相应的，所述球机以所述N个参考点中每个参考点为中心时每个参考点对应的转角分别为(b_x1,b_y1)、(b_x2,b_y2)、(b_x3,b_y3)···(b_xN,b_yN)。

其中，任一个参考点对应的转角为所述球机当前角度与设定参考角度之间的旋转角，可选的，所述设定参考角度可以为设定的任何角度，例如，设定球机转到水平位置处时所述球机的角度为设定角度。

步骤103：所述处理器根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及每个参考点对应的转角，确定标定参数，所述标定参数包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的标定位置、所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的标定转角、所述枪机的标定等效焦距。

可选的，所述标定参数中，所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的标定位置包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的水平方向的标定位置D_x0、所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的垂直方向的标定位置D_y0；相应的，所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的标定转角包括：所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的水平方向的标定转角D_ax0、所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的垂直方向的标定转角D_ay0；所述枪机的标定等效焦距包括：所述枪机在水平方向的标定等效焦距f_Dx、所述枪机在垂直方向的标定等效焦距f_Dy。

可选的，所述处理器根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及所述每个参考点对应的转角，确定所述标定参数，可以分为以下四个步骤：

a、所述处理器获取初始标定参数，所述初始标定参数包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的初始位置、所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的初始转角、预设的所述枪机的初始等效焦距；

b、所述处理器根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及所述每个参考点对应的转角，确定标定矩阵；

c、所述处理器根据所述标定矩阵，生成每个初始标定参数的迭代函数；

d、所述处理器根据所述初始标定参数中每个初始标定参数以及相应的迭代函数进行迭代，直至满足预设条件时，迭代结束，得到所述标定参数。

其中，可选的，在上述步骤a中，所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的初始位置包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的水平方向的初始位置x₀、所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的垂直方向的初始位置y₀；相应的，所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的初始转角包括：所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的水平方向的初始转角a_x0、所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的垂直方向的初始转角a_y0。

x₀符合公式一：

其中，W为所述参考图像的宽度；

y₀符合公式二：

其中，H为所述参考图像的高度；

a_x0符合公式三：

a_y0符合公式四：

其中，所述公式三和所述公式四的计算结果得到的(a_x0,a_y0)为最优选的所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的初始转角，但是所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的初始转角不限于运用所述公式三和所述公式四计算。

可选的，在上述步骤a中，所述预设的所述枪机的初始等效焦距包括：所述枪机在水平方向的初始等效焦距f_x、所述枪机在垂直方向的初始等效焦距f_y，其中，可选的，f_x，f_y可以分别预设为一个固定值，并且所述固定值为500到1000之间的某一个值，例如f_x为600，f_y为700；f_x，f_y也可以根据所述枪机的实际焦距进行设置，例如，

f_x符合公式五：

其中，f₀为所述枪机的最小焦距，M₀为所述枪机的当前倍率，cw为所述枪机的感光器的宽度；

f_y符合公式六：

其中，ch为所述枪机的感光器的高度。

可选的，在上述步骤b中，所述处理器根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及所述每个参考点对应的转角，确定标定矩阵，具体方法可以为：

所述处理器根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，所述每个参考点对应的转角，以及所述初始化标定参数，建立第一设定函数F_i，如公式七所示，以及第二设定函数G_i，如公式八所示：

所述处理器根据上述函数F_i依次对f_x，f_y，a_x0，a_y0，x₀，y₀求偏微分，符合以下公式九至公式十四：

F_i_df_x＝-cos(b_yi)*sin(b_xi-a_x0) 公式九

F_i_df_y＝0 公式十

F_i_da_x0＝(x_i-x₀)*cos(a_y0)*cos(b_yi)*sin(b_xi-a_x0)+f_x*cos(b_yi)*cos(b_xi-a_x0) 公式十一

F_i_da_y0＝(x_i-x₀)*(cos(a_y0)*sin(b_yi)-sin(a_y0)*cos(b_yi)*cos(b_xi-a_x0)) 公式十二

F_i_dx₀＝-(sin(a_y0)*sin(b_yi)+cos(a_y0)*cos(b_yi)*cos(b_xi-a_x0)) 公式十三

F_i_dy₀＝0 公式十四；

同样的，所述处理器根据上述函数G_i依次对f_x，f_y，a_x0，a_y0，x₀，y₀求偏微分，符合以下公式十五至公式二十：

G_i_df_x＝0 公式十五

G_i_df_y＝-(cos(a_y0)*sin(b_yi)-sin(a_y0)*cos(b_yi)*cos(b_xi-a_x0)) 公式十六

G_i_dx₀＝0 公式十九

G_i_dy₀＝-(sin(a_y0)*sin(b_yi)+cos(a_y0)*cos(b_yi)*cos(b_xi-a_x0)) 公式二十；

所述处理器根据上述公式九至公式二十产生的值确定标定矩阵，记为A，其中所述处理器将上述公式九至公式十四按顺序产生的值作为所述标定矩阵的奇数行，以及将上述公式十五至公式二十按顺序产生的值作为所述标定矩阵的偶数行，所述标定矩阵为2N*6的矩阵，即所述标定矩阵的行数为2N，列数为6。例如，处理器确定的标定矩阵可以为如下矩阵：

可选的，在上述步骤c中，所述处理器根据所述标定矩阵，生成每个初始标定参数的迭代函数，具体方法可以为：

所述处理器对所述标定矩阵进行求逆计算，得到所述标定矩阵的逆矩阵，记为M，且M的行数为6，列数为2N。由于所述标定矩阵不一定为方阵，因此采用求伪逆的计算方法对所述标定矩阵求逆，其中，所述计算方法可以但不限于是奇异值分解法；

所述处理器根据所述标定矩阵的逆矩阵，以及所述第一设定函数和所述第二设定函数，建立第三设定函数P_k，如公式二十一所示：

其中，k为迭代参数的标识，k为小于等于6的正整数，即k＝1，2，3，4，5，6；

其中，P₁为初始标定参数f_x的迭代参数，P₂为初始标定参数f_y的迭代参数，P₃为初始标定参数a_x0的迭代参数，P₄为初始标定参数a_y0的迭代参数，P₅为初始标定参数x₀的迭代参数，P₆为初始标定参数y₀的迭代函数参数，具体的，每个初始标定参数的迭代参数如公式二十二至公式二十七所示：

所述处理器根据P_k生成每个初始标定参数的迭代函数，具体的，每个初始标定参数的迭代函数如公式二十八至公式三十三所示：

f_x＝f_x+P₁ 公式二十八

f_y＝f_y+P₂ 公式二十九

a_x0＝a_x0+P₃ 公式三十

a_y0＝a_y0+P₄ 公式三十一

x₀＝x₀+P₅ 公式三十二

y₀＝y₀+P₆ 公式三十三。

可选的，在上述步骤d中，所述处理器根据所述初始标定参数中每个初始标定参数以及相应的迭代函数进行迭代，直至满足预设条件时，迭代结束，得到所述标定参数，具体迭代过程为：

所述处理器先将所述初始标定参数中每个初始标定参数代入相应的迭代函数，得到计算结果；所述处理器将所述计算结果继续代入迭代函数，得到第一次迭代结果；所述处理器后续继续将上一次得到的迭代结果代入迭代函数得到的本次的迭代结果，直至某次迭代结果满足预设条件时，迭代结束，得到所述标定参数。

例如，所述处理器将f_x与P₁相加，得到计算结果；将第一次相加的结果继续与P₁相加，得到第一次迭代的结果；将第一次相加的结果继续与P₁相加，得到第二次迭代的结果；之后均将上一次得到的迭代结果继续与P₁相加，直至满足预设条件，将满足预设条件时得到的结果作为f_Dx；同理可通过上述方法得到f_Dy、D_ax0、D_ay0、D_x0、D_y0。

可选的，在上述步骤d中，所述预设的条件可以分为两种，一种为设置迭代次数，所述处理器将第1000次迭代的结果作为所述标定参数；另一种为所述处理器将每一次得到的迭代结果代入F_i、G_i中，直至得到的F_i、G_i满足设定条件时迭代结束，将最后一次迭代的结果作为所述标定参数。

通过上述四个步骤，可以使得到的所述标定参数更加准确，以使后续枪球定位精度更高。

步骤104：所述处理器获取所述枪机采集的图像中目标点的位置，并根据所述标定参数，确定所述目标点对应的目标转角，所述目标转角用于指示所述球机转动到以所述目标点为中心。

可选的，所述处理器获取的所述目标点的位置包括：所述枪机采集的图像中所述目标点所在的水平方向的目标位置x、所述枪机采集的图像中所述目标点所在的垂直方向的目标位置y。

所述处理器在通过执行步骤103得到所述标定参数后，所述处理器根据所述标定参数，确定所述目标点对应的目标转角，可选的，具体方法可以包括以下步骤：

a1、所述处理器根据_x、D_x0、f_Dx，确定在球机以所述枪机采集的图像中对应光学中心的坐标点为观察点时所述目标点对应的实际景物在水平方向上的投影角T_x。

可选的，T_x符合公式三十四：

b1、所述处理器根据y、D_y0、f_Dx，确定在球机以所述枪机采集的图像中对应光学中心的坐标点为观察点时所述目标点对应的实际景物在垂直方向上的投影角T_y。

可选的，T_y符合公式三十五：

c1、所述处理器根据T_x、T_y，确定所述目标点对应的实际景物与所述枪机采集的图像的夹角r。

可选的，r符合公式三十六：

r＝atg(tan(T_y)*cos(T_x)) 公式三十六；

d1、所述处理器根据T_x、r、D_ay0，确定所述目标点对应的目标转角。

可选的，所述处理器确定的所述目标点对应的目标转角包括：所述球机以所述目标点为中心时所述目标点对应的水平方向的目标转角a_x、所述球机以所述目标点为中心时所述目标点对应的垂直方向的目标转角a_y；

所述处理器根据T_x、r、D_ay0，确定所述目标点对应的目标转角，具体方法为：

所述处理器根据T_x、r、D_ay0，确定中间量r_t，r_t符合公式三十七：

所述处理器根据T_x、r、D_ay0，确定中间量T_ax，T_ax符合公式三十八：

所述处理器根据T_ax、确定a_x；

所述处理器根据r_t、T_ax，确定a_y。

可选的，a_x符合公式三十九：

a_y符合公式四十：

通过执行步骤104，所述处理器可以根据所述标定参数确定所述枪机采集的图像中的目标点对应的目标转角，进一步地，所述处理器可以根据所述标定采参数确定所述枪机采集的图像中任一点对应的目标转角，即所述处理器可以控制所述球机转动到以所述枪机采集的图像中任一点为中心处，从而实现所述枪机与所述球机之间的定位，并且定位精度高，准确度高。

采用本发明实施例提供的一种枪球定位方法，处理器在枪机采集的参考图像中选取N个参考点，并根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及每个参考点对应的转角，确定标定参数，进而确定所述枪机采集的图像中目标点对应的目标转角。这样，处理器只需对至少三个参考点进行标定就能够完成枪球之间的定位，且定位精度高，定位准确度高。

基于以上实施例，本发明实施例还提供了一种枪球定位装置，该装置具有实现如图1所示的一种枪球定位方法的功能，如图2所示，该装置200包括：获取单元201和处理单元202，其中，

所述获取单元201，用于获取枪机采集的参考图像，并在所述参考图像中选取N个参考点，其中，N为大于或等于3的正整数，所述N个参考点中至少有三个参考点不共线；

所述处理单元202，用于针对所述N个参考点中的每个参考点，确定球机以该参考点为中心时所对应的转角，其中，每个参考点对应的转角为所述球机转动到以该参考点为中心时的角度与设定参考角度之间的旋转角，其中，所述球机与所述枪机之间的距离在设定范围内；以及

根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及每个参考点对应的转角，确定标定参数，所述标定参数包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的标定位置、所述球机以所述标定位置为中心时所标定位置对应的标定转角、所述枪机的标定等效焦距；

所述获取单元201，还用于获取所述枪机采集的图像中目标点的位置；

所述处理单元202，还用于根据所述标定参数，确定所述目标点对应的目标转角，所述目标转角用于指示所述球机转动到以所述目标点为中心。

可选的，所述处理单元202，在根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及所述每个参考点对应的转角，确定所述标定参数时，具体用于：

获取初始标定参数，所述初始标定参数包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的初始位置、所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的初始转角、预设的所述枪机的初始等效焦距；

根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及所述每个参考点对应的转角，确定标定矩阵；

根据所述标定矩阵，生成每个初始标定参数的迭代函数；

根据所述初始标定参数中每个初始标定参数以及相应的迭代函数进行迭代，直至满足预设条件时，迭代结束，得到所述标定参数。

可选的，所述标定参数中，所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的标定位置包括：所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的水平方向的标定位置D_x0、所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的垂直方向的标定位置D_y0；所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的标定转角包括：所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的水平方向的标定转角所述球机以所述标定位置为中心时所述标定位置对应的垂直方向的标定转角D_ay0；所述枪机的标定等效焦距包括：所述枪机的水平方向的标定等效焦距f_Dx、所述枪机的垂直方向的标定等效焦距f_Dy。

可选的，所述N个参考点中第i个参考点的位置包括：所述参考点在所述参考图像中的水平方向的位置x_i、所述参考点在所述参考图像中的垂直方向的位置y_i；所述参考点对应的转角包括：所述球机以所述参考点为中心时所述参考点对应的水平方向的转角b_xi、所述球机以所述参考点为中心时所述参考点对应的垂直方向的转角b_yi；其中，i为小于或等于N的正整数；

所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的初始位置包括：在所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的水平方向的初始位置x₀、所述参考图像中所述枪机的光学中心点所在的垂直方向的初始位置y₀；所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的初始转角包括：所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的水平方向的初始转角a_x0、所述球机以所述初始位置为中心时所述初始位置对应的垂直方向的初始转角a_y0；

x₀符合公式其中，W为所述参考图像的宽度；

y₀符合公式其中，H为所述参考图像的高度；

a_x0符合公式

a_y0符合公式

可选的，当所述目标点的位置包括：所述枪机采集的图像中所述目标点所在的水平方向的目标位置x、所述枪机采集的图像中所述目标点所在的垂直方向的目标位置y时，所述处理单元202，在根据所述标定参数，确定所述目标点对应的目标转角时，具体用于：

根据x、D_x0、f_Dx，确定在球机以所述枪机采集的图像中对应光学中心的坐标点为观察点时所述目标点对应的实际景物在水平方向上的投影角T_x；其中，可选的，T_x符合公式

根据y、D_y0、f_Dx，确定在球机以所述枪机采集的图像中对应光学中心的坐标点为观察点时所述目标点对应的实际景物在垂直方向上的投影角T_y；其中，可选的，T_y符合公式

根据T_x、T_y，确定所述目标点对应的实际景物与所述枪机采集的图像的夹角r；其中，可选的，r符合公式r＝atg(tan(T_y)*cos(T_x))；

根据T_x、r、D_ay0，确定所述目标点对应的目标转角。

可选的，所述处理单元202确定的所述目标点对应的目标转角包括：所述球机以所述目标点为中心时所述目标点对应的水平方向的目标转角a_x、所述球机以所述目标点为中心时所述目标点对应的垂直方向的目标转角a_y；

所述处理单元202，在根据T_x、r、D_ay0，确定所述目标点对应的目标转角时，具体用于：

根据T_x、r、D_ay0，确定中间量r_t，r_t符合公式

根据T_x、r、D_ay0，确定中间量T_ax，T_ax符合公式

根据T_ax、确定a_x；其中，可选的，a_x符合公式

根据r_t、T_ax，确定a_y；其中，可选的，a_y符合公式

采用本发明实施例提供的一种枪球定位装置，在枪机采集的参考图像中选取N个参考点，并根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及每个参考点对应的转角，确定标定参数，进而确定所述枪机采集的图像中目标点对应的目标转角。这样，只需对至少三个参考点进行标定就能够完成枪球之间的定位，且定位精度高，定位准确度高。

综上所述，本发明实施例提供了一种枪球定位方法及装置，在该方法中，处理器在枪机采集的参考图像中选取N个参考点，并根据所述N个参考点在所述参考图像的位置，以及每个参考点对应的转角，确定标定参数，进而确定所述枪机采集的图像中目标点对应的目标转角。这样，处理器只需对至少三个参考点进行标定就能够完成枪球之间的定位，且定位精度高，定位准确度高。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。