驱动云台生成拼接图像的方法及装置的制造方法_2

文档序号:9598431阅读:来源:国知局
接的方式实现,先调整两个球机,再将下一个球机与调整好的某一球机进行两两拼接调整,直至对所有球机都调整完毕。
[0046]本发明中,建立第一球机图像坐标与第二球机地面坐标之间的映射关系;在接收包含重合比例的图像拼接请求后,在第一球机图像坐标中确定满足重合比例要求的第二球机中心坐标;根据映射关系获取与第二球机中心坐标对应的第二球机地面坐标;将获取的第二球机地面坐标转换为ΡΤΖ坐标,表示为第一 ΡΤΖ坐标;向第二球机发送包含第一 ΡΤΖ坐标的自标定指示以通知第二球机按照第一 ΡΤΖ坐标进行转动。本发明预先建立第一球机图像坐标与第二球机地面坐标之间的映射关系,而后若接收包含重合比例的图像拼接请求,则基于该映射关系确定出第二球机需要转动的第一 PTZ坐标,发送给第二球机使其进行转动;这样,实现了自动对球机进行转动控制,无需人为进行角度调整,耗时大大缩短,从而,提供了拼接效率低,也节省了人力资源。
[0047]下面对映射关系的建立进行实例说明。本发明预先建立第一球机图像坐标与第二球机地面坐标之间的映射关系,所述第二球机地面坐标是将第一球机图像坐标作为第二球机中心时第二球机转动后的地面坐标。采集多组满足该条件的第一球机图像坐标数据和第二球机地面坐标数据;对采集的数据进行数据规律统计分析,得到该映射关系。该规律统计分析可通过多种现有的数学分析算法实现,下面通过图3的实例进行说明,其包括以下步骤:
[0048]步骤301,以第一球机图像为基准图像。
[0049]本实例中,先固定第一球机,对第二球机进行转动;因此,以第一球机图像作为基准图像。
[0050]步骤302,对第一球机图像和第二球机图像进行特征点匹配,将匹配的特征点图像坐标表不为第一集合。
[0051]对第一球机采集的图像和第二球机采集的图像进行特征点提取、特征点描述,获取匹配的特征点,将匹配的特征点对应的图像坐标用第一集合表示。
[0052]对两幅图像进行特征点匹配,为现有技术,例如可以采用sift、surf、ORB等算法实现,这里不多赘述。
[0053]步骤303,从第一集合中确定出设定个数的第二球机的特征点图像坐标,,表示为第二集合,将第二集合中的特征点图像坐标表示为第二特征点图像坐标。
[0054]从第一集合中确定出设定个数的第二球机的特征点图像坐标,可根据需要确定;例如采用随机选取方式,还可以,选取距离第二球机图像中心最近的设定个数的第二球机的特征点图像坐标;等等。
[0055]设定个数可根据需要设置,例如为4个。
[0056]步骤304,定位得到将第二特征点图像坐标作为第二球机中心时第二球机转动后的PTZ坐标,表示为第二 PTZ坐标。
[0057]重新确定第二球机的中心后,通过3D定位,便可得到第二球机需要转动的PTZ坐标。该3D定位现有的技术。
[0058]步骤305,计算得到第二 PTZ坐标对应的地面坐标,表示为第二地面坐标,将计算得到的所有第二地面坐标表示为第一数据组。
[0059]获知第二球机的PTZ坐标后,通过简单的几何运算,便可得到第二球机对应的地面坐标。如果用X、y表示第二球机投影到地面的地面横坐标和地面纵坐标,则计算得到第二 PTZ坐标对应的地面坐标,通过以下公式实现:
[0060]X = h/tanT*cosP, y = h/tanT*sinP。
[0061]步骤306,在第一集合中确定各第二特征点图像坐标对应匹配的第一球机特征点图像坐标,表示为第二数据组。
[0062]第一集合中包含了互相比配的第一球机和第二球机的特征点图像坐标,确定关于第二球机的第二特征点图像坐标后,便可在第一集合中获取与之匹配的第一球机特征点图像坐标。
[0063]步骤307,由第一数据组及对应的第二数据组,计算得到第一球机图像坐标与第二球机地面坐标之间的映射关系。
[0064]获知第一数据组及对应的第二数据组后,可采用多种算法确定出第一球机图像坐标与第二球机地面坐标之间的映射关系,例如最小二乘法,采用最小二乘法对第一数据组和第二数据组进行曲线拟合,得到第一球机图像坐标与第二球机地面坐标的拟合函数,作为所述映射关系。
[0065]这里假设用(X、y)表示第二球机地面坐标,第二数据组中包含:(xl、yl)、(x2、y2)、(x3、y3)、(χ4、y4);用(X、Y)表示第一球机图像坐标,第一数据组中包含:(X1、Υ1)、(Χ2、Υ3)、(Χ3、Υ3)、(Χ4、Υ4);采用最小二乘法对第一数据组和第二数据组进行曲线拟合,得到(x、y)与(X、Y)的拟合函数,即映射关系。
[0066]这样,假设在映射关系中输入(x5、y5),便可得到对应的第一球机地面坐标值,可表示为(X5、Y5)。
[0067]对于某些情况,第二球机距离第一球机较近,可直接采用图3的流程进行映射关系的建立。为了进一步完善方案,本发明还提供了预先将第二球机调整到靠近第一球机的方案,在步骤302之前执行,其流程如图4所示,其包括以下步骤:
[0068]步骤401,将第二球机按照等间隔ΡΤ值进行轮巡转动,针对不同ΡΤ值,对第一球机图像和第二球机图像进行特征点匹配。
[0069]具体实现时,在固定第一球机位置以后,第二球机先固定Τ值,然后以某ΛΡ进行轮巡。轮巡一遍以后,如果仍未找到满足条件的Ρ值,则改变Τ值,然后继续以ΛΡ间隔轮巡;按照经验,一般Τ可以取15,45,75等。
[0070]本实例中,利用sift、surf或ORB算法对第一球机图像与第二球机图像进行特征点匹配,特征点匹配后利用基于射影变换模型的ransac算法进行筛选,然后得到筛选后的符合模型的点对。
[0071]步骤402,对匹配的特征点点对数目进行统计,判断点对数目是否大于阈值点个数,如果是,则确定第二球机图像和第一球机图像有重合区域,在匹配的特征点中选取距离第一球机图像中心最近的第一球机特征点,将选取的第一球机特征点的图像坐标表示为第三特征点图像坐标。
[0072]步骤403,确定将第三特征点图像坐标作为第二球机中心时第二球机转动后的PTZ坐标,表示为第三PTZ坐标。
[0073]获知第二球机中心的坐标,即第三特征点图像坐标之后,确定第二球机需要转动后的PTZ坐标,为现有技术,这里不赘述。
[0074]步骤404,向第二球机发送包含第三PTZ坐标的自标定指示以通知第二球机按照第三PTZ坐标进行转动。
[0075]本实例中,首先固定第一球机,以第一球机的图像为拼接图像的基准图像。然后转动第二球机,使得第二球机图像中心与第一球机的图像中心基本重合。该过程在第一球机固定以后,第二球机进行一定角度的自动轮巡,即利用一定间隔的P值和τ值,使得第二球机在不同的位置,同时通过特征点匹配技术,最终使得第一球机与第二球机的图像中心基本重合。
[0076]参见图4,为本发明驱动云台生成拼接图像的装置结构示意图,该装置包括映射关系建立模块、坐标确定模块和图像拼接模块;
[0077]所述映射关系建立模块,建立第一球机图像坐标与第二球机地面坐标之间的映射关系,所述第二球机地面坐标是将第一球机图像坐标作为第二球机中心时第二球机转动后的地面坐标;
[0078]所述坐标确定模块,接收包含重合比例的图像拼接请求;在第一球机图像坐标中确定满足重合比例要求的第二球机中心坐标;根据映射关系获取与第二球机中心坐标对应的第二球机地面坐标;将获取的第二球机地面坐标转换为PTZ坐标,表示为第一 PTZ坐标;向第二球机发送包含第一 PTZ坐标的自标定指示以通知第二球机按照第一 PTZ坐标进行转动;
[0079]所述图像拼接模块,接收来自第一球机和第二球机的图像,进行图像拼接。
[0080]较佳地,所述映射关系建立模块包含关系建立子模块,以第一球机图像为基准图像;对第一球机图像和第二球机图像进行特征点匹配,将匹配的特征点图像坐标表示为第一集合;从第一集合中确定出设定个数的第二球机的特征点图像坐标,,表示为第二集合,将第二集合中的特征点图像坐标表示为第二特征点图像坐标;定位得到将第二特征点图像坐标作为第二球机中心时第二球机转动后的PTZ坐标,表示为第二 PTZ坐标;计算得到第二 PTZ坐标对应的地面坐标,表示为第二地面坐标,将计算得到的所有第二地面坐标表示为第一数据组;在第一集合中确定各第二特征点图像坐标对应匹配的第一球机特征点图像坐标,表示为第二数据组;由第一数据组及对应的第二数据组,计算得到第一球机图像坐
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