一种球机定位方法、设备及球机的制作方法_3

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在第一平面内的当前转角的方位 角。
[0111] 计算所述定位参考点相对该球机在第一平面内的当前转角的方位角的公式如 下:
[0112]
[011引 atx = atg (tan (曰&));
[0114] 其中,表示定位参考点相对该球机在第二平面内的当前转角的入射角,表示 该球机在第二平面内的当前转角,Ta、表示W该球机当前采集图像上的中必点为观察点,定 位参考点对应景物的方位角。
[0115] 根据S102中计算得到的该球机在第一平面内的当前转角W及定位参考点相对该 球机在第一平面内的当前转角的方位角,执行S103。
[0116] 根据所述定位参考点相对该球机在第一平面内的当前转角的方位角及该球机相 对于第一平面的当前转角,通过如下公式,计算得出该球机在第一平面内的目标转角:
[0117] % =幻《-+?,。;
[011引其中,表示定位参考点相对该球机在第一平面内的当前转角的方位角,0%表示 该球机在第一平面内的当前转角。
[0119] 根据定位参考点相对该球机在第一平面内的当前转角的方位角及该球机相对于 第一平面的当前转角,通过如下公式,计算得出该球机在第二平面内的目标转角:
[0120]
[0121] 其中,表示定位参考点相对该球机在第一平面内的当前转角的方位角,at表示 中间量,并且有:
[0122]
[012引其中,表示定位参考点相对该球机在第二平面内的当前转角的入射角,^。表示 该球机在第二平面内的当前转角,Ta、表示W该球机当前采集图像上的中必点为观察点,所 述定位参考点对应景物的方位角。
[0124] 下面结合图2与图3给出本发明实施例的具体步骤的举例说明。
[01巧]参见图2,长方形ABCD表示球机采集到的二维图像,详情参见图3 ;点W为球机的 所处的点,平面0NQ与平面PMV均属于第一平面,平面0MW属于第二平面,其中,第一平面与 第二平面垂直相交于线段0M ;线段WI位于与第一平面平行,且包含W点的平面,该平面也 属于第一平面;线段WQ垂直于平面0NQ,且交点为点Q,直线卵在平面0NQ上;由于线段WQ 垂直于平面0NQ,第一平面与第Η平面平行,则线段WV垂直于平面PMV,且交点为点V。
[0126] 参见图3,长方形ABCD表示球机采集到的二维图像,即该长方形ABCD所处的直角 坐标系为,W D为原点,W DC为水平轴,W DA为垂直轴的直角坐标系。点0表示图像ABCD 的中必点,0点像素坐标为(X。,y。);其中,0K垂直于AB,0K与AB的交点为点K ;0L垂直与 BC,化与BC的交点为点L ;PM垂直0K,PM与0K的交点为点Μ ;PN垂直0L,PN与化的交点 为点N。
[0127] 本发明实施例中球机定位的具体方法流程,包括:
[012引步骤一;控制球机停止,由于球机本身具备标准函数的功能,从串口或网络参数中 读取球机的配置参数及球机当前状态。
[0129] 较佳地,球机的配置参数包括:球机采集图像的宽和高、球机电荷禪合元件感光器 的宽和高、球机的最小焦距W及球机的当前倍率,其中,球机的当前倍率为W球机最小倍率 为1,球机当前的变倍倍率;
[0130] 较佳地,球机当前状态包括;球机当前的转角及球机当前倍率。
[0131] 步骤二:对球机采集图像中任意选择的需要定位的定位参考点的坐标,计算该球 机在第一平面和第二平面内的目标转角。
[0132] 参见图2,该球机相对于第一平面的当前转角为Z 0卵,该球机相对于第二平面的 当前转角为Z 0WQ ;点P表示球机采集到的二维图像ABCD中任意选择的需要定位的定位参 考点,P点像素坐标为(X,y)。
[0133] 步骤二具体包括:
[0134] 步骤a、根据获取的球机采集图像的宽和高、球机CCD感光器的宽和高、球机的最 小焦距、球机的当前倍率,计算得知在当前倍率下,球机机芯在第一平面的等效焦距与第二 平面的等效焦距;
[0135] 其中,等效焦距为最小焦距转换成W球机输出视频图像像素表示的焦距,由于等 效焦距本质上均为对应球机的相机焦距,当输出的视频图像长宽比和CCD感光器长宽比不 一致时,需要根据所述的长宽比对水平平面与垂直平面的等效焦距进行调整。因此,本发明 实施例分别计算第一平面与第二平面的等效焦距。水平方向与垂直方向的等效焦距在图2 中实际上没有一一的对应值,但是可W认为第一平面和第二平面的等效焦距都是从图2中 的线段0W转换而来。
[0136] 其中,球机机芯在第一平面的等效焦距,由公式
获得,其中,t为 水平方向的等效焦距,W为球机捕捉的图像的宽,f。为球机的最小焦距,M。为球机的当前倍 率,CW为球机CCD感光器的宽;
[0137] 球机机芯在第二平面的等效焦距,由公式
获得,其中,fy为垂直方 向的等效焦距,Η为球机捕捉的图像的局,f。为球机的最小焦距,M。为球机的当自U倍率,ch 为球机CCD感光器的高。
[013引步骤b、从串口或网络参数中,获取该球机当前在第一平面的转角和第二平面的转 角。
[0139] 步骤C、计算球机当前采集图像上的中必点的像素坐标。
[0140] 参见图3,在球机采集到的二维图像ABCD所处的直角坐标系中,获取的球机采集 图像的宽W和高H,郝么,点A的像素坐标即为(0,H),点C的像素坐标即为(W,0)。从而计 算得知,该球机当前采集图像上的中必点0的像素坐标为(X。,y。)。
[0141] 其中,该球机当前采集图像上的中必点在X方向的坐标,由公式馬获得,其 中,X。为该中必点的X方向的坐标,W为球机捕捉的图像的宽;
[014引该球机当前采集图像上的中也点在y方向的坐标,由公式脚巧得,其中,y。为 该中必点的y方向的坐标,Η为球机采集图像的高。
[0143] 步骤t根据等效焦距、该球机当前采集图像上的定位参考点的像素坐标,及该球 机当前采集图像上的中必点的像素坐标,计算出W该球机当前采集图像上的中必点为观察 点,定位参考点对应景物的方位角与入射角。
[0144] 具体地,根据在X方向的等效焦距、该球机当前采集图像上的定位参考点的像素 坐标,及该球机当前采集图像上的中必点的像素坐标,通过如下公式,计算出W该球机当前 采集图像上的中必点为观察点,定位参考点对应景物的方位角Tax,即图2中Z NOW :
[0145]
[0146] 其中,X表示定位参考点在该球机当前采集图像上的X方向上的像素坐标,X。表示 该球机当前采集图像上的中必点的X方向上的像素坐标,fx表示该球机在X方向上的等效 焦距。
[0147] 根据在y方向的等效焦距、该球机当前采集图像上的定位参考点的像素坐标,及 该球机当前采集图像上的中必点的像素坐标,通过如下公式,计算得出W该球机当前采集 图像上的中必点为观察点,定位参考点对应景物的入射角Ta,,即图2中Z MW0 :
[014 引
[0149] 其中,y表示定位参考点在该球机当前采集图像上的y方向上的像素坐标,y。表示 该球机当前采集图像上的中必点的y方向上的像素坐标,fy表示该球机在y方向上的等效 焦距。
[0150] 步骤e、根据上述公式计算得出的W该球机当前采集图像上的中必点为观察点,定 位参考点对应景物的方位角与入射角,该球机当前在第二平面的转角,计算出定位参考点 相对该球机在第二平面内的当前转角的入射角与定位参考点相对该球机在第一平面内的 当前转角的方位角。
[0151] 具体地,根据定位参考点对应景物的方位角和入射角,通过如下公式,计算得出所 述定位参考点相对该球机在第二平面内的当前转角的入射角3f,即图2中Z PWN:
[015引 = atg(tg(Tay)*cos(Tax));
[0153] 其中,Ta、表示W该球机当前采集图像上的中必点为观察点,定位参考点对应景物 的方位角,Tay表示W该球机当前采集图像上的中必点为观察点,定位参考点对应景物的入 射角。
[0154] 根据定位参考点相对该球机在第二平面内的当前转角的入射角、该球机在第二平 面内的当前转角及W该球机当前采集图像上的中必点为观察点,定位参考点对应景物的方 位角,通过如下公式,计算得出定位参考点相对该球机在第一平面内的当前转角的方位角 atx,即图 2 中ZPVM:
[0155]
[015引 atx = atg (tan (曰&));
[0157] 其中,表示所述定位参考点相对该球机在第二平面内的当前转角的入射角,《舟 表示该球机在第二平面内的当前转角,^表示w该球机当前采集图像上的中必点为观察 点,所述定位参考点对应景物的方位角。
[0158] 步骤f、根据定位参考点相对该球机在第一平面内的当前转角的方位角及该球机 相对于第一平面的当前转角,通过如下公式,计算得出该球机在第二平面内的目标转角:
[015
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