一种云台监视地理方位标定的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能视频监控领域，具体说是一种云台监视地理方位标定的方法。
【背景技术】
[0002]在广域视频监控领域，GIS电子地图以表现直观、功能丰富、信息量足等特点广泛应用于视频监控系统中。通过在地图上标注摄像头、传感器的位置，方便用户准确定位监控点位，同时借助GIS的精确定位，能够掌握该区域的地形地貌，以及相应的空间距离数据，为移动目标的行为分析提供良好的数据支撑。创新的热区导航功能更可令地图延伸至建筑物内部，将安全设施、疏散通道、危险区域等信息立体的展现给用户。
[0003]广域视频监控系统中，一般采用适应远距离观测的长焦镜头云台摄像机或大倍数高速球，设备在旋转控制过程中，设备对所监视的具体方位与GIS地图上显示的关系较难直观对应，为了方便二者间对应，需要有一个统一的方位来做基础参考，一般的高速球或云台采用内置OSD显示角度的方式来进行，该方式主要依靠人工判断，精度不高;或是现场与GIS地图进行校正，但由于缺乏必要的辅助工具，依赖监视图像来判断初始位置，过渡依赖人工，也较为不精确。而本发明借助太阳确定正南正北的校正方式，提供一种可靠的方位校准方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种云台监视地理方位标定的方法。
[0005]本发明的技术方案在于:一种云台监视地理方位标定的方法，其特征在于，包括以下步骤:
SO1:准备;在空旷的水平场地安装广域监控摄像机，连接好线缆及监视计算机；
502:测绘;调整广域监控摄像机的镜头处于水平方向；
503:初始标定;广域监控摄像机的图像分辨率为1080P格式，由1920 X 1080个像素点组成，通过计算可获得I个像素块所对应的实际区域宽度大小；
S04:制作对应关系表一;重复步骤S02和步骤S03，使广域监控摄像机镜头连续变焦，记录各个变焦状态下的块对应距离和区域宽度，形成镜头各个焦段与真实场景距离的对应关系表一；
505:南北标定;设备安装结束后，所述的广域监控摄像机调用方位标定预制位，进入方位标定环节；
506:方位校准;通过垂线确认的南北的方向，该方向与方位标定预制位摄像机的照视方向存在一个夹角a，该夹角ag卩为云台转向正北方向的角度；
507: 二次标定;监视软件调用对应关系表一，与GIS地图进行对应关系转换，得到对应关系表^.0
[0006]进一步的，所述步骤S02中，调整广域监控摄像机的镜头焦距，在该焦距的视场内，绘制一个三角图形，在对应的AB、AC边上垂直放置标定立杆;AB、AC边上垂直放置的标定立杆在图像上重合，并使AB、AC边处于图像画面的左右边界上。
[0007]进一步的，所述步骤S04中，该对应关系表一保存在广域监控摄像机内部。
[0008]进一步的，所述步骤S04中，现场将广域监控摄像机水平安装在监控点上，并将监控点的位置在GIS坐标中标注出来，在GIS地图上，以监控点为起点向随机方向划一段对应GIS地图K米距离的线段0A，以该线段为半径划一段圆弧，根据镜头当前的焦段得到圆弧的角度Θ，顺时针方向经过角度Θ确定另一条半径0Β，ΑΒ点连线的中点C与圆心的连线OC的射线即为GIS地图上体现的广域监控摄像机监视方位。
[0009]进一步的，所述步骤S05中，上午太阳照射在标定杆上，标定杆的影子最后一次遮挡到光敏电阻时，系统记录下该光敏电阻的位置及时间，下午标定杆的影子第一次遮挡到光敏电阻时，系统记录下该光敏电阻的位置及时间;根据两个光敏电阻的位置连线，从标定杆经过该连线做垂线，该垂线的方向即为正南北方向。
[0010]进一步的，所述步骤S06中，该角度由计算机获取、记录，在监视软件中调用调试模式，监控平台上通过向广域监控摄像机下达转动指令，广域监控摄像机转动角度a后，连线OC的射线也跟随转动角度a，将该位置进行标定，设置为初始方位I。
[0011]进一步的，所述步骤S07中，在初始方位I的基础上，在GIS地图上调出正北方向参考线，平移参考线，使参考线经过监控点0，在地图上转动0C，转动OC的过程中广域监控摄像机不同时转动，至OC与正北方向参考线重合，监视软件记录OC转动的角度β，将该位置设定为初始方位2，作为监视软件控制旋转的零位，此时云台摄像机与GIS地图上的虚拟监视区域扇形区中轴线即在同一个方位上，即完成云台监视正北方位的标定工作。
[0012]本发明的优点在于:
1、采用太阳作为正北方位标定参照物，相比地磁及目视方法，准确度高，标定过程依赖计算机数据，减少人工主观因素影响。
[0013]2、完成标定后，进一步能够实现视频画面像素与实际地图间的对应关系。
[0014]3、实现视频监视画面与地图区域直接对应，更加直观。随着云台的旋转，地图上的虚拟扇区图标也跟着旋转，能够很好地体现出当前监视的位置，在广阔区域如沙漠、海洋监控时，便于在无参照物情况下，快速确定监视方向。
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施测绘示意图；
图2是本发明实施例的原理图；
图3是本发明实施例提供的标定示意图；
图4是本发明实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0016]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。
[0017]如图1所示，本发明提供一种云台监视地理方位标定的方法，包括以下步骤:
SO1:准备;在空旷的水平场地安装广域监控摄像机，连接好线缆及监视计算机；
S02:测绘;调整广域监控摄像机的镜头处于水平方向； S03:初始标定;广域监控摄像机的图像分辨率为1080P格式，由1920 X 1080个像素点组成，通过计算可获得I个像素块所对应的实际区域宽度大小；
S04:制作对应关系表一;重复步骤S02和步骤S03，使广域监控摄像机镜头连续变焦，记录各个变焦状态下的块对应距离和区域宽度，形成镜头各个焦段与真实场景距离的对应关系表一；
505:南北标定;设备安装结束后，所述的广域监控摄像机调用方位标定预制位，进入方位标定环节；
506:方位校准;通过垂线确认的南北的方向，该方向与方位标定预制位摄像机的照视方向存在一个夹角a，该夹角ag卩为云台转向正北方向的角度；
507: 二次标定;监视软件调用对应关系表一，与GIS地图进行对应关系转换，得到对应关系表二。
[0018]以下结合本发明【附图说明】本发明具体步骤及原理:
步骤S01、准备。准备一个空旷的水平场地，安装广域监控摄像机，在附图2的A点所在区域水平放置广域监控摄像机，连接好线缆及监视计算机。
[0019]进一步，所述的广域监控摄像机为1080P网络高清摄像机，可进行360度旋转，在摄像机顶部安装有一个由多个光敏电阻紧密排列形成的圆环，在圆环的中心位置开有一个螺丝孔，用于旋接垂直标定杆。根据圆心到圆环的距离，合理选择标定杆的长度，标定杆的直径与单光敏电阻的接收面相当，以便于太阳光线照射垂直标定杆时产生的杆影能够恰好遮住光敏电阻接收面。
[0020]步骤S02、测绘。调整广域摄像机的镜头处于水平方向(通过水平尺)观测，并通过广域监控摄像机显示的的垂直方向角度度数来判断。调整广域监控摄像机的镜头焦距，在该焦距的视场内，绘制一个如附图2所示的三角图形，在对应的AB、AC边上上垂直放置标定立杆。AB、AC边上垂直放置的标定立杆在图像上重合，并使AB、AC边处于图像画面的左右边界上。
[0021]进一步，通过本方法，该镜头焦距下视场角水平面上呈现一个扇形区域，ABC三点构成的三角形区域，在水平方向上从图像上看BC呈现为一条直线，该直线的在距A点某一距离的情况下，其长度与屏幕上成像的水平连线成一定的比例关系。虽然镜头的焦距与成像大小有公式可以算出，但由于控制软件的不同，无法对某一控制点的镜头焦距进行确认，采用测绘的方式有助于提供准确的数据。
[0022]步骤S03、初始标定。广域监控摄像机的图像分辨率为1080P格式，由1920X 1080个像素点组成。通过计算可获得I个像素块所对应的实际区域宽度大小。
[0023]进一步，同一距离的两根标定立杆间的宽度，刚好充满画面，假设A点到标定立杆B、C连线的垂直距离为M米，测量BC间的距离为N米，AC、AB间锐角夹角为Θ，可以由已有的公式计算出I个像素块在距离镜头1米位置的宽度L=N/1080--------公式一
该焦段的镜头视场角9=2arctan(M/2N)--------公式二
AC间的距离K=M/cos( Θ/2)-------------公式三